内燃机曲轴裂纹故障的动态监测方法研究

采用振动分析法研究了诊断曲轴裂纹的途径。根据曲轴内拐角处裂纹的特点,结合断裂力学中的理论———可以从应变能密度方程出发计算得出因裂纹而引起的局部柔度变化,提出了一种推演含有斜向裂纹矩形截面梁单元刚度矩阵的新方法。应用此裂纹梁单元,采用有限元法模拟,可以计算出含有裂纹的单缸发动机曲轴的非线性振动响应。通过分析计算结果,得出了一些有益于诊断曲轴裂纹的结论。

AVR单片机在内燃机车转速测量上的应用研究

介绍一种应用AVR单片机的内燃机车柴油机转速测量装置,克服了以往由于转速传感器输出脉冲少而必需增加倍频电路的缺点,节约了成本。由于摒弃了定时采样而采用了测量脉冲宽度的方法,测量精度也得到了大大的提高。通过在东风4B/4D型内燃机车上的应用得到了良好的测量结果。

基于倒谱-对称点图谱-卷积神经网络的内燃机增压器滚动轴承故障诊断

针对内燃机增压器滚动轴承振动信号易受噪声影响、故障特征微弱的问题,提出了一种基于倒谱(cepstrum)-对称点图谱(symmetrizeddotpattern,SDP)-卷积神经网络(convolution neural network,CNN)的智能故障诊断方法。通过倒谱对原始信号进行故障特征提取,获取能够反映滚动轴承故障类型的特征向量。然后应用对称点图谱方法将一维倒谱数据映射到极坐标空间,并进行灰度化处理得到SDP特征灰度图,将特征图导入到卷积神经网络进行特征挖掘和故障识别。最后通过滚动轴承外滚道、内滚道和滚动体出现损伤的故障试验,构建了9类故障状态原始信号,验证了基于倒谱-SDP-CNN的智能故障诊断方法。结果表明:倒谱-SDP-CNN方法具有运算简便、快捷、受噪声影响较小等优点,对试验测试集的故障识别准确率达到97.5%,可以较为准确地诊断增压器滚动轴承的故障状态和严重程度。

内燃机主轴承磨损故障的振动监测方法研究

提出了基于正交小波变换检测往复式活塞发动机滑动主轴承磨损故障的一种新方法 ,利用正交小波基将机体表面测得的振动信号变换到时间 -频段域 ,选择合适的频带加以提取并进行包络谱分析 ,可实现通过机体表面振动信号监测其滑动主轴承的磨损状态。

内燃机瞬时转速的测量

首先指出了在测量内燃机瞬时转速时所存在的问题：一是缺少一个合理的测量误差计算公式；二是没有合理选择信号齿盘齿数的依据。详细叙述了利用磁电或光电传感器测量瞬时转速的原理和方法，在此基础上提出了测量瞬时转速的新的误差计算公式；分析了影响测量精度的诸因素。研究表明瞬时转速的误差来源主要有３个：角度误差、量化误差和触发误差。试验证明。

内燃机进气道和缸内三维流场数值模拟

内燃机进气道及缸内气体的流动是一种十分复杂的三维湍流运动，对燃油的喷射、混和气体的形成、燃烧和排放有重要影响。利用数值模拟方法是了解气流运动、发展变化规律及气流与燃烧关系的主要手段之一。采用瞬态咬合法模拟气阀和活塞的运动，采用分块划分网格技术形成计算域的整体网格。微分方程的计算求解基于ＫＩＶＡ－３程序，加入以上子程序，计算针对四冲程柴油机的进气过程进行模拟计算。

基于粗糙集与神经网络集成的内燃机故障诊断

鉴于粗糙集理论对于决策系统的约简处理能力以及神经网络的自组织聚类和非线性映射功能,提出了应用SOM网络—粗糙集—BP网络集成进行故障诊断的方案:应用SOM网络离散化故障诊断数据中的连续属性值;基于粗糙集理论计算诊断决策系统的约简,根据实际需要确定最优决策系统;在最优决策系统的基础上设计BP网络进行故障诊断。柴油机的实际诊断结果验证了将神经网络与粗糙集理论相结合进行故障诊断的可行性。在数据充分的条件下,该方案可以推广应用于其它机械设备。

计及活塞销间隙的内燃机曲柄连杆机构动力学分析

基于活塞销与衬套间隙的冲击函数模型和计算多体动力学的方法,研究了活塞销间隙对内燃机活塞-连杆-曲轴运动系统动力学特性的影响。使用冲击函数方法构建了活塞销与衬套的间隙碰撞模型,建立了某单缸内燃机活塞、连杆和曲轴的三维实体模型及内燃机活塞-连杆-曲轴的多体动力学模型。在刚性和弹性两种不同连杆模型下,通过分析活塞运动的速度和加速度,以及活塞销的运动轨迹等研究了活塞销间隙产生的碰撞特性对系统动力学行为的影响。结果表明,间隙的存在对该运动机构有显著影响,在上下止点附近活塞的加速度出现许多由碰撞产生的峰值。

内燃机缸内几种湍流流动涡粘度模型的比较

将几种湍流涡粘度模型 ,即压缩修正的 k-ε模型、RNG- k-ε模型和修正的非线性三方程模型用于计算内燃机缸内的湍流流动 ;对计算结果进行了分析 ,并与实验数据作了对比。结果表明 :RNG- k-ε湍流模型的计算结果较 k-ε模型有所改进 ,而修正的非线性三方程模型则克服了涡粘度模型不能反映平顶活塞压缩上止点处雷诺应力各向异性的缺点 ,在定量和定性上明显优于各种 k-ε模型。

