基于计算机视觉的船舶主机气缸润滑管理

气缸注油率调节不及时以及气缸润滑状况不可直接测量等问题,一直是轮机管理的难点。分析气缸油碱值和注油率对气缸润滑的影响,针对扫气道残油碱值和含铁量检测存在的不足,提出基于计算机视觉的气缸润滑图像处理方法。将活塞和缸套的图像进行归一化、聚类、分割和形态特征提取等操作,基于Hu不变矩和卷积神经网络迁移学习的以图搜图技术开发气缸润滑质量分析软件,有效解决了气缸注油率人工调节的不确定性及失误概率大的难题,并将其应用于某超大型油船主机气缸润滑最优管理。应用结果表明:借助气缸润滑图像的计算机视觉深度学习可优化气缸注油率,实现了扫气道残油含铁量不高于25 mg/kg,残油碱值不低于30 mgKOH/g,缸套磨损率不高于0.1 mm/kh的气缸润滑最优控制,降低了缸套过度磨损的风险。该方法具有较好的推广应用价值和经济效益。

合金灰口铸铁气缸套组织形貌与耐磨性研究

针对5种成分和组织的灰口铸铁气缸套,包括2种贝氏体铸铁气缸套和3种珠光体铸铁气缸套,全面分析了其成分、相组成及硬度等材料特性,将喷钼活塞环与5种合金灰口铸铁气缸套对磨,通过比较各配对副的摩擦磨损性能,获得了喷钼活塞环与5种合金灰口铸铁气缸套的匹配规律。研究结果表明:5种气缸套材料均为由硬质相、基体和石墨构成的复合耐磨结构,各组分的性能、分布及其配比,是决定耐磨性的关键因素。珠光体基体气缸套的磨损量相对稳定,气缸套与活塞环的相对磨损量正常;铸态贝氏体气缸套磨损较轻,配对活塞环的磨损量比珠光体气缸套大;贝氏体气缸套和活塞环的磨损均量很小。

7FDL-16柴油机气缸盖热结构耦合应力分析

通过CATIA软件进行三维建模,利用Space Claim模块提取流体域,在Fluent模块设置流体边界条件并仿真流动,先后导入Ansys Workbench稳态热和静应力分析模块,设置热边界条件和应力载荷,得到气缸盖的温度场以及热结构耦合应力分布云图。热结构耦合应力分析可得:热应变最大处在火力面鼻梁区,最大变形量为0.002 1 mm,应力最大处在两排气门之间的鼻梁区,最大应力值为398 MPa,安全系数为2.71,满足实际结构工作的要求标准。

气缸套铸造过程中AGV小车应用于自动化浇注系统对提升生产效率的分析

本文提出了将AGV小车应用于气缸套铸造过程中进行智能化生产的整体系统设计,对智能工厂的工艺布局、信息流、对接控制、调度系统进行系统设计,并对比分析了在应用AGV小车之后,智能生产所能带来的提升。该技术的应用使得气缸套铸造过程更具效率、更稳定、更安全,同时提升了铸造工厂的智能化、自动化水平。

GEVO16型柴油机动力组气缸盖压装机的改进设计研究

本文针对GEVO16型柴油机动力组气缸盖压装机存在的技术问题,进行改进设计研究。首先分析了原机的技术特点及存在的问题,然后提出了相应的改进措施,并对改进后的气缸盖压装机进行了性能测试。测试结果表明,改进设计方案有效提高了气缸盖压装机的性能,降低了故障率,为柴油机行业提供了有益的参考。

柴油机气缸套空化现象与空蚀机理分析

针对柴油机气缸套在工作过程中因冷却液的空化发生空蚀现象,文中在对单缸冷却水套进行空化流动数值模拟的基础上,结合近壁面多空泡溃灭过程的仿真,从宏观和介观上研究了柴油机气缸套的空化现象和空蚀机理.首先,基于单缸冷却水套的模拟发现,缸套壁面的振动导致冷却液发生空化现象,生成大量空化气泡.然后,模拟了近壁面空泡的溃灭过程,并分析了空泡间距、空泡数量等因素对多空泡溃灭的影响.结果表明:空泡间距越小,溃灭时间越长,当泡心间距从0.050 mm减小至0.025 mm时,近壁面空泡的溃灭压力增大49.82%,产生的微射流速度增大10.56%;增加空泡数量,溃灭压力呈先增后减的趋势,当空泡数量由2个增至10个,微射流的速度增大44.93%.研究表明,空泡溃灭产生的微射流具有较高的水锤压力,该压力作用于缸套壁面,造成腐蚀破坏,是缸套发生空蚀的根本原因.

