喷油策略对自由活塞直线发动机燃烧过程的影响

研究不同喷油策略对自由活塞发动机燃烧排放性能的影响,探索了适合自由活塞发动机柴油燃烧系统的喷油策略。基于AVL FIRE仿真平台,搭建三维动网格计算模型,通过台架试验数据,对试验喷油策略为矩形的缸压数据进行标定,验证了模型的准确性。然后对4种不同曲线形状喷油策略(普通三角形、等腰三角形、矩形和梯形)下的发动机燃烧放热及排放性能进行了仿真计算。研究结果表明:压缩上止点前采用矩形喷油策略缸内油气混合速率最快,压缩上止点后采用等腰三角形喷油策略更有利于油气混合;等腰三角形喷油策略下发动机峰值燃烧压力最大,最接近上止点,而且指示热效率最大,达到0.371;等腰三角形喷油策略下,缸内峰值燃烧压力和温度最大,NO排放最高而碳烟排放最低。     

基于MASTA的单斜齿轮微观修形优化研究

为了分析不同齿轮微观修形方式对齿轮性能的影响,以一对单斜齿轮为例,基于MASTA软件对不同微观修形方式下的齿轮性能进行了仿真,计算并分析了8种齿向修形方案和4种齿廓修形方案下的齿轮接触斑点及传递误差,得到不同单项修形仿真结果的优化效果。根据单项修形的优化特点,制定了6种综合修形优化方案。研究表明:最优方案可将齿面最大接触应力范围由原始的341～486 MPa降低到83～448 MPa;传递误差下降了30%,波动量下降了55%;同时,接触斑点云图的仿真结果说明,最大接触应力处于齿面较中心位置,该微观修形优化方案有效地改善了齿轮的啮合性能。     

考虑弹流效应的斜齿轮振动仿真与试验

考虑啮合齿面间润滑油黏度对斜齿轮传动振动的影响,根据pyбин推断,建立了啮合齿面的接触模型;考虑润滑油的黏压效应及斜齿轮啮合的特殊性,对接触区诱导压力进行等效变换,推导出斜齿轮传动的弹流润滑振动模型;求解模型,得到润滑油黏度在0.02～0.048,Pa.s内输出轴振动加速度的脉动均方根(RMS)值;通过试验得到在同一工况下输出轴振动加速度值,并绘制其RMS值变化曲线.试验曲线和模型仿真计算结果变化趋势吻合,均表明齿轮的振动随润滑油黏度的减小而增强,验证了模型的正确性,对齿轮传动减振降噪分析设计具有一定参考价值.     

温度对高压共轨喷油器喷射性能的影响

温度对柴油的物性参数影响很大,为了研究温度对高压共轨喷油器喷射性能的影响,建立了柴油物性参数随温度和压力的变化公式,并构建和简化了喷油器的数学模型。利用软件AMESim建立了喷油器模型,根据试验数据验证了模型的正确性。在不同温度下仿真计算了喷油特性,得到了不同温度下喷油器的喷油速率曲线和一次喷油量曲线。结果表明,温度对喷油器的喷油速率有一定的影响。对喷油器的设计改进提供了理论指导。     

混合弹流润滑条件下风电行星直齿轮内啮合动态特性分析

当大型风力发电机在低速重载条件时,齿轮在混合弹流润滑条件下的啮合动态特性难以分析.针对该问题提出齿面接触并联刚度模型,建立行星齿轮啮合动力学模型.基于粗糙峰承载平衡理论,将承载因子理论引入刚度模型中,并与混合弹流润滑理论相结合,可得出计算齿面油膜刚度的新公式,为齿轮混合弹流润滑问题研究提供参考.通过计算结果,可认为在混...     

提高齿轮接触强度方法的初步研究

对齿轮齿面损坏造成的齿轮失效进行了分析，并提出了一些提高齿轮接触强度的方法，强调了齿面硬度，齿面粗糙度，润滑情况，使用前磨合情况等对齿轮接触强度的影响。     

基于支持矢量机的齿轮传动误差预测研究

传动误差是齿轮振动噪声重要的激励源,对齿轮传动的动力学负载和齿轮失效有重要的影响。考虑齿面弹流润滑影响,构建含有齿面摩擦以及时变啮合刚度的斜齿轮传动误差动力学模型,该数学算法与控制科学算法支持矢量机结合预测斜齿轮传动误差。研究表明,该算法可以有效的预测斜齿轮传动误差的变化趋势,预测精度与计算精度吻合度较好,在较少样本的情况下采用支持矢量机可以有效地对机械及齿轮传动做预测,适合工程上齿轮传动误差的定性及定量分析,对工程设计及齿轮传动预测有重要的指导意义。     

