发动机进气歧管的气动噪声预测方法研究

为更加准确预测发动机进气噪声,发展了采用瞬态边界计算进气歧管流场的方法,并联合声学软件进行声场预测。从一维仿真模型获得可靠的压力和速度边界用于流场计算;采用大涡模拟(LES)和分离涡模拟(DES)两种求解算法模拟歧管内的流场;通过声学有限元方法计算进气口辐射的气动噪声。LES和DES两种方法的流场结果对比表明,DES结果与LES非常接近,同时耗时更少;声场结果与实验结果吻合较好,证明了本文预测方法的准确性;模拟结果和压力边界频谱图的对比分析使空滤器和进气歧管设计更具针对性。     

发动机振动对排气歧管低周疲劳寿命影响研究

发动机排气歧管在动态热负荷与整机振动载荷耦合作用的恶劣环境中工作,在热负荷单独作用时其部分区域就已经发生塑性变形,而整机振动载荷的耦合作用将使其疲劳失效问题更为严峻。为量化整机振动载荷对排气歧管低周疲劳损伤的影响,以某三缸增压发动机为研究对象,首先,基于流固耦合方法获得了排气歧管在标定工况和怠速工况下内外流场的换热边界,并联合增压器、催化器等部件温度和换热边界对两工况下排气系统的温度场进行计算。然后,根据温度场计算结果,耦合螺栓预紧力的作用,对怠速工况下的弹性应力场以及标定工况下的弹性和弹塑性应力场进行了计算,并基于标定工况下的弹塑性应力场,应用模态瞬态动力学对标定工况下的整机振动载荷作用下的动应力进行分析。最后,依据标定和怠速工况下的弹性应力场、标定工况下的动应力场结果,参照发动机低周疲劳试验标准分别建立了排气歧管常规高温低周疲劳与整机振动-热耦合低周疲劳分析模型,引入Neuber准则对两者的载荷谱进行应力-应变修正后采用主应变法进行疲劳寿命评估。结果表明：排气歧管疲劳破坏风险点主要位于高温拉应力区域,叠加振动载荷会使整体疲劳寿命下降接近25.2%,部分区域下降幅度甚至高达57%。研究结果为排气歧管整机瞬态振动-热耦合低周疲劳寿命预测提供了一定的理论依据和参考。     

液压式气门驱动系统间隙密封泄漏的仿真研究

建立液压式气门驱动系统的动力学数学模型,利用Simulink软件建立仿真模型并对系统中的凸轮油缸和气门油缸的环形密封泄漏进行仿真计算。研究结果表明,液压式气门驱动系统的泄漏主要是相对运动引起的剪切流量,并与凸轮型线有关;气门油缸只在凸轮升程段和基圆存在泄漏,凸轮油缸只在凸轮回程段和基圆存在泄漏,且泄漏均随着发动机转速和密封间隙的增大而增大;可通过减小密封间隙和设计合理的凸轮型线来减小泄漏。     

基于Pro/E及ANSYS Workbench的柴油机油底壳设计

针对一款全新设计的四缸柴油机,计算了油底壳机油容量;采用Pro/E软件建立了油底壳的三维模型,模拟了油底壳内最大及最小机油容量情况,以及最小机油容量时集滤器不存在吸空现象;采用有限元分析软件ANSYS Workbench对油底壳进行了模态分析,提出了提高其低阶频率的3种结构优化措施;经过装机试验,优化后的油底壳满足设计要求,设计方法可靠。     

汽油机横流冷却水套的优化设计研究

针对某小型增压强化三缸汽油机,通过采用挡板结构设计出了新型的横流式冷却水套,以加强对缸盖鼻梁区的冷却。采用三维流动数值模型对初步设计的横流水套结构进行了计算分析,研究发现:整体横流水套的换热效果良好,但是横流冷却水套整体压力损失过大,缸体水套局部流速分布不均匀。针对上述问题,提出了包括增加水套进出水口高度、布置导流结构及调整缸垫水孔和挡水板处水口等水套结构优化方法。改进后的水套整体压力损失减小为40.9kPa,各缸体上部冷却液流速分布更加均匀,从而为新型的横流式冷却水套的设计与应用提供一定的参考。     

利用STAR-CD软件分析2气门直喷式柴油机的螺旋气道

简单叙述2气门直喷式柴油机发展现状，针对2气门直喷式柴油机的螺旋进气道的流场以及压力场等运用STAR-CD软件进行模拟并分析。     

自动送料机械手的设计

本文设计了一种多方位送料机械手。主要是由伺服电机、气缸、滚珠丝杠螺母副等组成。机械手在前后、左右以及上下方向分别由三个伺服电机控制,滚珠丝杠螺母副将伺服电机的转动转化成直线运动,从而控制机械手的前后、左右以及上下的运动。机械手指的位置上装有气缸,气缸的运动控制手指的夹紧与松开。由于伺服电机的精度高、响应快,因此能实现机械手精确定位。只要是在滚珠丝杠长度范围内,机械手就能到达空间任何位置。     

EGR对Miller-Otto循环汽油机高负荷工况的影响

高压缩比Miller-Otto循环由于其较高的热效率在汽油机上得到广泛关注,Miller循环基础上采用Otto循环是为保证高负荷工况动力性。而在高压缩比的Otto循环工作区爆震更为突出。文中针对Miller-Otto循环高负荷工况爆震及油耗问题,在不同转速的高负荷工况引入EGR进行对比分析,结果表明:EGR一方面对高负荷工况爆震有明显抑制作用,同时高速工况油耗改善较为明显。EGR=14%时4 000 r/min@1 MPa油耗改善11.56%;另一方面抑制高负荷工况爆震的同时能够提高压缩比,由13提高到13.98,进而提高中低负荷工况Miller循环热效率。     

配气凸轮基圆半径的选择及接触应力计算

在配气凸轮机构设计过程中,根据预定的从动件运动规律,利用MATLAB编程计算,能够方便地得到不同转角下凸轮的最小基圆半径和不同基圆半径下的接触应力曲线,为配气凸轮基圆半径的选择和接触应力分析提供了依据。