泵气损失对柴油机性能影响分析

基于某款船用中速柴油机,在当前配置状态的基础上,利用试验数据测试和GT-Power一维仿真计算手段,研究了不同配气凸轮型线、排气管直径、增压器配置对柴油机泵气损失和燃油消耗率的影响。选取部分优化方案来制作样件,并通过开发试验对比验证。结果表明,通过优化匹配可以分别将高转速高负荷工况、低转速低负荷工况的泵气损失和燃油消耗率降低到最佳水平。

增压汽油机泵气损失影响因素分解及共性规律研究

基于多台先进车用增压直喷汽油机的性能对标试验数据,分析了泵气损失及其关键影响参数的共性规律,低速泵气损失随着负荷增高而减小,高速泵气损失随着负荷增高而增大。从气体流动损失角度分析可知,泵气损失主要由节气门的节流损失、进排气阀处的节流损失和涡后压力损失三部分组成。对试验数据的分析与二次开发表明节气门节流损失只与发动机的负荷和转速相关,且可以通过简单关系式预测;气阀节流损失和涡后压力损失只与通过的气体的质量流量及有效流通面积相关,两者随流量的增加而增加;此三项损失的算术合成与泵气损失的实测值吻合良好,验证了研究方法与技术路线的正确性。

轮胎花纹沟泵气噪声模型

回顾并分析了轮胎花纹沟泵气噪声机理及其声学模型,并基于对轮胎变形的力学分析提出了一种轮胎花纹沟泵气噪声的半经验计算模型。该模型直观地体现了几乎所有轮胎设计参数,如花纹沟几何参数、使用因素、结构尺寸和黏弹性参数等对泵气噪声的影响,计算结果与文献中的实验结论及通常的经验定性一致。

两级增压系统参数对泵气损失影响的热力学分析

建立了两级增压系统热力学模型,分别分析了压比分配、级间中冷、增压器效率和排气温度等参数对泵气损失的影响,并确定了不同参数下的最佳压比分配。研究结果表明:在高、低压级压气机入口温度和增压器效率均相同时,压比分配为1时可获得最低泵气损失;降低高压级压气机入口温度能明显降低泵气损失,最佳压比分配随高压级压气机入口温度的降低而增加;增压器总效率的提高能显著降低泵气损失,级间无中冷且增压器总效率一定的情况下,泵气损失随压气机效率的提高而减小;级间无中冷时,不同增压器效率对应的最佳压比分配存在突变,但此时泵气损失对压比分配变化不敏感;泵气损失随涡前温度的降低呈线性增加,这对新型燃烧方式的涡轮增压器设计和匹配提出更高的要求。

泵气平均有效压力变化规律的试验研究

为减小某增压6缸柴油机在改进设计时的泵气损失,对此柴油机在不同负荷特性下泵气平均有效压力的变化规律进行了试验研究。利用缸内压力和进排气压力波研究了泵气平均有效压力的变化规律。试验结果表明:在不同的负荷特性下,泵气平均有效压力分布情况有三种:全部为正值;随负荷增加由负值过渡至正值;全部为负值。在不同转速下,相同扭矩测试点的泵气平均有效压力进行横向对比时,变化规律是相同的,从低速到高速,泵气平均有效压力都是由正值逐渐变为负值。

横向花纹沟结构对轮胎泵气噪声影响规律研究

通过对带有横向花纹沟的12.00R20子午线轮胎进行瞬态滚动分析,提取轮胎滚过路面时花纹块上表面位移随时间的变化曲线;建立单个横向花纹沟、路面以及周围空气域模型,在花纹块上表面加载位移时间曲线;基于双向流固耦合进行流场数值模拟并进行噪声预测,分析了横向花纹沟横截面几何参数对轮胎泵气噪声的影响。结果表明,轮胎花纹沟泵气噪声随着花纹沟的宽度的增大而增大,随着深度的的增大而增大,但随着壁面拔模角的增大而减小;且深度影响最大,拔模角次之,宽度影响最小。