不同喷油提前角对缸内碳烟生成影响的计算与分析

应用计算流体动力学对某小型高速增压直喷式柴油机缸内燃烧过程进行了数值计算,得出了不同喷油提前角下增压直喷式柴油机缸内混合气、温度和碳烟的分布情况,分析了不同喷油提前角下,上止点前后的喷油量的比例对碳烟排放的影响,并通过实际工况下的碳烟排放试验进行了验证。为增压柴油机性能与排放优化提供了参考。     

发动机喷油脉宽的多输入神经网络控制方法研究

喷油量控制是发动机控制的核心内容,为整合简化不同工况下的喷油量控制,本文提出基于多参数输入神经网络的喷油脉宽控制方法。首先通过试验确定喷油脉宽不同工况下的影响因素及其修正关系,由于脉宽受各种复杂非线性关系的影响,利用BP神经网络控制方法进行求解,通过试验对比证明,基于多输入神经网络模型能较准确地计算出多种工况下的喷油脉宽,此方法对发动机喷油量控制方法研究有一定参考价值。     

电控喷油器喷油特性的仿真与试验研究

建立了电控喷油器的数值仿真模型,利用试验数据对模型进行了验证。基于该模型研究了喷油器不同喷孔直径和喷孔数的组合对喷油速率的影响。研究结果表明:运用软件仿真技术对高压共轨燃油系统进行仿真计算和优化设计是一种有效方法。     

可变喷油速率的超高压共轨系统喷射控制研究

通过AMESim软件建立了喷油速率可调的超高压共轨系统仿真模型,分析了相同喷油量条件下喷油率的变化特点。采用GT-Power软件建立单缸柴油机模型,将不同喷油率导入柴油机的燃烧计算模型,研究了不同喷油率对柴油机缸内压力、缸内温度、放热率、NO_x排放、碳烟排放及输出转矩和油耗率的影响。仿真结果表明:靴形喷油速率匹配合适的喷油提前角可优化柴油机的综合性能。搭建了超高压共轨柴油机台架,开展了不同喷油速率的喷射控制试验,结果表明:与相同油量条件下的高压共轨喷射相比,柴油机实施变喷油速率超高压喷射可获得更优异的动力性和燃油经济性,动力输出提高了5%,燃油消耗量下降了6%,碳烟排放降低,但NO_x排放升高。     

柴油机喷油过程的模拟计算研究

根据试验研究和流体动力学基本原理，对原有的喷油过程计算模型进行了改进，考虑了喷油过程中燃油流动的节流，柱塞、针阀偶件间的泄漏以及压力波传播中的变化等诸多液力作用的影响，使计算模型进一步精确化。计算结果表明：修改后的模型计算精度较高，对不同转速工况的计算结果与试验有较好的吻合；能较准确地表达喷油过程压力波主喷射后的反射余波，可满足工程实用的要求。     

基于MASTA的单斜齿轮修形优化研究

为了研究不同修形方式对齿轮性能的影响,以一对单斜齿轮为例进行螺旋线修形、齿向起鼓及齿顶修形。采用MASTA软件对不同修形方案进行承载接触分析LTCA(Loaded Tooth Contact Analysis),计算各种方案下齿轮的传动误差、齿面接触应力及齿面载荷分布,并以齿面载荷分布均匀为优化目标,综合考虑传动误差及齿面接触应力,对齿轮进行螺旋线修形和齿向起鼓,并从修形量、修形长度和修形曲线3个方面进行齿顶修形优化,得到了特定工况、特定齿轮参数下的修形优化方案。研究表明：与未修形情况相比,最终优化方案在齿面载荷分布更均匀的情况下可使齿轮传动误差下降8.6%,且传动误差曲线更接近正弦曲线;最大齿面接触应力下降6.2%,齿面载荷分布系数KHβ由1.195 2降低至1.144 5;该修形优化方案有效地改善了齿轮的啮合性能。     

某四缸发动机平衡轴啸叫噪声的研究

为了解决某四缸发动机平衡轴啸叫问题,采用CAE仿真分析和NVH试验研究相结合的方法,分析了平衡轴啸叫噪声与齿轮齿形、齿向参数的关系.研究结果表明:齿向起鼓Cβ、齿向螺旋fHβ、齿形起鼓Cα、齿形压力角fHα是影响平衡轴啸叫的主要齿轮参数,通过CAE仿真分析结合NVH试验确定最佳的齿轮参数修形方案,能够有效地解决因齿轮啮...     

