对置活塞二冲程内燃机折叠曲柄系方案设计研究

结合一种新型对置活塞内燃机折叠曲柄系设计要求,提出4种折叠曲柄系统方案,利用Matlab/Simulink和ADAMS建立了仿真模型,通过运动学和动力学特性分析进行方案优选。计算结果表明,与传统内燃机相比,这4种折叠曲柄系活塞运动学关于上止点具有明显的非对称性,相同转速下使得膨胀时间和压缩时间均不相同,因而将对气流湍动能、扫气质量和燃烧等容度均产生不同影响;动力学上,活塞侧压力较传统二冲程内燃机大幅度减小,有利于减小气缸壁的磨损。由于方案4具有空间结构布置灵活性大,系统平衡性较好,活塞运动规律有利于提高内燃机的充气效率和加快内燃机燃油与空气的混合速率,同时可以缩短着火延迟时期的特点,所以方案4为最优方案。     

对置活塞二冲程汽油机缸内滚流的组织与利用

通过三维计算流体力学软件AVL-Fire模拟了对置活塞二冲程(OP2S)缸内直喷汽油机的扫气、混合气形成和燃烧过程,对比分析了3种不同的缸内流动组织方案,包括:平顶活塞加均匀扫气、平顶活塞加非均匀扫气和凹坑活塞加非均匀扫气对气流运动和扫气过程的影响。同时,针对采用非均匀进气腔的平顶活塞和凹坑活塞方案,分析混合气形成和燃烧过程。结果表明:均匀进气方式可组织较强的涡流,有利于扫气效率的提高;非均匀进气方式可组织滚流,有利于提高压缩过程缸内的湍动能。"凹坑活塞加非均匀扫气"的扫气系统更有利于组织滚流和维持缸内湍流强度,并在点火时刻火花塞附近形成可供稳定着火的可燃混合气。凹坑活塞燃烧室相比平顶活塞燃烧室,其缸内湍动能提高了1.5倍,燃油蒸发量提高了10%,有利于形成均匀混合气和加速燃烧过程。     

对置活塞二冲程柴油机换气子阶段完成比例研究

针对对置活塞二冲程柴油机自由排气、扫气和后充气3个换气子阶段,开展不同换气子阶段对换气过程影响研究,了解不同换气子阶段在整个换气过程中的完成比例。以某对置活塞二冲程柴油机为研究对象,在建立一维仿真模型并验证其准确性的基础上,通过缸内二氧化碳质量的变化研究了该柴油机3个换气阶段在整个换气过程中的完成比例。通过改变转速、压差和排气背压研究了这3种影响 因素对不同换气阶段的影响。结果表明：该柴油机在发动机转速1 200 r/min、压差0.013 MPa、 背压0.18 MPa时,自由排气、扫气和后充气3个阶段在换气过程中的完成比例分别为64.42%、35.57%和0.01%;自由排气完成比例随着转速的增加而逐渐下降,扫气阶段完成比例逐渐增加;进排气压差的影响效果与转速相似;排气背压的改变对不同换气阶段完成比例的影响不明显,只对换气过程中缸内二氧化碳的质量变化影响较大。     

对置活塞轴向发动机同步运动机构空间圆柱凸轮的设计与优化

针对对置活塞轴向气缸结构的二冲程发动机,开展了对置活塞空间圆柱凸轮同步机构优化设计研究。为提高对置活塞发动机的性能,建立空间圆柱凸轮模型,对压力角、空间圆柱凸轮型线进行优化设计,进而得到发动机活塞的最佳运动位移曲线。利用发动机性能仿真软件GTpower,计算了不同活塞位移曲线下发动机的性能参数,分析活塞运动位移曲线对发动机性能参数的影响规律。计算结果表明:优化设计后的空间圆柱凸轮型线可以改进活塞运动位移的变化规律,进而提高发动机动力经济性能;随着活塞运动位移曲线的变化方向,发动机的性能先有所提升,而后开始下降,得出对置活塞发动机同步运动机构圆柱凸轮的优化设计方法。     

