发动机可变气门升程技术概述

可变气门升程技术能在发动机不同转速、不同负荷时匹配合适的气门升程,是解决发动机燃油经济性和排放性二者矛盾的核心技术之一。文章以有关汽车公司推出的典型产品为例,对当前具有代表性的发动机可变气门升程技术的结构、工作原理进行简介,并对它们的性能特点进行比较。     

基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹配

本文首先分析可变气门升程发动机的原理及特点,其后根据我司某自然吸气发动机的试验数据建立GT-POWER仿真模型进行并进行校核,然后基于可变气门升程的原理对该发动机模型进行了修改,并计算了不同工况下的最佳升程及气门正时。最终结果表明,在达到动力性能目标的前提下,中低转速的燃油消耗率较原机得到了较好改善,初步达到了改进的预期效果。     

四气门汽油机进气道CFD仿真研究

本文在稳流试验台条件下,运用STAR-CD软件对进气道-缸内气体流动情况进行三维数值模拟分析,通过网格划分、边界条件设定等步骤显示流场分布。通过气道-缸内流场特性分析,表明不同气门升程,发动机进气道的流量系数较高,具有较好的进气效果和明显的缸内滚流运动,证明进气道结构合理性。     

采用单气门变升程工作模式的发动机经济性能仿真

基于全柔性化的电磁驱动配气技术,提出了单气门变升程工作模式;在考虑驱动机构驱动功耗的基础上对发动机进行了建模和仿真分析。研究结果表明：在发动机中低转速工况下,采用单气门变升程工作模式能够适度增大充气流速,减小泵气损失和配气机构驱动功耗,进而达到改善发动机燃油经济性的目的;且随着发动机转速和负荷的降低,改善幅度呈上升趋势,如发动机转速1000r/min、负荷率40%工况下单气门2.00mm升程运行模式有效燃油消耗率相比原型机减小了12.2%。     

发动机不同气门升程下气道及缸内流场分析

介绍了发动机螺旋进气道参数化设计的方法,使用Pro/E软件建立了螺旋进气道的三维模型,实现了螺旋进气道在不同气门升程下的参数化设计。应用Star-CD分析软件对螺旋进气道内的气体流动进行数值模拟计算,得到不同气门升程下气道及缸内流体的速度场和压力场分布图,计算出螺旋进气道的涡流比和流量系数,可以为螺旋进气道的改进设计提供指导。     

气门升程调节对发动机缸内流场的影响

发动机功率由进气量、气缸内的气流运动以及燃烧质量决定,可变升程也可以通过改善这几个方面来达到提高发动机性能的目的。所以主要研究了不同工况下的升程调节对发动机缸内流场的影响,通过采用Fluent建立进气道-气门-气缸三维瞬态CFD模型,对发动机转速为2 000 r/min时两种气门升程模式下的两种调节情况进行了速度场的模拟计算。最后对计算结果进行对比分析,得出了气门升程模式2优于气门升程模式1的结论。     

汽油机排气歧管结构的优化及验证

分析某四缸汽油机排气歧管结构设计存在的缺陷并对其进行改进优化,采用数值模拟仿真软件分别对排气歧管改进前和改进后通道的各缸排气背压及歧管排气气流均匀性进行仿真,仿真结果表明改进后排气歧管结构能明显降低排气背压和各通道不均匀性。最后对原歧管和改进后歧管搭载的汽油机进行了台架对比试验,试验结果表明搭载改进后排气歧管的汽油机不仅提高了原机的外特性扭矩而且降低了燃油消耗,进一步验证了排气歧管结构改进优化的可行性。     

涡轮增压柴油机修后试验及性能仿真

本文在维修涡轮增压器主机时,针对水下特殊工况条件下的性能进行了仿真计算并与台架试验结果进行了验证。特别是对柴油机在高真空、高背压及负载突变等特殊工况下的性能计算预测,与试验台架数据相比较取得了令人满意的结果。计算结果对柴油机的维修、性能预测及管理使用具有较大的指导作用。     

气门簧探伤缺陷评定的讨论及疲劳试验验证

本文主要讨论了气门簧因技术参数不同而导致我厂原探作缺陷评定标准并不适用新的气门筑。这样造成产品浪费、性能不稳定,于是在通过用疲劳试验来检验原探伤缺陷评定标准下不合格的弹簧,从而确定新的探伤缺陷评定标准并将之应用到产品生产上,不仅提高了产品合格率,而且保证了产品质量的稳定性。     

二级可调增压柴油机高海拔模拟试验平台及平台验证

为了研究二级可调增压系统调节参数对某中型柴油机高海拔燃烧与性能的影响,在传统柴油机性能试验台上,设计了二级可调增压柴油机高海拔模拟试验平台。平台主要包括进、排气低气压模拟系统、增压空气温度控制系统、冷却液恒温控制系统等。为了验证试验平台的实用性与可靠性,进行了二级可调增压柴油机5500m模拟海拔下不同转速全负荷工况试验,结果表明二级可调增压柴油机试验过程中运行正常,发动机冷却液进口温度、低压级以及高压级进气中冷后温度等参数偏离设定值在6%以内,控制效果良好。     

