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考虑热负荷的船用柴油机活塞动力学性能预测分析 被引量:3
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作者 李全 冯明志 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期121-126,136,共7页
基于设计阶段给定的三种活塞冷态型线进行了多方案动力学计算,确定了冷态型线设计参数,结合三维有限元方法进行活塞组件热负荷分析,得到了活塞热变形并对型线进行修正,完成了热态下活塞动力学性能分析。通过对比分析考虑了活塞冷、热态... 基于设计阶段给定的三种活塞冷态型线进行了多方案动力学计算,确定了冷态型线设计参数,结合三维有限元方法进行活塞组件热负荷分析,得到了活塞热变形并对型线进行修正,完成了热态下活塞动力学性能分析。通过对比分析考虑了活塞冷、热态型线差异的动力学分析结果,筛选出最优设计参数并最终确定了活塞型线。所设计的活塞通过实机1 000h试验考核,拆检结果表明运行情况良好。 展开更多
关键词 内燃机 船用柴油机 热负荷 型线 活塞动力学
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活塞环动力学数值模拟计算及试验研究 被引量:14
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作者 王树青 吴国栋 +1 位作者 郭金宝 刘瑞 《内燃机与动力装置》 2008年第1期14-19,29,共7页
内燃机活塞环的密封主要影响漏气量和机油消耗量,这种封闭效应是通过作用在环的上部和背部的气体力而获得的。垂直敲击振荡产生的惯性力和活塞二阶运动的剪切力也对环的封闭效应产生影响。活塞和环的动力学模拟解决了该非线性问题,并且... 内燃机活塞环的密封主要影响漏气量和机油消耗量,这种封闭效应是通过作用在环的上部和背部的气体力而获得的。垂直敲击振荡产生的惯性力和活塞二阶运动的剪切力也对环的封闭效应产生影响。活塞和环的动力学模拟解决了该非线性问题,并且对活塞二阶运动、轴向环运动和第二环岸压力的相互影响进行了预测。本文通过建立某六缸柴油机在几种运行工况和活塞环尺寸方案下的气缸体动力学模型,介绍了预测机油耗的模拟方法,研究了边界条件和参数调整对活塞环运动和气体渗透的影响。 展开更多
关键词 机油耗 活塞 活塞动力学 窜气量
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基于动力学模拟的汽油机活塞裙部刚度研究 被引量:8
3
作者 熊培友 孙晓 +2 位作者 邢小兵 王亮 李锋刚 《内燃机与动力装置》 2016年第6期47-51,共5页
本文通过运用AVL-PR活塞组件动力学分析软件对不同裙部结构刚度的某汽油机活塞进行了动力学模拟分析,研究了活塞三种不同裙部刚度对于活塞二阶运动以及敲击能量、摩擦损失等性能的影响,结果表明:结构B活塞裙部上部、中部和下部刚度相对... 本文通过运用AVL-PR活塞组件动力学分析软件对不同裙部结构刚度的某汽油机活塞进行了动力学模拟分析,研究了活塞三种不同裙部刚度对于活塞二阶运动以及敲击能量、摩擦损失等性能的影响,结果表明:结构B活塞裙部上部、中部和下部刚度相对于结构A分别减小后,裙部摩擦功率损失降低了约26%,结构C活塞裙部上部的刚度相对于结构B增大后,裙部摩擦损失会有所增大;此研究可以为汽油机活塞裙部结构的设计及优化提供参考。 展开更多
关键词 活塞动力学 二阶运动 裙部结构 刚度
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考虑活塞环组动力学的船用大功率柴油机组合式活塞温度场预测
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作者 何涛 卢熙群 +2 位作者 邹德全 郭宜斌 李玩幽 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期66-72,共7页
通过建立柴油机组合式活塞的3D有限元模型,以文献中参考机型的实测缸套温度为温度边界条件,根据相应经验公式取得各换热区的对流传热系数,对新设计船用大功率柴油机组合式活塞进行温度场预测,并将计算所得到的温度场与参考机型实测温度... 通过建立柴油机组合式活塞的3D有限元模型,以文献中参考机型的实测缸套温度为温度边界条件,根据相应经验公式取得各换热区的对流传热系数,对新设计船用大功率柴油机组合式活塞进行温度场预测,并将计算所得到的温度场与参考机型实测温度场进行对比。为使得仿真计算更接近实际情况,考虑了活塞环组运动对传热系数的影响。计算结果表明:所得的温度场与相似机型实测温度场分布规律类似,可以为新设计发动机的热负荷试验提供指导。 展开更多
关键词 内燃机 组合活塞 温度场预测 传热系数 活塞环组动力学
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活塞销偏置对非道路柴油机振动与噪声的影响研究 被引量:2
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作者 黄粉莲 毕玉华 +2 位作者 吴礼民 申立中 雷基林 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第10期31-38,共8页
基于发动机活塞运动方程及柔性多体动力学理论,运用模态综合方法对机体和曲轴进行模态缩减,建立了活塞动力学计算及整机多体动力学仿真模型,通过模态试验对有限元仿真模型的准确性进行验证。仿真分析了不同活塞销偏置量对活塞动力学及... 基于发动机活塞运动方程及柔性多体动力学理论,运用模态综合方法对机体和曲轴进行模态缩减,建立了活塞动力学计算及整机多体动力学仿真模型,通过模态试验对有限元仿真模型的准确性进行验证。仿真分析了不同活塞销偏置量对活塞动力学及发动机振动噪声的影响规律,结果表明:随着活塞销负偏置量的增加,压缩上止点附近的活塞敲击时刻提前,敲击能量逐渐减小。不同活塞销偏置方案下,发动机机体、汽缸盖罩、油底壳、齿轮室罩及飞轮壳均在二阶谐次下振动较剧烈,当活塞销偏置-1.6 mm时,振动最剧烈。随着活塞销负偏置量的增加,各部件表面辐射声功率级先减小后增大,在1/3倍频带500~1250 Hz中心频率的表面辐射声功率级较大,活塞销偏置-0.4 mm时声功率级最小。综合活塞动力学、振动及噪声特性的分析结果,此发动机的活塞销负偏置设计值应取0.4~0.8 mm最好。 展开更多
关键词 柴油机 活塞销偏置 活塞动力学特性 振动噪声
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内燃机缸压调整后活塞的优化设计 被引量:2
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作者 陈延鹏 熊培友 +2 位作者 刘世英 徐涛 任维宣 《煤矿机械》 2016年第3期101-105,共5页