新型缓冲结构的直线气缸动力学分析与试验研究

高速气缸内置溢流阀缓冲结构,在工作中利用压力的调节从而达到缓冲效果,但此时会产生能量的损失及阀门调节困难等问题。有鉴于此,提出一种新型电磁缓冲结构,建立了电磁缓冲结构以及高速气缸的动力学模型,试验数据和仿真结果基本吻合,气缸运行到行程末端有较好的缓冲效果,在行程末端速度振荡减至0,平缓达到终点,验证了动力学模型以及仿真模型的正确性。同时,对比分析了溢流阀缓冲、新型电磁缓冲以及两者共同存在时的缓冲效果,发现当两者共同存在时效果最好,新型电磁缓冲次之,传统的溢流阀缓冲效果不理想。

船用柴油机气缸盖的Inconel 625合金机器人CMT堆焊工艺

文中针对船用柴油机气缸盖的Inconel 625合金堆焊,综合考虑了镍基合金的焊接性、气缸盖堆焊部位凹槽特点,以及冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)焊接技术,结合机器人的使用,开发了船用柴油机气缸盖的Inconel 625合金机器人CMT堆焊工艺,在生产中应用良好。

比例阀控气缸系统确定性鲁棒反步运动跟踪控制器

为实现气缸运动轨迹的高精度鲁棒控制,建立了比例阀控缸系统的数学模型,并基于反步法设计了一种能够有效抑制系统模型参数不确定性、未建模动态和外界扰动等因素影响的非线性确定性鲁棒控制器。利用MATLAB中的Simulink模块构建气缸运动轨迹跟踪控制系统仿真模型。采用MATLAB/Simulink中的xPC-Target开发了基于非线性确定性鲁棒控制器的气缸运动轨迹实时控制系统。仿真结果表明所设计控制器是可行的。试验结果表明该控制器能够有效地跟踪参考轨迹,跟踪0.3 Hz正弦轨迹时的最大跟踪误差为0.89 mm,约为幅值的2.97%;跟踪0.4 Hz正弦轨迹时的最大跟踪误差为1.02 mm,为幅值的3.4%。

气缸套表面耐磨热障涂层制备与性能研究

柴油机气缸套表面热障涂层是协同提升其阻热、耐磨、减摩性能的有效方法。利用超音速高能等离子弧喷涂设备,在38CrMoAlA基体表面制备了厚度为1.5 mm的NiCoCrAlY-YSZ双层结构的热障涂层,并对其微观结构、力学性能与高温摩擦学行为进行了研究。结果发现,涂层孔隙率约为(9.62±2.23)%,与基体结合强度为(30.33±1.89) MPa;当环境温度为200℃时,38CrMoAlA基体的磨损率约为1.96×10^(-4) mm~3/(N·m),高于250℃油润滑条件下YSZ涂层的1.14×10^(-4) mm~3/(N·m);涂层在油润滑时的摩擦磨损性能较为优异,无润滑时的摩擦因数与磨损率分别由0.05和0.54×10^(-4) mm~3/(N·m)增加至0.70和2.97×10^(-4) mm~3/(N·m),其磨损形式以磨粒磨损为主。该研究为低散热柴油机关键部件的设计与防护提供了理论与技术支撑。

某新型发动机气缸磨损分析及优化设计

某新型高强化发动机在设计开发过程中出现曲轴箱压力异常升高、窜气量大的问题。经故障再现和分析,确认故障原因为气缸局部异常磨损。通过成分检测、性能测试、热机耦合CAE对比分析,确定根本原因为气缸在高的热负荷、恶劣的润滑条件下承受复杂作用力而出现“抛光”现象。基于根本原因提出了优化设计方案,耐久试验结果表明,优化后的气缸状态良好,再未出现气缸“抛光”的问题。

柴油发动机铝气缸盖喷油器孔开裂分析

通过宏观形貌观察、显微组织检验、金相分析、化学成分分析、硬度与力学性能检测等方法对柴油发动机铝气缸盖喷油器孔进行综合试验,以分析铝气缸盖喷油器孔开裂的原因。结果表明,裂纹起源于气缸盖第二缸喷油器孔底部对应排气侧的水道壁,以疲劳裂纹的方式扩展,直至贯穿喷油器孔壁。

一种高精度、长寿命超薄气缸的设计及制造

本文介绍了一种精度高、寿命长的超薄气缸,此超薄气缸由缸体、前端盖、活塞、后端盖及活塞杆等组成。该超薄气缸革新了气缸的装配生产工艺,完全避免了卡簧的使用,通过一体铆压成型可使气缸前后端盖完全密封,显著增加了气缸的密封性能,行程精度高,使用寿命提高至原来的3~5倍。该超薄气缸有望在机械、自动化及汽车等领域得到广泛应用,将为气动行业带来巨大的革新,经济效益显著,可为节能减排和带动当地经济发展做出较大贡献。

基于PID控制系统的MATLAB气缸夹爪仿真与研究

研究和仿真基于Simulink的气缸夹爪PID控制系统。气缸夹爪是一种常见的执行器,被广泛应用于工业自动化领域。PID控制作为一种经典的控制算法,具有简单、稳定和易于实现的特点。介绍了气缸夹爪的工作原理和控制需求,然后详细介绍了PID控制的原理和参数调节方法。通过Simulink软件进行仿真实验,验证了PID控制器在气缸夹爪控制中的有效性和性能优势。最后,对仿真结果进行分析和总结,并提出了进一步改进的建议,以提高其效率。

