基于机器视觉的内燃机试验台架火灾监测方法

传统火焰传感器因安装位置、探测角度等受限,很容易导致内燃机试验台架内部发生火灾时传感器无法可靠识别导致极大的经济损失。为解决该问题,提出了基于机器视觉的台架火灾监测方法。该方法利用网络监控摄像头视角广、部署全面的优点,首先获取摄像头传输的视频流,然后利用图像特征分析、动态目标监测等传统视觉算法提取关键特征图片,最后利用神经网络模型对关键特征图片进行深度分析。通过计算机语言对分析结果进行处理并将处理结果发送到联动报警系统中。研究结果表明,采用机器视觉的方法能够可靠地对火灾事故进行识别报警。

内燃机冷却水泵汽蚀评价方法的研究

针对工程实践中运用NPSHc评判内燃机冷却水泵抗汽蚀性能存在局限性的问题,笔者运用PumpLinx仿真软件结合零部件试验开展研究。通过研究分析,揭示了某些情况下运用NPSHc评判水泵抗汽蚀性能存在巨大偏差的机理,并针对此问题研究解决方案,进而补充完善了水泵抗汽蚀性能评价方法——通过水泵空化仿真分析预先判断运用NPSHc评判水泵抗汽蚀性能的有效性或准确性。

发动机零部件强度疲劳试验数据统计分析优化研究

疲劳极限统计分析法是小样本条件下一种有效的疲劳试验方法,目前国内常用的疲劳极限统计分析法主要基于10^(4)低周循环点开展研究分析。本次研究基于国内外文献数据及材料的S-N曲线的特征,对QCI点法和10^(3)点法进行了数据统计分析优化研究并得出所有试样的极限值,再运用正态分布函数和威布尔分布函数分别计算出零部件的极限寿命值,最后通过对比分析得出了10^(3)点法更符合实际应用情况,威布尔模型更加适用于零部件疲劳试验数据处理的结论。

发动机排气管漏气失效分析与改进

为解决某发动机在耐久试验过程中出现的排气管严重漏气问题,分析排气管材料、螺栓力矩、排气管与增压器和气缸盖结合法兰平面度,结合排气管、气缸盖、垫片的面压试验结果,确认排气管漏气原因,并对排气管结构进行针对性优化,对优化后的排气管进行面压试验和台架试验验证。结果表明:排气管垫片密封带不均匀、不连续,部分位置面压较小,排气管法兰面平面度不满足要求,法兰面加工后严重变形是排气管漏气的主要原因;结合仿真计算的排气管垫片密封性能,在排气管漏气位置增加加强筋、增大排气管法兰面厚度,解决了排气管漏气故障。

大功率发动机曲轴疲劳断裂失效分析

通过对发动机曲轴的化学成分、显微组织及裂纹宏微观形貌进行分析,同时结合硬度测量和力学性能测试等手段,全面梳理了曲轴裂纹的失效原因。结果表明,曲轴断裂疲劳源位于连杆颈油孔内壁,距离连杆颈表面大约7mm处。在此处,由于连杆颈油孔内壁的局部区域加工质量较差,导致了疲劳源的萌生,加剧了轴颈内部裂缝的形成,最终在持续的疲劳扩展过程中诱发了裂纹失效。

基于零部件疲劳试验数据的统计分析研究

本文系统介绍零部件疲劳极限法的数据处理方法,以曲轴和机体为研究对象,分别采用正态分布和韦布尔(Weibull)分布进行可靠性数据分析,研究50%和90%存活率下疲劳极限强度变化趋势及两种分布的统计结果的差异性。分析结果表明:50%存活率下疲劳极限强度的两种分布数据分析所得结果基本一致,相对误差比较小;大于90%存活率时,两种分布数据分析结果偏差加大,正态分布的疲劳极限强度呈现急剧下降趋势,Weibull分布的疲劳极限强度呈现缓慢下降趋势。

零部件疲劳试验P-S-N方法探究

本文系统的介绍了零部件P-S-N曲线的测定、绘制及数据处理方法。以某型连杆为研究对象,采用成组试验法得到其99.99%存活率下的S-N曲线,分析样本离散性对50%存活率下的S-N曲线的影响,研究连杆硬度对疲劳寿命影响因素,通过P-S-N方法能够在一定程度上反映样本工艺一致性的问题,为后续零部件P-S-N曲线的测定提供数据支持。