针对某柴油机试验后出现活塞火力岸及缸孔拉伤失效问题,使用AVL EXCITE Piston&Rings软件建立了活塞组件动力学分析模型,对活塞2阶运动进行研究,并针对不同活塞销孔偏心、裙部及头部型线优化方案进行对比,得到了最优的改进方案,并... 针对某柴油机试验后出现活塞火力岸及缸孔拉伤失效问题,使用AVL EXCITE Piston&Rings软件建立了活塞组件动力学分析模型,对活塞2阶运动进行研究,并针对不同活塞销孔偏心、裙部及头部型线优化方案进行对比,得到了最优的改进方案,并成功解决活塞及缸套拉伤失效问题。当活塞热负荷增大或2阶运动动作幅度增大时,应适当加大火力岸的直径缩减量,这样对预防火力岸和缸套发生接触有利。 展开更多
关键词 活塞动力学 2阶运动 销孔偏心 活塞型线 优化
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活塞环组机油消耗分析及改进设计 被引量:7
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作者 景国玺 郝志勇 杨骥 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2002-2007,共6页
为了降低某柴油机机油消耗和寻求改进措施,采用数值仿真分析和试验相结合的方法,对该发动机活塞环组窜气量和机油消耗特性进行分析研究.建立该发动机活塞环组动力学及机油消耗(LOC)预测模型,并通过试验数据对模型进行标定.指出通过各环... 为了降低某柴油机机油消耗和寻求改进措施,采用数值仿真分析和试验相结合的方法,对该发动机活塞环组窜气量和机油消耗特性进行分析研究.建立该发动机活塞环组动力学及机油消耗(LOC)预测模型,并通过试验数据对模型进行标定.指出通过各环岸及环槽间的压力、活塞环的轴向运动,来判断导致机油消耗增大或减小的原因,并用于指导改进设计工作.另外,研究各环岸与气缸壁之间的间隙对机油消耗的影响,对该发动机活塞型线和活塞环进行改进设计.改进前后对比试验结果发现,改进后机油消耗明显改善,仿真结果和试验结果变化趋势一致. 展开更多
关键词 活塞动力学 窜气量 机油消耗 柴油机
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某发动机活塞环组结构对润滑油消耗的影响分析 被引量:2
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作者 王帆 李云涛 +2 位作者 蓝军 杨万里 王瑞平 《小型内燃机与车辆技术》 2020年第1期24-28,72,共6页
建立了某增压直喷汽油发动机活塞环组动力学及机油消耗预测模型,研究分析了发动机活塞环组机油消耗特性。同时,对活塞环组主要设计参数进行了趋势性分析,并针对耐久后高转速下机油耗高的问题进行不同的方案对比,最终得到最优方案,并通... 建立了某增压直喷汽油发动机活塞环组动力学及机油消耗预测模型,研究分析了发动机活塞环组机油消耗特性。同时,对活塞环组主要设计参数进行了趋势性分析,并针对耐久后高转速下机油耗高的问题进行不同的方案对比,最终得到最优方案,并通过试验验证解决了问题。 展开更多
关键词 增压直喷发动机 活塞环组动力学 机油耗特性 二环扭曲角
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配缸间隙对发动机机体振动噪声影响研究 被引量:1
9
作者 张学文 毕玉华 +3 位作者 吴礼民 吴彪 申立中 雷基林 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第12期33-38,共6页
分析活塞配缸间隙对活塞2阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以非道路4缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型及整机多体动力学计算模型,进行了配缸间隙对活塞动力学与发动机机体振动噪... 分析活塞配缸间隙对活塞2阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以非道路4缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型及整机多体动力学计算模型,进行了配缸间隙对活塞动力学与发动机机体振动噪声影响的仿真分析;对机体和曲轴进行模态试验,验证了有限元模型的准确性。通过整机的仿真分析,结果表明:配缸间隙增大后,摩擦平均有效压力依次减小;活塞敲击力先小幅减少,然后急剧增大,最后趋于稳定。在主推力侧,不同配缸间隙计算方案均在2阶谐次下出现最大振动峰值;在次推力侧,振动在800~3000 Hz频段内差异比较明显,在2000~3000 Hz频段内差异尤为显著。机体噪声的1/3倍频程分析显示不同配缸间隙计算方案在中心频率500 Hz时出现最大声功率级。 展开更多
关键词 柴油机 配缸间隙 活塞动力学特性 振动噪声
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发动机气缸套磨损状态的预测 被引量:2
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作者 李正守 郭立新 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期609-612,共4页
应用专用软件AVL_EXCITE Piston&Rings对活塞环的动力学特性进行了分析,建立了计及活塞环与气缸套之间的流体动力润滑的活塞环动力学模型,计算出发动机运转过程中活塞环与气缸套间的接触力,据此对气缸套的磨损进行预测。预测结果与... 应用专用软件AVL_EXCITE Piston&Rings对活塞环的动力学特性进行了分析,建立了计及活塞环与气缸套之间的流体动力润滑的活塞环动力学模型,计算出发动机运转过程中活塞环与气缸套间的接触力,据此对气缸套的磨损进行预测。预测结果与某些文献中的测试结果基本一致。 展开更多
关键词 发动机 气缸套 活塞动力学 磨损 模拟预测
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Mathematical modeling and analysis of thermodynamic processes in a twin-rotor piston engine 被引量:1
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作者 邹腾安 徐海军 +2 位作者 潘存云 徐小军 陈虎 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第11期4163-4171,共9页
