基于单片机的活塞温度测量系统设计

通过触发开关、巡弋开关模块、存储器模块设计,开发一套存储式活塞温度测量系统。经过固化封装,系统误差标定,可以达到较高的测试精度。在天然气发动机上进行了试验验证,得到了发动机外特性上速度由1 000 r/min到2 100 r/min的活塞温度变化趋势。结果表明,该系统具有性能稳定,可靠性高的特点。

存储式活塞温度场测量及三维温度场计算

设计一套基于芯片存储的稳定工况活塞温度测量装置,该装置具有测试精度好,系统测量误差达±1℃;测量系统与活塞没有相对运动,可靠性高,大大提高了活塞稳定工况测试效率。在活塞温度测试试验中,隔温减震盒使存储器的环境温度降至90℃之内。根据所测试验结果,利用反算法进行活塞三维温度场的计算,分析了天然气发动机活塞温度随工况的变化。

基于PSoC的内燃机活塞温度测量系统的设计

内燃机活塞工作在高温高压的环境下,活塞温度准确可靠的测量一直是活塞研究的难题。近距离无线射频测量是近年来发展起来的一种新型测量方法。采用Cypress的PSoC器件设计的无线射频活塞温度测量系统,具有可靠性高、功耗低、重量轻,并且通过软件编程即可改变系统的功能和测量范围,可应用于各种类型的活塞温度测量。

海拔高度对柴油机活塞温度及热负荷的影响

利用研制的存储式活塞稳态温度测量装置对变海拔高度下的活塞多个测点稳态温度进行了测量,以试验测量结果作为标定依据,计算不同海拔高度下的活塞温度场和热机耦合应力,研究活塞热负荷随海拔高度的变化规律.结果表明:在工况一定时,活塞测点温度随海拔高度增加而升高,在海拔高度为3.0km处,关键测点的最高温度达292℃,比在平原海拔高度高了30℃以上;活塞第一环槽温度也由平原的225℃升高到高海拔处的261℃,已经出现润滑油结焦的情况.活塞应力值和变形受海拔高度影响较大,在高海拔时活塞热应力和热变形明显增大.研究结果可为高原工作的活塞设计、改进和热负荷的控制提供参考.

基于流固耦合的某船用低速柴油机活塞温度场分析

针对某研发新型船用柴油机,建立其活塞固体域和流体域模型,运用有限元软件ABAQUS和流体动力学软件START-CCM+进行联合仿真,得到其活塞耦合面对流换热系数和温度场分布。活塞最高温度538K左右,活塞第一环区及环区附近区域大部分温度439K在左右,活塞环区及活塞内部冷却腔大部分温度处于340K^439K范围以内,最后与现有对标机型进行对比,得到仿真计算所得活塞温度分布与对标机型温度场实测值基本一致,活塞温度场仿真计算结果基本符合实际。

基于四连杆机构的活塞温度测量方法研究

通过搭建活塞喷油冷却试验台,采用四连杆机构测量活塞相关点的温度并测量了振荡油腔的有效流量。对活塞振荡油腔的喷油冷却进行CFD计算,得到活塞振荡油腔的换热边界条件。对活塞顶部进行热风流动仿真计算,得到活塞顶部换热边界条件。最后通过经验公式对活塞裙部、活塞环等部位的换热系数进行设定,求解活塞温度场。通过实验结果和仿真结果对比,验证了活塞振荡冷却油腔换热边界条件的准确性。

有限元法分析活塞温度场

0 前言 当今世界上发动机愈来愈向高速、强载、低油耗方向发展,而且社会对降低噪声和废气净化的要求也日趋严格。活塞系发动机的心脏部件,为了适应发动机的这种动向,对活塞的要求也多样化;因而缩短活塞的开发时间和加强活塞技术评价的重要性也日显突出。