摩托车曲柄双工位高频淬火

<正> 左、右曲柄是摩托车发动机承受负荷最大的零件之一,其作用是将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动,不但承受着周期性弯曲力矩和扭转力矩,同时受到扭转振动应力的作用。此外,发动机日益强化,转速不断增加,各轴颈要在很高的比压下高速转动,所以要求曲柄要有很高的强度、刚度、耐疲劳性、耐磨性及冲击韧性。 一、曲柄高频淬火的技术要求 JH70型摩托车左、右曲柄如图1、2所示,其淬火范围表面硬度規定为HRC45～60,淬硬层深度为0.5～1.5mm。 材料为45CaS钢,化学成分为(％):0.42～0.50C,0.17～0.37Si,0.60～0.90Mn,0.04～0.10S,0.001～0.005Ca,≤0.04P。     

曲柄初始角度对内能源转管武器转速的影响

内能源转管武器导气装置的工作状态与普通武器不同,导气时的活塞位置决定了气室初始容积,影响自动机的正常工作,引起武器的射速波动。采用优化设计的方法优化曲柄连杆机构的初始角度,对武器的设计及安装调试具有重要的意义。     

液压自由活塞发动机的活塞运动不对称特征研究

结合液压自由活塞发动机基本原理,建立了系统分析模型,通过仿真和样机试验结果分析了活塞运动不对称性及其影响因素。研究结果表明：液压自由活塞发动机活塞上止点运动呈现不对称性特征,能量传递特征和活塞受力特征决定了该不对称性是固有的。在上止点附近,气体压力对活塞运动状态起决定性作用,活塞压缩过程越快,对应的膨胀过程也越快。配流阀响应对活塞上止点运动状态影响不明显,不同负载压力形成位置主要影响膨胀过程后期。     

多级活塞缸式发射装置结构安全性分析

多级活塞缸式发射装置作为新型冷发射方式之一,具有兼容不同弹径、免装填等优点。为研究多级活塞缸式发射装置的结构安全性,通过理论分析、数值仿真等方法对多级活塞缸式发射装置的运动过程进行了梳理,分析了多级活塞缸式发射装置中缓冲材料的吸能需求,并揭示了结构质量特性偏差、装配姿态偏差、燃气动力偏差、缓冲材料特性偏差等因素对导弹离台姿态的影响规律。多级活塞缸式发射装置的运动规律由各级缸筒的几何参数和被推动导弹的质量参数决定,对缓冲吸能的需求较高,多模块的多级活塞缸式发射装置中导弹的离台姿态更加稳定。研究结果可为多级活塞缸式发射装置安全性设计提供理论支撑,为多级活塞缸式发射武器系统提供指标分解依据。     

液压自由活塞发动机工作过程仿真模型研究

为建立单活塞液压自由活塞发动机工作过程仿真模型,根据单活塞液压自由活塞发动机的系统特征,基于热力学、液压流体力学和动力学基本理论,给出了单活塞液压自由活塞发动机稳态工况工作过程的数学描述,并对结果进行了试验验证.结果表明:给出的考虑了液压系统构件动态特性影响的单活塞液压自由活塞发动机仿真模型,在活塞动力学特征、气缸气体...     

基于应变测试系统的二级轻气炮活塞运动测量

为了研究活塞在二级轻气炮泵管中的运动过程,利用应变测量技术对活塞运动规律进行测量研究。通过对57 mm/10 mm二级轻气炮泵管外壁按一定距离布设应变片测点,对轻气炮发射过程中的活塞运动导致泵管环向应变进行监视测量,直接得到典型实验条件下活塞运动过程中的内弹道压力变化,并通过推导得到活塞运动时程及位移与弹底压力的关系。结果表明：实验得到的活塞速度、位移之间关系与相关理论计算结果吻合良好,验证了该方法研究活塞在轻气炮内弹道运动规律的可行性,为优化轻气炮内弹道程序参数和提高二级轻气炮的发射性能提供实验支持。     