In order to study the major performance indicators of the twin-rotor piston engine(TRPE), Matlab/simulink was used to simulate the mathematical models of its thermodynamic processes. With consideration of the characte... In order to study the major performance indicators of the twin-rotor piston engine(TRPE), Matlab/simulink was used to simulate the mathematical models of its thermodynamic processes. With consideration of the characteristics of the working processes in the TRPE, corresponding differential equations were established and then simplified by period features of the TRPE. Finally, the major boundary conditions were figured out. The changing trends of mass, pressure and temperature of working fuel in the working chamber during a complete engine cycle were presented. The simulation results are consistent with the trends of an actual working cycle in the TRPE, which indicates that the method of simulation is feasible. As the pressure in the working chamber is calculated, all the performance parameters of the TRPE can be obtained. The major performance indicators, such as the indicated mean effective pressure, power to weight ratio and the volume power, are also acquired. Compared with three different types of conventional engines, the TRPE has a bigger utilization ratio of cylinder volume, a higher power to weight ratio and a more compact structure. This indicates that TRPE is superior to conventional engines. 展开更多
关键词 twin-rotor piston engine mathematic model thermodynamic process simulation utilization ratio of cylinder volume
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Thermo-mechanical analysis of an SI engine piston using different boundary condition treatments
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作者 Amir-Hasan Kakaee Javad Gharloghi +1 位作者 Aliasghar Foroughifar Abdoreza Khanlari 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第10期3817-3829,共13页
Heat transfer of an SI engine's piston is calculated by employing three different methods based on resistor-capacitor model with the help of MATLAB code, and then the piston is thermo-mechanically analyzed using c... Heat transfer of an SI engine's piston is calculated by employing three different methods based on resistor-capacitor model with the help of MATLAB code, and then the piston is thermo-mechanically analyzed using commercial ANSYS code. The results of three methods are compared to study their effects on the piston thermal behavior. It is shown that resistor-capacitor model with less number of equations and consequently less solution time, is an appropriate method for solving problems of engine piston heat transfer. In the second part, the thermal stresses due to non-uniform temperature distribution, and mechanical stresses due to mechanical loads are calculated. Finally, the temperature distributions as a thermal load along with mechanical loads are applied to the piston to determine the total stress distribution and critical fracture zones. It is found that the amount of thermal stresses is considerable. 展开更多
关键词 PISTON TEMPERATURE boundary condition STRESS thermo-mechanical analysis
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Optimization of cross angle based on the pumping dynamics model 被引量:22
13
作者 Ji-en MA You-tong FANG +1 位作者 Bing XU Hua-yong YANG 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第3期181-190,共10页