废气涡轮增压汽油机可变配气相位的优化研究

以GT-POWER软件为研究工具,对废气涡轮增压汽油机的配气相位进行优化研究。在不同工况下,分析计算进排气门开启角度。通过控制软件中进排气阀门来改变进排气门开启和关闭角,从而获得了不同转速工况下的最佳值。经过分析优化配气相位后,废气涡轮增压汽油机性能得到了提高。     

增程器风冷电机散热方案仿真分析及测试验证

风冷电机在小功率增程器市场有广泛的应用,特别是工程机械方面,但由于风冷方式的冷却能力相对较弱,需进行充分的散热验证。本文以一台额定功率25kW增程器用风冷电机为研究对象,首先采用流-热-固耦合模拟方法对电机壳外流场及电机各部件的温度分布和温升进行稳态仿真分析、对绕组温升进行动态仿真分析,再通过台架温升测试验证了风冷电机散热结构设计的合理性。分析结果表明该电机风冷散热方案满足散热需求,电机温升约为75℃,环境温度45℃的线圈最高温度为120℃,满足电机绝缘耐热等级为F级的要求。电机的仿真温升和实测温升基本一致,验证该风冷散热设计方案设计的可行性和仿真方法的可靠性。     

一种新型发动机可变配气相位与气门升程机构的设计

本文分析了可变配气相位技术的研究现状,提出了一种新的发动机可变配气相位与气门升程机构的设计思路,能方便实现对进、排气门的配气相位及气门升程的全范围控制。     

凸轮升程转换通用数学模型与试验研究

针对凸轮升程测量量具及方法不统一而造成升程转换困难及转换误差较大等问题,在研究凸轮升程各种测量方法数学模型的基础上,提出一个不同形式推杆升程相互转换的通用数学模型.采用最小二乘多项式法对原始升程进行预光顺和导数求解,降低了该模型的转换误差.通过试验对比,表明基于最小二乘法的凸轮升程通用转换模型满足实际加工精度要求,验证了模型的正确性.     

往复密封数值仿真模型及试验验证

基于混合润滑理论建立往复密封数值仿真模型,该模型综合考虑了密封系统中密封件的宏观固体力学变形、密封接触区微观粗糙峰接触、油膜厚度分布等因素,可以分析得到往复密封摩擦力、泄漏量等关键性能参数。以往复密封常用的斯特封为研究对象,通过往复密封基础试验台测量表征往复密封特性的关键参数摩擦力及泄漏量。试验与仿真结果表明:斯特封的瞬时摩擦力随着介质压力的升高而增大,反装斯特封的泄漏量随着往复行程的累积而增加。试验测量结果与仿真模型计算结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。     

金刚石空心磨头结构仿真及试验验证

主要采用有限元软件对金刚石空心磨头磨削工程陶瓷过程中金刚石空心磨头的结构破坏分析,对刀具强度和刚度影响较为显著的壁厚和外径进行仿真,结果表明随着刀具壁厚的增加,刀具整体受到的等效应力明显减小,刀具外径增大的同时磨削力增大,材料去除率增大且刀具较易破坏,最终找出磨削工程陶瓷合理的刀具结构参数。最后利用金刚石空心磨头对工程陶瓷进行加工,金刚石空心磨头未发生破坏。     

基于AMESim软件的汽油机进气歧管和气门正时优化

为满足中低速较低油耗和较高扭矩输出,用AMESim软件对某小型涡轮增压汽油机进行了一维热力学过程仿真。在对仿真模型标定后,对所研究发动机的全负荷性能进行了优化。对进气歧管长度、气门正时对扭矩、充气效率和油耗的影响进行了计算分析。为克服高速和低速之间的矛盾,对采用可变气门正时策略进行了分析。结果显示,利用进气谐振效应合理地匹配进气歧管长度并对气门正时优化后,发动机中低速端扭矩和燃油消耗率都得到有效改善。     

基于声全息技术的涡轮增压直喷汽油机噪声源识别试验研究

采用声全息法对某涡轮增压缸内直喷汽油机3000 r/min和5000 r/min时空载、50%负荷和100%负荷工况进行了噪声源识别试验研究。试验结果表明:该发动机辐射噪声的主要部位有机体两侧面、发电机表面、高压油泵、惰轮和张紧轮、变速箱箱体、油底壳和缸盖罩,且辐射强度随着工况的变化而改变。总体上看,同一负荷下,随着转速的上升,发动机各侧面的辐射噪声声压级增加。同一转速下,负荷越大,发动机各侧面的辐射噪声声压级越强,进排气侧的辐射噪声的声压级比前端面高。     

某增压汽油发动机气门弹簧疲劳分析及改进

基于气门弹簧断裂的机理,使用公式计算和三维校核相结合的方式,得到零件的疲劳安全系数及薄弱部位。为降低设计中存在的疲劳安全系数过低的风险,通过改进热处理和表面处理工艺,提高零件的疲劳安全系数。最终成功地对零件进行了改进。