泵气平均有效压力与排气压力波关系的试验研究

针对某增压6缸柴油机进行了不同负荷特性下缸内压力和排气压力波的测量,分析了不同负荷特性下泵气平均有效压力与泵气排气压力波之间的关系。试验结果表明:对于增压6缸柴油机,当配气相位相同时,在不同的负荷特性下,泵气排气压力波强度随泵气平均有效压力的变化规律是不同的。在800 r/min和1 000 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大而增大;在1 400 r/min和1 800 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大先减小再增大;在2 200 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的减小而减小。

配气相位和废气再循环对Atkinson循环发动机泵气损失影响及优化

为降低Atkinson循环汽油机泵气功产生的能量损失,采用一台1.0L自然吸气Atkinson循环汽油机一维热力学模型进行计算研究,依次分析了进排气相位和废气再循环(EGR)对泵气损失的影响,在典型小负荷区,推迟进气晚关角(IVC)可以增加进气歧管内压力,降低泵气损失,但当进气早开角在上止点后推迟过大,导致活塞在封闭系统中膨胀负功逐渐增加,泵气损失反而增加,因此可以通过推迟排气晚关角(EVC)来增加气门重叠期,减少活塞在封闭系统中做的膨胀负功;提前排气晚关角,利用活塞在封闭系统中压缩功抵消膨胀功,减少泵气负功。研究发现:当进气晚关角推迟到101°时,泵气损失压力降低到-64.7kPa;推迟排气晚关角到55°,泵气损失压力可以降低到-52.6kPa,同时提前排气晚关角到-45°,可以减少泵气损失压力到-30.4kPa。在保证稳定燃烧的前提下控制EGR阀来调节EGR率,在大负荷时,泵气损失减小收益来自于进气压力的增加和排气压力的降低,随EGR率的增加,泵气损失最多可减少18.8%;在小负荷时,泵气损失减小收益主要来自于进气压力的增加,随EGR率的增加,泵气损失最多可减少14.8%。

基于AVL-BOOST的可变正时汽油机泵气损失研究

利用BOOST软件建立一款自然吸气四缸汽油机的仿真模型,可变气门正时汽油机通过可变液压气门机构实现进气门开启持续期和进气早关角的连续可变.将实测的气门运动数据按照不同的负荷要求输入模型,由于取消了节气门,进气节流阀R1取值为1.进气早关角依次设定为原机进气晚关角之前的6~56°CA,以10°CA为一间隔,研究不同转速下的充量系数变化趋势.结果表明:可变正时汽油机低速时,选择较大的进气早关角可避免进气倒流,高速时选择较小的进气早关角可充分利用过后充气,兼顾了高低速工况的进气性能.根据传统汽油机和可变正时汽油机负荷调节方式的不同设定两种仿真模式,传统汽油机配气定时固定不变,进气节流阀R1取值0~1之间某值以模拟不同的节气门开度,可变正时汽油机输入不同进气早关角的气门升程数据,匹配两种模式下的平均有效压力值相同,对比不同转速下泵气损失随负荷的变化趋势.结果表明:可变正时汽油机相比于传统汽油机对降低泵气损失有明显优势,低转速小负荷时改善程度最明显,最多可降低泵气损失约49%;高转速大负荷时改善程度最弱,全部实验工况下平均降幅约为34%.

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析。通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理。该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义。

水银血压计袖带自动泵气装置的研制

本文介绍一种采用电子控制技术，能全自动泵气并压力数字显示的新型装置。

基于AVL-BOOST的无节气门发动机进气过程泵气损失

基于AVL-BOOST软件,建立了发动机的倒拖计算模型,将模型与原机充气效率进行对比,验证了模型的正确性;采用直接控制气门运动达到取消节气门的目的,通过计算无节气门发动机缸内压力,得出了进气过程泵气损失的变化;与传统节气门发动机对比,证实取消节气门能够有效地降低泵气损失。

磨粉机泵气现象的分析

通过对磨辊表面边界层内气体质点分离过程的定性分析,解释了磨粉机采用光辊研磨产生泵气的原因—由于空气存在粘性,贴近磨辊表面的空气被磨辊携带接近轧距区,逐渐积累与压缩,形成不断向上反射的紊流。在面粉厂中采用光辊研磨,泵气问题是难以完全避免的。泵气可以采用降低转速和设计轧距吸风装置等方法使其得到一定程度的抑制。

