柴油机高密度-低温燃烧的数值模拟

从柴油机燃烧过程控制的思想出发,解释了高密度-低温燃烧概念的内涵.数值模拟结果表明,高充量密度在提高热容方面与EGR具有相同的作用.因此,低温燃烧使用较低的EGR率时就能实现很低的NOx和碳烟排放;另外,高充量密度促进了燃空混合率,特别是促进了燃烧后期的混合速率,极大地缩短了燃烧持续期,提高了指示热效率,高密度-低温燃烧的这一特征对柴油机高负荷和全负荷下实现高效、低排放运行具有突出的优势.研究结果还显示,充量密度对燃烧过程参数的影响是多重的,不同于传统柴油机燃烧.

金属型离心铸造Ti-48%Al-2%Cr-2%Nb合金汽车排气阀的研制

本文利用离心铸造的方法 ,在金属型中浇铸了Ti 48%Al 2 %Cr 2 %Nb合金汽车排气阀 ,通过SEM、XRD和EMPA等分析手段 ,对排气阀坯件的表面层结构、组织形态、成分分布和力学性能等特征进行了检测 ,并将热等静压(HIP)处理后的排气阀安装到 483Q型柴油发动机上进行了台架试验。结果表明 ,金属型离心浇铸Ti Al基合金排气阀 ,在保证阀体成分均匀性的同时 ,可在一定程度上细化铸件的显微组织。HIP处理后排气阀的平均力学性能为 :σb=670MPa ,σ0 2 =5 2 7 5MPa和δ =3 %。进一步的台架测试结果表明 ,排气阀在测试过程中表现出了优异的密封性和耐磨性 。

基于Abaqus的汽油发动机排气门温度场模拟分析和试验

对某4缸汽油发动机排气门进行建模和计算.采用2种建模方法分析气门的温度场分布,并与试验测温结果进行对比.结果表明:建模时考虑缸盖、阀座、导管与气门的接触导热能非常准确地模拟气门温度分布;传统的采用第三类边界条件的换热计算方式模拟分析得到的结果与试验测温结果误差较大.根据标定好的仿真模型,更改导管材料,可达到气门温度降低19.3℃的效果.

联邦德国MB839柴油机排气门破裂的分析

MB839柴油机排气门(11401000D1)的破损是由于气门盘锥面堆焊层存在严重的疏松等焊接缺陷,在疲劳和高温燃气腐蚀的共同作用下。气门盘锥面首先开裂,然后逐渐扩展而形成裂纹。

工况对发动机排气门失效的影响

发动机排气门在高温冲击环境下工作,恶劣的工况环境是使排气失效的重要原因之一。虽然在这种工况下,环境介质、气门机构的动力学特性都可使气门早期失效,但大量的研究表明:在正常情况下,影响气门失效的主要工况参数是温度及冲击次数。为此,讨论了汽车发动机工况对排气门失效的影响;探讨了进一步提高其使用寿命的有效途径。

MANB&W电喷主机排气阀油温过高故障分析

MAN B&W 5G60ME-C9.2型主机是目前实船运行最先进的电喷船舶主柴油机,随着航运市场对节能减排的要求,该机型的电喷主机在船舶上广泛应用。实船运行过程中,出现排气阀液压驱动油油温升高故障,轮机管理人员经过分析排气阀电控原理以及实船工作经验,得出结论:ME-C9.2型电喷主机排气阀上方的节流阀主要起卸荷作用,保证排气阀在开启过程中,不至于行程过高,因此对该节流阀进行解体清洁,故障消除,对日后管理该机型主机管理人员提供一定借鉴作用。

船用大功率发动机排气门可靠性研究

气门是保证发动机获得良好的经济性、动力性的关键件。气门的失效会带来不可预料的重大损失。文中对ZC6200系列的四冲程大功率船用柴油机排气门进行了可靠性研究,以排气门组为研究对象,对不同结构和不同材料的排气门在闭合工况下进行了传热仿真和失效分析。研究结果表明,气门结构对传热的影响较大,进而引起排气门的温度场变化,导致气门变形并产生热应力。热机耦合仿真结果显示,气门结构对变形和等效应力分布的影响较大。等效应力变化较大的位置容易导致气门失效,情况严重时,会导致整个头部断裂。