柴油机对重型牵引车加速性能影响的试验研究

为提高重型牵引车动力性,在底盘测功机上对配置不同柴油机的整车进行加速性能测试,分析车辆加速过程中柴油机转速、功率对整车加速性能的影响。结果表明:整车高挡位超越加速,柴油机作用可分为柴油机负荷动力响应性阶段和外特性工作阶段,可有针对性地对柴油机进行标定优化;起步加速由不同挡位超越加速过程组成,整车在低挡位克服外界阻力时,由于传动速比大,需求转矩小,柴油机升速快,对柴油机动力性需求低;部分油门开度驾驶,柴油机性能过剩,油门特性对整车加速性和驾驶感受有重要影响。

热力学单缸机典型结构及在大缸径发动机开发中的应用

在大缸径发动机研发中,热力学单缸机越来越多的应用于开发过程中,起到很好的节约成本和减少开发时间的作用,本文从主要国内外单缸机结构出发,介绍单缸机各个系统典型的布置结构。同时本文介绍了热力学单缸机在大缸径发动机研发中的应用。

柴油机后处理加热系统故障检测方法研究

为了满足日益加严的排放法规要求,从国四阶段开始后处理技术采用SCR,通过向排气管中喷射尿素以减少发动机排放的氮氧化物。冬天或温度较低时,SCR系统需加热后方可正常喷射尿素。目前尿素泵及尿素管路均采用加热电阻元件进行电加热,当加热电阻元件发生故障时将不能实现对SCR系统的加热。为了实现SCR系统可正常加热,需要四个ECU针脚分别诊断四个加热电阻元件的开路或短路故障,而目前大部分ECU针脚资源有限无法满足诊断要求。因此,本文提供一种采用一个针脚分时诊断四个加热电阻元件的故障检测方法,通过台架试验证实该方法有效并可靠。

某柴油机泄漏冷却液故障分析及改进

本次研究旨在对市场上出现的机体缸盖结合面泄漏冷却液故障进行分析。经过调查研究,我们确认故障原因为机体缸套支撑肩结合面的局部磨损以及气缸套和机体之间的密封失效,导致冷却液泄漏。为了解决支撑肩磨损问题,提出了两项改进措施:增加磨损位置机体刚度和减小气缸套倾角。这些改进措施旨在提高密封的可靠性。通过试验验证,证实了这些改进措施是有效的。

甲烷高压射流动量特征

以甲烷为研究气体,采用测量板、弹簧一阶振动系统来测量高压甲烷在圆柱形单孔喷嘴的射流特性,开展了不同喷射脉宽、不同喷射压力和沿射流方向、不同位置的高压甲烷气体射流动量测量试验.结果表明:高压甲烷射流冲击测量板是非定常动态过程,测量板最大位移量与喷射脉宽、喷射压力以及沿射流方向测量板的位置有关.高压甲烷射流冲击最大动量沿射流方向发生变化,可分为初始区域和主体区域.初始区域:甲烷射流冲击最大动量先急剧减小后逐渐增加,且初始区域的长度与喷射压力存在对数关系.主体区域:甲烷射流冲击最大动量基本保持不变,随着喷射压力的升高,主体区域射流冲击最大动量线性增加.

不同表面技术对挺柱组织及耐磨性的影响

目的为解决挺住可靠性不足的问题,研究不同表面技术对提高可靠性的效果。方法采用软氮化、感应淬火和复合技术三种表面处理方法制备挺柱。利用显微硬度计、金相显微镜等对三种挺柱的组织、硬度进行了分析。利用SRV摩擦磨损试验机测试不同挺柱在干摩擦、富油、贫油条件下的摩擦系数,并通过体视显微镜和轮廓仪对磨损后的形貌和深度进行了分析。最后在发动机台架上进行1000h负载循环耐久试验,验证挺柱可靠性。结果氮化挺柱表层组织由0.006 mm厚的白亮层和0.2 mm厚的扩散层构成,硬化层薄,硬度过渡不平缓,且白亮层中含有大量疏松缺陷。感应淬火挺柱表层为2 mm厚的普通马氏体,硬化层深且硬度过渡平缓。复合强化挺柱表层由0.04 mm厚的含氮马氏体层和2 mm厚的普通马氏体组成,硬度过渡平缓且硬化层深。氮化与复合强化挺柱干摩擦和富油摩擦系数随磨损时间基本保持不变,干摩擦系数分别为0.56、0.54,富油摩擦系数均为0.174,表明两种挺柱都具有优良的抗粘着磨损与磨粒磨损性能。感应淬火挺柱干摩擦系数随磨损时间急剧增加,最大达0.95,此时因粘着抱死导致试验过早终止,富油摩擦系数稳定在0.164,表明其具有优良的抗磨粒磨损性能,但抗粘着磨损性能极差。此外,复合技术挺柱在台架耐久中的表现远优于氮化挺柱,表面未出现异常磨损及剥落,而氮化件表面剥落严重。结论复合技术可有效提升挺柱可靠性。

