柴油机飞轮壳轻量化优化设计与分析

本文以铸铁HT250飞轮壳进行结构优化,将飞轮壳材料由HT250优化为YL112,降低飞轮壳整体重量为目标,通过优化计算得出,优化后飞轮壳的最大主应力值为100MPa,较HT250飞轮壳的最大主应力在161.2MPa小得多,疲劳安全系数略小于HT250的飞轮壳;并且通过计算两张材料下的动力总成模态频率,采用YL112的飞轮壳1阶模态频率要高于HT250飞轮壳的1阶模态频率,说明优化后飞轮壳的刚度得到一定的提升;通过优化后最终飞轮壳的重量减轻4.5kg,轻量化效果明显。     

双VVT对汽油机内部EGR影响的试验研究

以一款2.0L增压直喷可变双VVT汽油机为研究对象,在转速为2 000 r/min、相对充气量为40%工况点进行VVT全因子试验。试验结果表明:通过调节VVT,可以实现内部EGR,提高发动机性能,降低发动机油耗及HC和NO_x排放。     

柴油发动机曲轴轴系的性能分析

采用结合有限元法以及多体动力学系统仿真的分析方法,对某柴油发动机曲轴系的可靠性能、液力润滑轴承性能进行分析。建立了包括曲轴、活塞连杆机构和飞轮等刚性体曲轴系统的三维多体动力学模型。动力学仿真计算获取了曲轴的安全系数、液力轴承的最小油膜厚度和机油速率。分析结果表明,曲轴(42CrMo)在爆压为157bar和190bar工况下,最小安全系数分别为1.56和1.3,工作可靠;最小油膜厚度与机油速率在常用转速范围内,随着转速变大而呈现变大趋势;主轴颈和曲柄销的最小油膜厚度都大于FEV极限值,主轴承机油速率大于同类型柴油机主轴承的最小机油速率,润滑性能良好。     

铸造模拟技术在缸体铸造工艺设计中的应用

介绍了柴油发动机缸体的铸件结构及技术要求,详细阐述了初始工艺设计及数值模拟情况,根据模拟分析结果,制定了相应的工艺改进措施,并设计制作了用于实际生产的工装模具,生产结果显示:铸件搭子气孔、回油腔冷隔及砂眼等缺陷得到了一定程度的控制,铸件综合废品率稳定控制在低于5%的水平;模拟软件的应用,有效提高了铸造工艺设计的精确性,有助于铸件缺陷的预测和判断,缩短铸造工艺开发调试周期,显著提高了产品开发效率。     

不同平衡率对曲轴动力学特性与疲劳强度的影响研究

以非道路高压共轨四缸柴油机为研究对象,通过曲轴模态试验模态仿真,验证了曲轴有限元模型的准确性;基于柔性多体动力学与弹性流体动力润滑理论,建立了轴系多体动力学仿真模型,研究了曲轴不同平衡率与不同平衡块数对额定转速工况下主轴承载荷与润滑特性、曲轴应力与疲劳强度的影响.研究结果表明:随着平衡率增加,曲轴质量增加,内弯矩减小,平均轴承力减小;随着平衡率增加,MB3最大轴承力增加,其余主轴承最大轴承力基本不变;相同平衡率下,8块平衡重比4块平衡重方案曲轴内弯矩小.从轻量化角度出发,直列四缸机曲轴可采用4块平衡重50％平衡率方案,但在设计过程中需考虑第4主轴承的优化.     

柴油发动机高强度螺栓支承面对螺纹中心跳动的测量

介绍了如何制作检具来直接测量柴油发动机高强度螺栓支承面对螺纹中心的跳动值，从而解决了困扰已久的难题：即，在没有检具的情况下，无法直接检测螺栓支承面对螺纹中心是否达到形状、位置要求。     

满足国Ⅲ排放标准的高压共轨柴油机燃烧系统开发

为满足国家第三阶段排放标准,作者在一款1.8L高压共轨柴油机上进行了燃烧系统开发试验研究,对不同的压缩比、燃烧室形状、喷油器及喷嘴头部突出高度、增压器以及喷油控制进行了柴油机的外特性对比试验研究,根据试验结果进行了燃烧系统的优化匹配,使得柴油机的排放满足了国Ⅲ法规要求,其中CO、HC、烟度排放达到了国Ⅳ排放要求。     

非对称孔结构载体对DPF及柴油机性能的影响研究

运用GT-Power建立柴油机整机耦合柴油机颗粒捕集器(diesel particle filter,DPF)的模型,研究非对称孔道结构DPF的压降特性及其对柴油机整机性能的影响。研究结果表明:随着进/出口孔道比例增加,碳烟容量增大,DPF压降降低,但过度增大进/出口孔道比例会使出口孔径过小而造成压降升高;柴油机加装洁净DPF时,柴油机各项性能指标随进/出口比例增加而降低,但随着DPF碳烟和灰分沉积量的增加,柴油机各项性能指标随进/出口比例增加均有所改善。DPF进/出口孔道比例为1.3时,柴油机综合性能最佳。     

不同海拔下VGT对含氧燃料柴油机性能的影响

利用大气压力模拟装置,试验研究了可变几何截面涡轮增压器(VGT)对高压共轨柴油机分别燃用纯柴油和生物柴油-乙醇-柴油(BED)含氧燃料的经济性、排放特性及燃烧特性的影响。结果表明:随着海拔的升高,柴油机经济性恶化,氮氧化物(NO_x)排放降低,而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放及烟度升高。燃用纯柴油与含氧燃料,随着VGT喷嘴环开度的增大,柴油机的经济性均有不同程度的恶化,而CO、HC排放及排气烟度也都有不同程度的升高。在高海拔地区,燃用纯柴油的经济性优于含氧燃料,但使用含氧燃料有助于改善柴油机的CO、HC排放及烟度。在中等负荷工况下,NO_x排放随着VGT喷嘴环开度的增大呈现先减小后增大的趋势;在高负荷工况下,放热率峰值和最高气缸压力均随着VGT喷嘴环开度的增大而降低,从而降低了NO_x排放。     

活塞内冷油腔的振荡传热特性及位置的研究

以一款非道路用高压共轨柴油机铝合金活塞为研究对象,在试验测试的基础上建立了活塞-内冷油腔耦合传热数值仿真模型,研究了发动机循环过程中内冷油腔的振荡传热特性,分析了内冷油腔位置对活塞温度场和热应力场的影响规律。研究结果表明：在发动机循环过程中,内冷油腔壁面换热系数随油腔中机油分布规律周期性变化;内冷油腔靠近活塞顶面和环槽底面时,能显著降低活塞最高温度及一环槽温度,内冷油腔设计时应在结构强度允许范围内,尽量靠近活塞顶面和环槽底面;内冷油腔过于靠近活塞壁面时,活塞第三环槽及内腔顶面区域出现较大的局部热应力。