某船用柴油机各缸排温不均匀性优化设计

为优化某船用柴油机各缸排温均匀性,设计定压增压、气门正时优化技术方案和气门正时优化配合改进型MFB2凸轮型线方案,对原柴油机和各优化方案进行热力学仿真分析,对改进凸轮型线发动机进行台架试验测试。结果表明:定压增压方案可显著改善各缸排温不均匀性,标定点各缸排温极差降低至19℃,但比油耗恶化显著,最大上升3.5 g/(kW·h);气门正时优化配合改进型MFB2凸轮型线算法方案可显著改善各缸排温的不均匀性,标定点各缸排温极差降低至31℃,且该方案对比油耗的影响较小;试验验证表明各缸排温差异为34℃,油耗与原机基本相同;仿真分析与试验测试结果吻合较好。本研究可为柴油机各缸排温不均匀性优化提供参考。

某船推进柴油机排气温度异常故障原因分析

介绍了某船推进柴油机排气温度异常故障发生及检查处理过程。针对故障原因进行验证检查,并寻找到改进方法。该过程对船舶设计生产人员处理故障问题具有借鉴作用。

两例大功率中速柴油机气门断裂失效分析研究

研究了大功率中速柴油机进排气门断裂的原因。

发动机排气门断裂失效分析

气门作为发动机的一个重要零部件,直接影响着发动机动力的正常发挥,因此气门要有足够的刚度和强度,良好的耐磨性、耐高温性,以保证其在恶劣环境下正常工作。本文主要论述汽油机在进行冷热冲击试验时排气门出现断裂,经过对故障件断口、化学成分、金相组织、硬度以及受力情况分析,结果发现是由于排气温度高于气门所能承受最高温度导致在颈部发生多源疲劳断裂,通过排气门改进设计并进行试验验证问题得以解决。

柴油机排气阀盘面断裂的失效分析

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪等对某柴油机排气阀盘面的断口进行了观察和分析.结果表明:阀盘面的断口出现人字纹、河流花样和韧窝等特征,为沿晶+穿晶混合型断裂;断口处有夹杂物,断裂面上裂纹尖端覆盖有一层氧化皮,表明断裂过程中有腐蚀氧化过程;腐蚀氧化、高频率冲击和热应力等共同作用导致了阀盘面的疲劳断裂.

船用发动机排气温度测量与影响研究

船舶所用柴油发动机排气温度与发动机性能息息相关,一旦发生故障船员及货物将被困于河流或海上,导致货物延期,因此研究排气温度和发动机故障率的关系,准确的测定排气温度对减少发动机的故障率有重要意义。本文基于发动机排气温度测量的基本要求,针对某型号船用柴油机进行实验,同时分析了多种排气温度的测量方法,最终择优选择热电偶测温。通过分析测试结果确认热电偶测温的准确性,为得到影响发动机温度的因素提供了方法。

国六柴油机排气热管理技术试验研究

进行柴油机稳态和瞬态循环台架试验,研究废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)、进气节流和燃油后喷3种热管理技术对柴油机排气温度的影响。研究结果表明:采用EGR、进气节流阀和燃油后喷均可提高排气温度,其中进气节流阀的升温效果最好;综合使用EGR、进气节流阀和燃油后喷技术可有效提高排气温度和选择性催化还原效率,降低NO_(x)和烟度排放,使柴油机排放达到国六标准要求。

低速机排气阀杆喷涂过程中的温度场和热应力分析

针对某低速机的排气阀杆喷涂工艺,通过仿真计算对喷涂过程进行模拟,并将模拟结果与试验测试结果相对比,发现二者的温度场相符。在此基础上,分析喷涂过程中排气阀杆的温度场和热应力的变化规律,为低速机排气阀杆喷涂工艺优化提供参考,为排气阀杆喷涂过程中的变形控制提供理论支撑。