缸盖材料P-S-N曲线测试及疲劳模型选用方法

从缸盖本体取样测试了其材料疲劳性能,提出了一种新的疲劳寿命分布模型选用方法,高应力低寿命区选用对数正态分布模型,低应力长寿命区选用三参数威布尔分布模型。给出了用Matlab计算三参数幂函数S-N模型参数的方法,并分析了不同S-N疲劳应力寿命模型拟合偏差,结果表明,三参数幂函数模型精度明显优于另外两种。最后根据计算结果拟合预测了疲劳强度,混合分布预测结果与升降法测试结果的偏差最小,为6 MPa。

喷油策略对大缸径双燃料发动机燃烧和排放的影响

为改善大缸径双燃料发动机的动力性,提高经济性并降低排放,以1台6缸多点进气的柴油/天然气双燃料发动机为研究对象,分析不同引燃油量和喷油正时对缸内燃烧、替代率以及排放的影响。研究结果表明,增加引燃油量和喷油提前角可以较大幅度降低CH_(4)和CO的排放,HC排放的下降幅度较小,在不发生缸内爆震的情况下,引燃油量的减少不会影响爆压的变化和NO_(X)的排放;相比于改变引燃油量,改变提前角对缸内燃烧和替代率的影响更大,喷油提前角增大1℃A,循环供油量平均减小0.19 g/cyc,替代率平均增大2.5%;在全工况范围内,最佳喷油正时随着负荷的升高而减小,随转速升高而增大。通过优化喷油正时和引燃油量得出全工况各点的最高替代率,最高达到94.2%,提升了燃油经济性。研究结果可为大缸径双燃料发动机的开发提供依据。

某柴油机气缸盖垫片密封失效故障分析及改进

针对某柴油机耐久试验过程中出现的多次漏气故障,结合仿真分析方法,系统分析缸盖垫片漏气故障产生的原因,提出改进进气侧气缸盖和气缸体结构模型、填充材料增大进气侧的刚度和优化缸盖螺栓拧紧工艺等改进措施。经1000 h全负荷耐久试验及3000次热冲击试验验证,改进后的柴油机未发现任何泄漏及密封带部位异常磨损情况,为今后的设计提供了参考依据。

SCRF系统特性研究

通过试验对SCRF进行特性研究,并通过逐步积碳做背压试验,研究SCRF与背压的关系;通过整体布置,研究温度对SCRF的影响;通过在不同碳载量下喷射尿素,研究碳载量与尿素转化效率的关系;在SCRF满碳状态下,分别设定喷尿素和不喷尿素情况,逐渐提高SCRF温度,研究尿素对被动再生影响;将SCRF积碳到不同程度下,计算箱体内的氨储,研究碳载量与氨储的关系。在试验完成后,整理试验数据,并分析理论与试验结果,按照理论指导试验,试验验证理论的指导方针,对SCRF的特性指标进行深度分析。

柴油机灰铸铁气缸盖热负荷变化规律

为解决发动机气缸盖零部件温度梯度过大,热负荷产生的热应力和机械应力叠加导致气缸盖热疲劳失效的问题,通过实测灰铸铁气缸盖鼻梁区温度场分布,追踪气缸盖升温响应及其随冷却液、进气温度等不同影响因素的变化规律,为评估气缸盖热负荷水平和安全性及气缸盖设计与仿真计算提供参考。

燃油喷射对柴油机低负荷点排气温度的影响

为有效提升柴油机排气温度满足后处理装置的要求,试验研究燃油喷射对排气温度、燃油消耗率、NOx和HC排放的影响,提出折算油耗率的概念。结果表明:多次燃油喷射可以使排气温度大幅提升,同时降低NOx和HC排放;折算油耗率结果显示,多次喷射可使更多的燃油能量进入到排气中,有利于提升排气温度。

基于水泵汽蚀现象的叶轮参数优化分析

为解决某型发动机在耐久试验中冷却水泵发生汽蚀的问题,对叶轮进行改进设计以减小水泵的汽蚀余量。考虑叶轮出口直径、叶片包角、叶轮轮毂曲率半径、隔舌间隙等参数对水泵汽蚀余量的影响,结合流体仿真软件对叶轮改进前后的压力云图、隔舌区域流体冲击载荷分布、气泡体积分数进行对比,并将改进后的水泵再次进行耐久试验。仿真和试验表明,改进后水泵的汽蚀余量明显下降,水泵上没有明显汽蚀现象,证明改进后的水泵提高了抗汽蚀能力。