变速器换挡气缸缓冲性能的仿真研究

通过分析带缓冲功能的换挡气缸的基本结构、原理与特性参数,并建立其动力学模型,从理论上描述气缸缓冲作用产生的原理。建立AMESim仿真分析模型,得到气缸活塞运动过程中的位移、各腔室压力、碰撞冲击力与速度变化仿真数值解,分析其缓冲性能。最后通过仿真分析了小活塞组件质量、中间气路直径和复位弹簧刚度对气缸缓冲性能的影响。仿真结果表明,文中所设计的气缸可以实现换挡过程中拨叉到达限位时具有缓冲作用,冲击载荷随中间气路气源压力增大而减小,并且需要合理设计小活塞组件质量与复位弹簧刚度,在兼顾换挡时间的要求情况下,为缓冲气缸的设计提供依据。

基于温度场的隔膜压缩机气缸的结构优化

为了解决排气温度过高使隔膜压缩机抗氢脆性能降低从而导致寿命降低的问题,提出了一种新型冷却管道的隔膜压缩机结构。以降低隔膜压缩机气缸温度为目标,在高温、高压的工况下,对改进后的气缸结构进行流体力学分析研究,得到温度场云图。仿真结果表明:优化后的隔膜压缩机气缸结构在同样工况下的温度明显降低,可知压缩机气缸的氢脆问题得到缓解,该结构有效提高了隔膜压缩机的使用寿命。

复合气缸盖的无模快速制造技术的研究

复合缸盖具有整体性好、功率高等优点。但受限于其结构的特殊性和现有传统快速成型砂型铸造工艺水平的局限性,复合气缸盖的开发或生产过程中的成品率较低,开发成本往往偏高,这无疑限制着柴油机行业的发展。以公司YC4F复合气缸盖为例,根据公司现有无模快速成形制造设备和制造技术实际情况,通过巧妙的设计复合气缸盖的复合砂芯,使用激光烧结成形技术+数字化精密成形技术两大制芯技术,有效地解决了制约复合气缸盖开发和生产的两大关键性难题,即组芯和排气困难,为复合气缸盖的开发和生产提供了一种可行的技术参考。通过采用本技术方案生产的复合气缸盖毛坯外观良好,无气孔、缩孔等铸件缺陷。成品试漏检验合格,各项指标满足产品相应的技术要求。而且经过反复对比验证,采用本技术方案生产的铸件成品率高达90%以上,远高于传统快速成形工艺方案的20%。本技术方案中的无模快速制造技术具有制芯效率高、组芯方便、排气顺畅、铸件成品率高、成本低等优点。

气缸有效缓冲时缓冲阀与调速阀的开度匹配关系研究

气缸的运行速度由回路调速阀控制,缓冲装置吸收的能量受缓冲阀影响,将两阀按照一定的开度关系进行调整,可获得较好的缓冲状态,提升气缸工作效率。搭建气缸缓冲实验台,进行缓冲实验,寻找两阀圈数的对应关系。建立相应的AMESim气动仿真模型,给出不同开度下气缸的缓冲效果。采用声速放气法测量气动元件有效节流面积,得到有效缓冲时缓冲阀与回路调速阀的面积匹配关系。结果表明:只有部分调速阀开度可以获得有效缓冲状态,缓冲阀仅能在特定的小范围变化,缓冲难以调整,可依据研究给出的两阀面积匹配关系图,快速调定缓冲。

汽车发动机用气缸盖力学性能研究

文中利用维氏硬度仪测量Mg-6Gd-0.5Y-xZn-0.4Zr(wt.%)(x=0,0.2,0.5,1wt.%)合金时效硬化曲线,使用万能实验拉伸机测量合金室温力学性能。通过合金时效硬度曲线研究,在200℃时效后,0.5wt.%Zn合金时效析出动力最大,时效256h后,合金时效硬度达到峰值,其硬度为HV70.1。根据合金室温力学性能,0.5wt.%Zn合金综合力学性能最佳,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为144.3,247.6MPa和14.0%,可作为汽车发动机用气缸盖的备选材料之一。

240气缸盖蠕墨铸铁件缩孔缩松的防止措施

介绍了240气缸盖铸件的结构及技术要求,详细阐述了原生产工艺及铸件出现的缩孔、缩松问题,通过对原工艺进行分析,经过多次工艺改进,解决了铸件缩孔、缩松问题。最后指出:(1)对于内腔形状复杂、壁厚突变较大的铸件,在铸造工艺设计时可选择顶注式雨淋浇注系统+冒口的铸造工艺,有利于实现顺序凝固和补缩,减少缩孔、缩松类铸造缺陷;在铸件心部热节部位,通过合理设计冷铁进行激冷,同时需要适当提高冒口模数,能够有效消除铸件缩孔、缩松类铸造缺陷,获得致密的铸件本体组织,满足铸件使用技术要求。