集成排气歧管低周疲劳寿命研究

集成排气歧管的设计使排气部分收到高低温载荷的反复冲击,因此在局部区域会产生较大的应力集中,超过材料的屈服强度,产生塑性变形,会有低周疲劳破坏的风险。本文基于有限元的方法,计算某冲击循环的瞬态温度场结果,并基于此结果进行交变工况下的应力应变分析,研究排气部位危险位置的温度、应力和应变的变化规律,并基于局部应力应变法得到该位置的疲劳寿命,为缸盖设计提供一种分析方法。

集成排气歧管对汽油机动力性能影响的研究

以一台国五发动机为基础设计了4-1和4-2-1两款集成排气歧管,通过一维仿真的方式探究两种形式的集成排气歧管对发动机动力性能的影响。结果表明:采用了集成排气歧管后,转速大于1600 r/min时转矩变化不明显,与原机转矩有2%的波动;但转速低于1600 r/min时,转矩下降较多,其中4-1方案低速下转矩下降更加明显,1200 r/min时转矩下降11.1 N·m,比原机下降5.9%。继而以1200 r/min为例探究了低速情况下,采用集成排气歧管造成转矩下降的原因。结果表明,采用了4-2-1与4-1集成排气歧管后,涡轮增压器前压力状态产生差异,影响了增压器效率;气门叠开期期间,由于排气背压增大,导致废气回流增加和缸内残余废气量增加,降低了充量系数。最后通过试验验证,采用了4-1集成排气歧管后的低速转矩确实低于原机,验证了仿真的准确性。

集成排气歧管GDI发动机热平衡试验研究

本文中研究了不同的发动机台架热平衡试验方案和试验条件对集成排气歧管缸内直喷(GDI)汽油机热平衡性能试验结果的影响。结果表明:与传统发动机台架热平衡试验方法相比,基于实车散热器、冷却和进排气管路以及附件的台架热平衡试验方案,可降低管路变化造成的系统流动阻力增大、管路传热损失增加、冷却液流量不可控、发动机进出口冷却液温差过小等对热平衡试验不利的因素影响,试验结果更接近实车状态;中冷后进气温度、冷却液温度和开关冷却风机等对热平衡测试结果均有显著的影响;集成排气歧管式发动机的排气歧管内置在缸盖内导致发动机冷却水套的散热量明显增大,冷却系统也必须提供更大的冷却能力才能满足发动机的热平衡需要。

缸盖集成排气的设计开发及试验验证

内燃机油耗、排放法规要求越来越严格,节能减排也是内燃机工作重点所在。各种节能减排技术应运而生,缸盖集成排气是一项能够有效降低冷机排放、同时实现降低燃油消耗2%,而且,可以进一步达到节省发动机成本的技术。缸盖集成排气在近2~3年成为主流节能减排首选技术,集成缸盖设计开发过程必须采用完善的正向设计流程和理念,从概念设计到布局设计,布局设计必须具备详细完整的CAE分析支持,再到详细图纸设计、缸盖零部件试制、缸盖本体试验、整机试验等。通过缸盖集成排气整个正向设计开发流程的实施,保证缸盖集成排气产品的动力性、经济性和排放性,同时满足缸盖产品的加工要求。

某型发动机气缸盖集成排气歧管设计及分析

以某型发动机中铝合金气缸盖为例,介绍了如何利用CAD软件对原气缸盖进行Top-Down逆向设计和CFD分析,然后在原机数据的基础上对气缸盖进行集成排气歧管设计、优化及分析,从而达到气缸盖设计轻量化、集成化等目的。

气缸盖铸造工艺孔密封方案的研究与应用

为解决集成排气歧管缸盖铸造工艺孔密封问题,研究密封孔应用环境,对比钢球、拉涨式堵头、丝堵、碗形塞等不同密封方案,从成本角度选取碗形塞密封;采用冲出压强对比试验,识别出影响碗形塞密封效果的关键因子并确定碗形塞的最优方案:材料为S304、过盈量为0.167~0.272 mm、压入深度应为2.5~3.5 mm,密封胶品为T48。多轮发动机台架和整车道路试验表明,碗形塞密封方案完全可以应用于高性能发动机缸盖水套、油道等处的密封。

铝合金集成式缸盖铸造缺陷问题分析与解决

某集成式铝合金缸盖在研发过程中出现铸件水道堵死缺陷,废品率高达100%。对其充型时间、铝液温度、浇注进料方向等铸造工艺,砂芯强度及表面处理等制芯工艺进行调整和验证,结果均无法解决该缺陷。借助仿真软件对铸件成形过程进行模拟,发现由于上水道砂芯局部位置细薄且壁厚变化过大,砂芯局部温度过高、应力过大导致断裂。通过增加该处截面积,最终解决了铸造缺陷。

丰田新型1.2 LESTEC涡轮增压直喷汽油机

丰田汽车公司正在开发一系列符合经济型高热效率燃烧(ESTEC)开发理念的发动机。继2.0L缸内直喷涡轮增压发动机8AR-FTS投放市场后,介绍8NR-FTS发动机的开发。8NR-FTS发动机为1.2L直列4缸火花点燃式的小型化涡轮增压缸内直喷汽油机。基于8AR-FTS发动机相同的基本理念,8NR-FTS发动机集成了各种节能技术,诸如集成排气歧管的气缸盖、通过带有中间锁止装置的智能广角可变气门正时系统(VVT-iW)实现的阿特金森循环,以及为实现快速燃烧采取的缸内强化涡流。该发动机采用缸内直喷的直喷涡轮增压(D-4T)系统,替代了兼备进气道喷射和缸内直喷的涡轮增压高版本汽油机(D-4ST)系统。结合单涡道涡轮增压器和VVT系统的控制,实现了发动机低速工况下的高扭矩特性。该发动机还采用了起停控制策略,通过在第一个压缩的气缸内分层喷射,实现了快速无冲击重新起动。发动机可以匹配6档手动变速器(6MT)或无级变速器(CVT)。尤其在CVT模式下,通过换档控制,减小了涡轮增压器的滞后期;通过"常规"和"运动"两种驾驶模式的转换,能够实现具有驾驶乐趣的动力性能和出色的燃油经济性。

日产汽车公司新型VR30DDTT汽油机的先进技术

日产汽车公司的VR30DDTT发动机是继V6 3.7L自然吸气发动机VQ37VHR后研发的又一款机型.该发动机为V6 3.0L缸内直喷涡轮增压汽油机,是以兼顾强劲动力性能与环保性能为目标而开发的全新机型。为了大幅提高动力性能并改善燃油经济性,日产公司针对主运动系统、气缸盖、增压器等部件采用了诸多新技术,如缸内直喷系统、电动可变气门机构、电子控制的废气旁通阀、控制增压压力的涡轮增压系统、集成了排气歧管的气缸盖,以及气缸孔镜面涂覆等新技术、新工艺。相比原有的VQ37VHR机型,功率提高了53kW,扭矩提高了112N·m,燃油经济性改善达7%左右。

金卤灯电弧管充氪氩混合气排气台的研究

简要介绍在小功率金卤灯电弧管内充入微量的氪气来改善电弧管的启动性能,并专门研制了充氪气排气台。