慢开快关电控喷油器仿真研究

介绍一种新型电控喷油器结构,在不采用多次喷射条件下,可以实现先缓后急的喷油规律,以改善NOx排放和燃烧噪声,采用Amesim软件对这种电控喷油器建立模型并进行标定,运用经过标定的模型进行多方案计算,分析进出油量孔直径、量孔板斜侧孔直径、中间阀块节流孔直径、控制柱塞直径及针阀直径等关键结构参数对喷油规律的影响,研究结论可用于指导电控喷油器的结构设计及参数优化。     

计入齿面摩擦的封闭行星轮系均载特性研究

封闭行星轮系结构复杂,载荷的均匀分配对于提高系统的传动质量及使用寿命具有重要意义,齿面摩擦对封闭行星轮系均载特性有重要的影响。以人字齿封闭行星轮系为研究对象,以基于弹流润滑理论的摩擦系数模型为基础,考虑人字齿轮两端斜齿轮扭转振动的相互影响,建立了考虑齿面摩擦的人字齿纯扭转动力学模型。分析考虑齿面摩擦(EHL)和不考虑齿面摩擦情况下封闭行星轮系振动位移响应及输入转速、输入功率和摩擦系数变化对均载特性的影响。结果表明:系统均载系数随着输入转速的增加而增加,随着输入功率的增加而减小,随着摩擦系数的增加有微幅的增加。     

船用柴油机正时齿轮动态热摩擦特性分析

船用柴油机正时齿轮具有尺寸大、变速比高、传递功率密度高和结构布局紧凑等特点，苛刻的工况作用于齿轮润滑-接触界面，导致摩擦力过大、温度过高，进一步引发齿面磨损、胶合等失效问题．针对船用柴油机正时齿轮的典型工况，采用多重网格法和多重网格积分法，研究热效应作用下齿轮一个啮合周期中的油膜厚度、油膜压力、摩擦系数及关键啮合点温度变化，并对不同工况及结构参数的船用柴油机正时齿轮的润滑状态进行了预测、分析与优化．结果表明：在一定范围内，增大齿轮宽度、提高传动比及转速能有效改善船用柴油机正时齿轮的润滑状态．考虑实际工况条件，优化结构参数(压力角和模数)能有效降低齿轮啮合过程中的摩擦及温度．     

柴油机喷油系统的电子控制

本文对新型蓄压式高压喷油系统的电子控制进行了研究.在该电控系统中,喷油定时采用开环查表方式,喷油量则采用闭环控制.利用模块方法,建立了电控高压喷油系统的非线性数学模型,编写了计算机仿真计算软件,对其结构参数进行了分析,详细讨论了参数的变化对系统和喷油规律的影响,从而为该系统的评价、改型设计提供了依据.     

基于气流引导的碳化硅CDPF主动再生温度特性

基于后处理系统的导流装置,采用模拟和试验对不同封装结构下的载体温度特性进行研究．结果表明：碳载量为6 g/L时,原机方案下喷油点火主动再生过程中的峰值温度和最大温度梯度分别为1 239℃和124.9℃/cm,造成柴油机颗粒捕集器(DPF)载体热熔失效和热应力失效．加装导流装置后,载体内部的速度、温度分布较均匀,其中,高开孔率方案的速度均匀性系数达到了0.967．碳载量为6 g/L时,高开孔率方案下采用喷油点火和喷油助燃两种主动再生方式,载体内部的再生峰值温度均出现在载体后段位置,且中心温度高于外缘温度,分别为845.5℃和597.8℃,最大温度升高速率和温度梯度分别为14.9℃/s、31.78℃/cm和8.7℃/s、4.37℃/cm,温度升高速率及温度梯度较原机均大幅降低,能够保证载体在主动再生过程中高效安全．     

基于CFD的增压柴油机不同喷油提前角的排放影响分析

在考虑进气涡流比的情况下,对某490增压直喷柴油机不同喷油提前角下的缸内喷雾及燃烧过程进行了三维CFD模拟,给出了4种不同喷油提前角时的缸内火焰、NOx和Soot的时空分布.计算和分析了不同的喷油提前角下,上止点前后喷入缸内的油量比例、着火时刻、上止点温度、最高燃烧温度等对燃烧与排放物的影响.结果表明上止点前后的油量比例对排放有较大影响,对于该机型在喷油提前角较小的情况下,应考虑适当减小喷油锥角以充分利用燃烧室底部的空气.仅靠喷油提前角的变化并不能同时降低NOx和Soot的排量,并通过性能与排放试验进行了验证.