对置活塞二冲程柴油机新鲜充量短路研究

为了研究二冲程发动机新鲜充量短路现象、提高其换气质量,并深入了解二冲程发动机换气过程,以某对置活塞二冲程柴油机为研究对象,通过排气管中短路新鲜充量质量占比的改变来表征换气过程中新鲜充量的短路,研究了进排气压差、排气背压和气口参数等设计参数对于该柴油机在换气过程中短路问题的影响规律。结果表明：压差的增加会使新鲜充量出现大量短路的时刻提前,对于整个换气过程而言,在压差较大时缸内废气的清扫效果较好;排气背压的增加可以推后新鲜充量出现大量短路的时刻,降低缸内废气的清扫程度;进气口高度增加会提前新鲜充量出现大量短路的时刻,并改善换气过程;排气口高度的增加有助于缸内废气的清扫;进气口和排气口宽度的变化对短路现象影响都不是十分明显。     

亚半球罩形成杆式射流正交设计的数值分析

为研究亚半球罩形成杆式射流的成型因素,利用非线性动力学软件AUTODYN-2D对其成型过程进行数值模拟.分析亚半球罩外曲率半径、罩高、壁厚和装药长径比4种因素对杆式射流头部速度以及头尾速度差的影响规律,在此基础上对4种因素影响杆式射流的头部速度和头尾速度差的主次关系进行正交设计研究,并通过数据处理得到4种因素各水平的最优组合.研究结果表明:随着装药长径比、亚半球罩外曲率半径、罩高的增大以及亚半球罩壁厚的减小,杆式射流的头部速度和头尾速度差增大;装药长径比是影响头部速度的主要因素,外曲率半径对头部速度影响最小;罩高是影响头尾速度差的主要因素,外曲率半径和壁厚对头尾速度差影响较小.该研究可为杆式射流结构优化提供参考价值.     

对480GX汽油机自动限速器性能匹配的研究

本文介绍了一种汽油叉车自动限速器的结构、工作原理、限速特性及其对叉车用４８０ＧＸ汽油机性能的影响， 为限速器与汽油发动机性能匹配， 提供了科学的依据．     

圆管与圆杆组合体对半无限均质钢靶侵御深度研究

依据圆管、圆杆初始撞击动能与弹坑体积之比相等的假设，建立了同材料圆管与圆杆对半无限均质靶板侵彻深度之比的简化理论模型。推导出圆管与圆杆的侵彻深度之比是两者的长度比、初始撞击速度比、坑径比和圆管内外径比的函数。在同一初始撞击速度、相同长度、圆杆直径不大于圆管内径条件下，对影响圆管和同长度同材料圆管与圆杆组成的圆管一圆杆异型侵彻体侵彻深度的参量进行了讨论，并给出圆管与圆杆侵彻深度之比的变化范围。圆管与圆杆侵彻深度之比在同材料同长度下理论计算值与实验数据有很好的一致性。所有这些都为伸缩式、大长径比新型动能穿甲弹结构设计提供了理论基础。     

过量空气系数和点火正时对M100甲醇发动机性能影响研究

将一台4气门汽油机改装为燃用M100甲醇发动机,测量了甲醇发动机的动力性、经济性参数,研究了M100甲醇发动机性能随过量空气系数、点火提前角的变化规律。结果表明:转速为2 500 r/min、部分负荷工况时,当过量空气系数一定,随点火提前角的增加,甲醇发动机的转矩增大,当量燃料消耗率下降,NO排放升高80%以上;相同工况时,当点火提前角一定,随过量空气系数的减小,发动机转矩增大,HC、CO排放明显增加。与燃用汽油相比,M100甲醇发动机外特性上的最大转矩增加约5.2%;在城市道路常用转速2 000 r/min,甲醇发动机按负荷特性运行,当量燃料消耗率低于原汽油机。