发动机结构要素对活塞温度的影响

实践表明,活塞工作时承受的热负荷的大小,不仅与活塞的结构设计有关,而且还与发动机的整体结构设计有关。提出了几种增强活塞冷却传热能力、降低活塞温度的结构方案,经试验表明,活塞第一环槽位置及缸体水套高度的改变对活塞温度的影响较大。

活塞冷却油腔位置变化对活塞温度场的影响

为提升活塞油腔对活塞的冷却效果,采用ANSYS有限元分析法对活塞温度场进行数值模拟,对活塞顶部燃烧室喉口及活塞第一环槽处两个重点区域进行分析,并对活塞产生热应力具有明显影响的温度梯度进行同步分析,结果表明,内冷油腔沿活塞轴向移动时的活塞温度场变化明显大于其沿活塞径向移动时的温度场变化,对活塞高温区域的冷却效果更好。

活塞冷却油腔结构变化对活塞温度场的影响

为提升活塞油腔对活塞的冷却效果,采用ANSYS有限元分析法对活塞温度场进行数值模拟,对活塞顶部燃烧室喉口及活塞第一环槽处两个重点区域进行分析,并对活塞产生热应力具有明显影响的温度梯度进行同步分析,结果表明,通过改变活塞内冷油腔横截面形状,使内冷油腔更加凸向活塞高温区域,内冷油腔的冷却效果得到了显著提升。可见,油腔越靠近温度高,梯度大区域,其冷却效果越明显。

新建地铁隧道内活塞风温度变化理论分析

列车在地铁隧道中运行时,会产生大量的热,一部分被隧道内岩土层吸收,其它部分散失在空气中,随列车活塞风带入站台。本文假设在新建单线隧道,一列车行驶周期内,对隧道内活塞风温度变化规律进行理论分析。隧道内列车散热假设为移动热源,将隧道区间内的空气流动简化成一维管流,活塞风与隧道壁面发生对流换热,根据隧道内空气的热平衡,建立简单的流固耦合模型。简化后得到新建地铁区间隧道活塞风温度变化数学模型,并给出其数值计算方法,借鉴上海某地铁的参数,利用MATLAB软件计算并绘出整个过程中隧道内活塞风温度变化曲线,隧道内活塞风温度下降约1.9℃。分析发现隧道内的岩土层温度、隧道长度和列车速度等影响隧道内温度分布和温度变化幅度。

基于FEM的轿车活塞挤压成形温度场分析

基于DEFROM-3D有限元分析软件研究了热挤压工艺对活塞最高温度的影响。结果表明,随着坯料预热温度的增加,活塞最高温度先减小后增加;随着挤压速度或者模具预热温度或者摩擦系数的增加,活塞最高温度均增加;合理的挤压工艺参数为:坯料预热温度410～445℃,挤压速度1.0～3.5mm/s,模具预热温度400～440℃,摩擦系数<0.325。

活塞式氢气压缩机排气温度超限故障诊断方法

针对活塞式氢气压缩机各级排气温度超限的故障难以用传统故障的二态性准确描述,以及目前未见能对该故障实施自诊断的故障诊断系统等问题,以DW-(5.6-13)/(0.2-0.5)-20型无油润滑变频活塞式氢气压缩机为研究对象,对相关零部件进行了重要度分析,并设计了故障自诊断系统。首先,对该故障搭建了模糊高木-关野(T-S)故障树模型,并利用基于贝叶斯网络(BN)的T-S故障树分析法对底事件进行了重要度分析,以确定薄弱环节和故障零部件诊断顺序;然后,利用模糊数表征了零部件的故障状态,对排气温度超限故障发生概率进行了预测;最后,设计了基于规则的故障诊断专家系统,并对实例进行了故障原因的推理排查。研究结果表明:基于规则的故障诊断专家系统在对现有故障数据进行分析后,其诊断结果与事实相符,说明该系统能够准确地诊断出故障原因,并进行自诊断;同时,基于BN的T-S故障树分析法,使该系统可对顶事件故障发生概率进行预测,为活塞式氢气压缩机故障诊断提供了一个可行方案。