全可变液压气门运动特性及其泵气损失

一种全可变液压气门机构(FHVVS)可实现气门最大升程、开启持续角和配气相位的连续可变.通过分析实测气门升程,发现FHVVS机构的进气门开启过程可分为凸轮驱动段、液压控制段和落座节流段.在液压控制段中气门开启不受凸轮型线的控制,使进气门的运行速度和加速度明显提高.与传统配气凸轮机构相比,在气门开启持续角相同时,FHVVS系统的气门开启角面值明显提高,且转速越低角面值提高幅度越大.试验表明:点燃式发动机采用FHVVS控制负荷,大幅度缩短了进气门开启时间,并在较短的进气门开启持续期内,提供了较大的气门开启角面值,使小负荷工况的泵气损失得到大幅度降低,尤其在小负荷、低转速时的改善幅度更为明显.

Fluent二次开发及轮胎花纹沟泵气噪声流场分析方法

运用Abaqus对12.00R20全钢载重子午线轮胎进行纯滚动工况下的有限元分析,导出轮胎花纹块沟槽外表面节点的位置、单元和速度文件,并对计算流体力学软件Fluent进行二次开发。结合有限元数据,运用Fluent对轮胎花纹沟在纯滚动过程中产生的泵气噪声进行三维流场数值模拟,计算3种典型花纹沟的压力场,最后积分求解远场点噪声值,比较3种轮胎模型的噪声特性。计算结果与实验和理论分析的结论相符合。

全可变液压气门机构对汽油机泵气损失及机械效率的影响

设计一种全可变液压气门机构(fully hydraulic variable valve system,FHVVS),实现气门最大升程、开启持续角和配气相位的连续可变,通过进气门早关方式取代传统节气门来控制发动机的负荷。试验结果表明:与传统节气门汽油机相比,无节气门汽油机可以显著降低中小负荷工况下的平均泵气损失压力,大幅度降低泵气损失、提高机械效率。在小于等于50%负荷工况点,发动机转速为2000 r/min时无节气门汽油机的机械效率可以提高3.6%~10.2%,3000 r/min时机械效率可以提高2.8%~7.1%。

汽油机泵气损失特性及其对性能的影响

根据某型号1.8L自然吸气汽油机的几何参数、试验数据和边界条件,建立一维仿真模型,分析了汽油机部分负荷的泵气损失特性、热效率特性和油耗特性,结果显示部分负荷时随着负荷的降低,节气门处压力损失增加,泵气损失增加,指示热效率降低,燃油经济性恶化,表明降低节气门处的压力损失对降低汽油机的泵气损失,提高热效率,降低燃油经济性有重要意义.

轮胎泵气噪声有限元仿真分析

轮胎花纹槽泵气噪声是轮胎噪声的主要部分之一。在假设轮胎胎面结构与空气完全耦合的条件下建立轮胎横向花纹槽噪声的有限元模型,在施加与速度相关的强制位移条件下对空气中花纹槽泵气噪声进行仿真仿真,验证轮胎花纹槽泵气噪声的机理,同时通过线性迭加轮胎周向单个横向花纹槽的方法,给出轮胎花纹槽整体噪声的频域曲线。

两级脉冲管制冷机穿梭和泵气热损失计算分析

脉冲管制冷机以空管取代了G-M和斯特林型制冷机中的冷端活塞,分析了由这种特点和交变流动引起的两级脉冲管制冷机的穿梭热损失和泵气热损失,以及损失的来源,并进行了详细的定量计算。

叶片式混输泵气液两相流及性能的数值分析

利用Fluent计算软件在多重参考坐标系下采用欧拉方法的双流体湍流模型计算螺旋轴流式叶片泵内高含气状态下的三维气液两相流场.通过对泵内绝对流速、叶轮相对流速、静态压力、气液两相分布及其相间滑移速度矢量的分析,探讨了气液两相介质在泵内的流动规律.结果显示离心力的作用使叶轮内液相主要在轮缘附近流动,而气相则聚集在轮毂附近;泵导叶内气液两相分离状况有较明显改善.通过与泵性能实验结果对比,验证了文中方法对气液两相叶片式混输泵计算分析的有效性.