The single cylinder and multi-cylinder pumping dynamics model of a swash plate piston pump were improved.Particular attention has been paid to the design influences of key parts of the valve plate such as relief groov... The single cylinder and multi-cylinder pumping dynamics model of a swash plate piston pump were improved.Particular attention has been paid to the design influences of key parts of the valve plate such as relief groove,pre-compression/ expansion and fluid inertia effect of the unsteady flow.Some important parameters,such as the discharge area,discharge coefficient,fluid bulk modulus,were especially analyzed using numerical methods or by experiment-based estimation.Consequently,the mathematical results of pressure pulsation and flow ripple agree well with experimental results from the test-rig of the flow ripple.Therefore,the cross angle and the pre-compression angle of the valve plate was optimized,based on the pumping dynamics model.Considering both the flow ripple and the cylinder pressure of the pump,the cross angle is set to be 2.2° to 2.7° with a pre-compression angle of 1.7° to 2.2°,so the pumping dynamics character can obtain the best result. 展开更多
关键词 Flow ripple Pressure pulsation Piston pump Noise
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Fluid dynamic modeling of a free piston engine with labyrinth seals 被引量:4
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作者 Jaakko Larjola Juha Honkatukia +1 位作者 Petri Sallinen Jari Backman 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第2期141-147,共7页
Preliminary design and simulation of a free piston engine suitable for small-scale energy production in distributed energy systems is presented in this paper.The properties,particularly the properties of gas seals of ... Preliminary design and simulation of a free piston engine suitable for small-scale energy production in distributed energy systems is presented in this paper.The properties,particularly the properties of gas seals of the engine are simulated using a simulation program developed for this case,and the results are utilized in preliminary main design parameter selection.The engine simulation program was developed by combining and modifying the source codes of the simulation and calculation programs obtained from Helsinki University of Technology,Tampere University of Technology,and Lappeenranta University of Technology.Because of the contact-free labyrinth seal used in the piston,the efficiency of the motor is lower than the efficiency of a conventional motor with oil lubricated piston rings.On the other hand,the lack of bearing losses,and the lack of losses associated with a crankshaft system and a gearbox,as well as the lack of lubrication oil expenses,compensates this effect.As a net result,this new motor would perform slightly better than the conventional one.Being completely oil-free,it is very environmentally friendly,and its exhaust gases are completely free of oil residuals which are causing problems in normal gas motors. 展开更多
关键词 free piston engine distributed energy systems SIMULATION labyrinth seal
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