顶面阳极氧化对活塞二阶运动过程热力特性影响研究

为研究某汽油机活塞顶部阳极氧化对活塞二阶运动过程热力特性的影响,采用硬度塞法测得阳极氧化前、后活塞测点温度,结合数值传热法标定活塞温度场,在此基础上研究阳极氧化前、后活塞热变形导致的活塞裙部型线变化情况,并运用多体动力学方法分析阳极氧化后活塞二阶运动的变化情况。研究结果表明,活塞顶面阳极氧化后,从其顶面导入的平均热流密度减小,活塞温度降低,导致热应力、热变形减小,活塞裙部热态型线发生较大变化,使得活塞绕活塞销摆动幅度、横向位移幅度分别增加34.4%、42.4%,活塞裙部与缸套间作用力增加24.1%。

基于存储法测温试验的活塞强度与疲劳分析

为深入研究某型柴油机活塞的强度与疲劳寿命,使用自主研制的高精度(±2℃)存储式测温装置进行活塞温度测量,建立了包含测温试验与数值模拟的完整分析方法。标定工况下,首先测定活塞5个关键点的稳态温度,并计算得到温度场分布;再用所建立的热-机耦合传热模型进一步计算出耦合应力场,校核活塞强度;最后以耦合应力场为基础分析得到活塞的疲劳寿命。研究结果表明:活塞的最大耦合应力值为216.5 MPa,出现在销座内侧顶部区域;活塞疲劳寿命最短部位的疲劳循环次数为7.2×107次,均能够满足设计要求。

CG125发动机活塞连杆曲轴改进分析

改进CG125发动机气道和燃烧室形状,在保证动力性提高的同时,也会导致活塞连杆曲轴温度和强度负荷增加。采用有限元模拟分析,计算出活塞连杆曲轴改进前后的应力和活塞温度变化,通过改进活塞形状,保证了改进后发动机活塞热负荷状况良好,同时提高了活塞连杆曲轴强度。

活塞冷却喷射装置设计开发的试验验证

对新开发的活塞冷却喷射装置进行试验评估,评估其流量特性及油束速度与落点是否达到设计要求。评估结果表明,活塞冷却喷射装置油束速度与落点符合技术要求,但其流量特性不符合要求。对此,提出设计规范和改进意见,并对改进后的活塞冷却喷射装置进行验证试验。结果表明,改进后的活塞冷却喷射装置的流量和喷束速度达到技术要求,使活塞温度场分布和梯度都达到发动机强化设计的要求。

主机活塞环过度磨损原因分析及预防措施

本文分析了全回旋大马力拖轮主机活塞环过度磨损的原因,并提出了改进及预防的措施。

活塞型面的数值分析

活塞型面对内燃机性能和可靠性影响极大.尤其是大功率强化发动机的活塞型线,早已为国内外内燃机工作者所关注.本文从弹性理论和传热学的基础出发、建立了一套三维有限元温度场和应力场计算程序,并利用该程序对1/2活塞的三维有限元模型的温度场、热变形和机械变形进行了分析计算.所得活塞的温度场,与热塞法实测的结果非常一致,所得的热变形和机械变形与利用复合材料快速磨合所得的裙部外形面非常吻合.较完整地反映了活塞的结构特点和工作特征.对活塞的设计是进一步深化.

Multipoint Infrared Telemetry System for Measuring the Piston Temperature in Internal Combustion Engines

A high precision, high antijamming multipoint infrared telemetry system was developed to measure the piston temperature in internal combustion engine. The temperature at the measuring point is converted into corresponding voltage signal by the thermo-couple first. Then after the V/F stage, the voltage signal is converted into the frequency signal to drive the infrared light-emitting diode to transmit infrared pulses. At the receiver end, a photosensitive audion receives the infrared pulses. After conversion, the voltage recorded by the receiver stands for the magnitude of temperature at the measuring point. Test results of the system indicate that the system is practical and the system can perform multipoint looping temperature measurements for the piston.