发动机排气门新型抗高温氧化涂层研究

目的提高排气门材料21-4N合金的抗高温氧化腐蚀性能和抗开裂剥落性能,提高排气门的服役性能,延长使用寿命。方法利用两步循环喷雾热解技术在21-4N合金表面制备(Al_2O_3-Y_2O_3)/YSZ层状陶瓷复合涂层,通过扫描电镜和能谱对涂层形貌和成分进行分析,通过循环氧化腐蚀实验评价涂层的抗高温氧化腐蚀性能和抗开裂剥落性能,通过划痕测试来评价涂层的结合强度。结果该层状复合涂层厚度均一、结构致密清晰,在900℃高温循环氧化100 h的实验中,该涂层样品的质量增加量和剥落量分别为0.3025和0.06 mg/cm^2,远低于无涂层21-4N合金的质量增加量和剥落量,具有优异的耐高温氧化腐蚀性能。该复合涂层的膜基结合力达到40 N,远高于21-4N合金表面氧化膜的结合力,能够满足排气门实际应用工况要求。结论采用两步循环喷雾热解技术在21-4N合金表面制备的(Al_2O_3-Y_2O_3)/YSZ层状复合涂层,能够有效提高排气门材料的抗高温氧化腐蚀性能,并具有优异的结合力。

配气相位对小缸径高速柴油机性能影响研究

针对新研发小缸径高速柴油机排气温度高引起结构件可靠性下降以及燃油消耗率高造成经济性指标低等问题,通过对原设计方案的换气过程分析研究确定了主要原因为缸内换气不充分残余废气系数大造成燃烧不充分。提出在现有凸轮型线基础上通过优化配气相位解决问题并开展试验验证。结果表明:在保持进气门提前角不变的条件下,通过优化排气门开启角度,在柴油机额定工况下实现了高效快速燃烧,提高了气缸内燃烧效率。柴油机的动力性和经济性有不同程度的提高,其中排气温度降低至619℃,较目标值有8.9%裕度;平均有效燃油消耗率较原方案提高10%。通过试验研究解决了排温高、油耗高的主要问题,满足了技术指标要求,为进一步研究小缸径柴油机性能改进提供了研究方向。

摩托车发动机热负荷多点测试方法及应用

摩托车发动机台架测试时,通常以监控火花塞垫圈温度和机油温度来判定发动机的热负荷状况。通过增加测试排气温度,进、排气门挡油罩附近温度,空气燃油比和测试转矩等参数,来提高发动机热负荷状况判定的准确性。经试验表明,此方法能为热贞荷的判定对比提供有力依据,并为处理热负荷问题指明方向。

船用中速柴油机进气阀开裂原因分析及改进措施

针对某型中速柴油机进气阀阀盘发生开裂的事故,通过从柴油机内部和外部因素逐层进行分析,明确了进气阀阀盘开裂是阀盘温差过大、热应力过大导致的疲劳开裂。同时对进气阀材料的性能进行分析,指出原进气阀材料不能适应高强化度柴油机的工作需要,并就此提出相应改进措施。

发动机排气门断裂失效分析与改进

某天然气发动机在进行可靠性验证时发生排气门断裂,采用形貌观察、化学成分分析和硬度检测等手段对其断裂原因进行了分析,并提出改进措施。结果表明,排气门材料的化学成分及硬度均符合GB/T 12773—2021要求;硬度法检测显示排气门最高实际工作温度为725~735℃,气门杆在高温作用下产生的氧化层向基体扩展并在气门杆表面形成微裂纹,高温导致层片状析出物沿晶析出进一步加快了微裂纹沿晶界扩展,逐渐发展成较深的裂纹,最终导致气门杆疲劳断裂。建议通过优化燃烧系统参数降低排气门的工作温度,或选用耐温性能更好的NCF 3015或Inconel 751材料,以使排气门满足工况要求。