内燃机曲轴振动特性的三维模拟——基于二次Timoshenko梁单元

本文在有限元法的基础上,采用基于一阶剪切变形理论的三节点、二次Timoshen-ko梁单元模拟内燃机曲轴结构,对一直列式四缸发动机曲轴进行了自由振动特性分析,并与相关研究和实验数据进行了比较;随后,进一步模拟此曲轴的三维动态振动特性,计算并分析了其动态振动响应的结果。

内燃机燃烧室流场PIV测试中示踪粒子跟随性分析

从紊流理论出发,对处于紊流流场中的示踪粒子进行受力分析,根据粒子图像测速(PIV)中的实际要求与BBO(Basset-Boussinesq-Oseen)方程的不同,建立了紊流流场中示踪粒子的模型;推导出适应内燃机燃烧室流场PIV测试的示踪粒子跟随性计算公式,得出在该实验条件下,示踪粒子直径小于19.2μm时,PIV测试会取得较好结果.

内燃机机械噪声与曲轴振动的关系

发动机的机械噪声源于发动机零部件的振动，而主要零部件的振动都直接或间接与曲轴的振动有关．文章分析了曲轴振动到各零部件的传递路径，介绍了减振降噪的措施．实验证明通过精心设计各零部件的固有频率和振型以避免强共振，可以有效地降低机械噪声，改善振动的传递路径也是有效措施之一．

曲轴扭转振动导致的内燃机噪声

为了进一步探讨内燃机噪声与曲轴扭转振动的关系，在对活塞、曲柄、连杆机构的动力学分析和试验研究的基础上，探讨了曲轴扭转振动共振时，将导致部件的相互作用加剧，增大结构的噪声；还指出，当曲轴有扭转共振时，扭振减振器可有效地降低噪声；通过对发动机机体的动态设计，使机体有合理的振型和固有频率，以及优化活塞与缸套的配合是降低曲轴振动与机体辐射噪声的重要措施．

模拟内燃机曲轴振动的新模型

采用有限元法 ,对内燃机曲轴的三维振动特性进行了数值模拟。结合曲轴的结构特点 ,采用考虑剪切变形和转动惯量的 Timoshenko空间梁单元建立曲轴结构有限元模型。对飞轮采用实体单元进行网格划分 ,并提出连接两类单元的方式。以一直列式四缸发动机曲轴为例 ,介绍建立模型的方法和过程 ,并对其振动特性进行分析 ,分析结果与相关研究和实验数据进行了对比 。

柴油作为内燃机PIV测试中示踪粒子的论证分析

通过对PIV测试中示踪粒子选择原则的讨论,并与其他示踪粒子相比较,主要从示踪粒子应具备的光学性能、运动跟随性、布撒均匀性、环保安全性和经济适用性五个方面论证了柴油粒子作为内燃机PIV测试中的一种新的示踪粒子的可行性,得出柴油粒子是内燃机PIV测试中的一种较为理想的示踪粒子。

CAD在内燃机连杆设计中应用

讨论了计算机辅助设计 ( CAD)在内燃机连杆组设计中的应用 ,介绍了中小功率内燃机连杆 CAD系统的构建过程 ,讨论了设计内燃机 CAD系统时所面临的关键问题及其解决方案 .该系统的核心部分有 :连杆设计导引、中小功率内燃机工程数据库、工程算法库及图形输出平台 .

虚拟现实技术在内燃机拆装实习教学中的应用

针对内燃机拆装实习教学的实际需求,提出了利用虚拟现实技术构建虚拟拆装平台的辅助教学手段,介绍了系统的设计过程与功能。通过该平台的教学实践证明,虚拟现实辅助教学方式明显提高了拆装实习的教学效果,使学生加深了对发动机构造及工作原理等相关知识点的理解与掌握,同时也大大降低了实习成本。

内燃机燃烧过程中高频压力振荡的热声耦合机理

内燃机运转过程中,燃烧室的容积不断地发生变化,燃烧室内的燃烧源分布也随之变化,因而燃烧过程中缸内压力的高频振荡是很复杂的过程.KIVA软件结合SYSNOISE声学软件,建立燃烧室内热声耦合引起的压力场变化模型,定量分析了缸内压力的高频振荡过程.模拟计算多点燃烧激励状态下的燃烧室内压力波的传播过程,模拟结果与试验结果较吻合.模拟计算较好地体现燃烧室内某个位置的压力振荡过程,以及分析造成压力振荡的主要声源特性.结果表明:燃烧放热与燃烧室声场存在相互影响,压力波传播必须考虑声学的迟滞效应.

内燃机曲轴的三维振动特性模拟——飞轮细分

采用有限元法分析带有飞轮曲轴的振动特性。首先 ,曲轴体采用梁单元模拟 ,飞轮部分采用实体单元划分 ,经过适当处理两类单元的连接方式 ,取得了比采用壳体单元对飞轮进行剖分更为合理的结果。然后 ,对一直列式四缸发动机曲轴进行自由振动特性分析 ,并与相关研究和实验数据进行了比较验证。最后 ,进一步模拟此曲轴的三维动态振动特性 ,计算并分析其动态振动响应的结果。结果表明 。

中小功率内燃机活塞CAD系统

讨论了 CAD在内燃机活塞组上的应用 ,并完成了中小功率柴油机活塞 CAD系统的构建 .本系统可以完成对活塞组的强度校核 ,并且可以进行温度场和热应力分析 ,最后通过Auto CAD以参数化形式输出图形 .系统用 Visual Basic及 Auto CAD提供的参数化设计语言编制而成 .