有限元法用于缸套振动问题的研究

本文讨论了用有限元法计算缸套振动的方法,并以12V180ZL 高速柴油机缸套为例,对缸套的自由振动、活塞横向冲击引起的缸套强迫振动、以及缸套壁厚和活塞横向冲击力的大小对缸套强迫振动的影响等方面进行了计算分析。本文的实际工作证明有限元法是研究缸套振动的一种有效方法,本文给出的计算结果对分析180柴油机缸套穴蚀有一定参考价值。     

热固性塑料在机体穴蚀修补技术中的应用

<正> 1 概述穴蚀现象随柴油机不断强化而日益突出起来,船用与陆用机都会产生不同程度的穴蚀损害,活塞对缸套侧推力大的一边的穴蚀更为严重。穴蚀破坏了缸套与机体的封水作用,它是影响中高速强载柴油机使用寿命和可靠性的关键问题之一。柴油机穴蚀后需作处理,缸套通常在穴蚀     

燃用生物柴油对柴油机缸套振动响应影响的研究

文章基于单缸柴油机台架试验,对柴油机燃用生物柴油时的燃烧特性与缸套振动响应之间的作用关系进行了分析研究。研究发现:生物柴油的热值比0#柴油低,在相同工况下生物柴油的喷射量更多,这使得生物柴油的燃烧持续期延长,进而影响其振动响应;由缸内燃烧压力和缸套振动响应的时频分析以及对振动信号求取有效值的分析可知,生物柴油的高、低频成分的持续时间和能量幅值小于0#柴油,但由于活塞侧推力的分力之间的非线性耦合作用,使得燃用生物柴油时在缸套模态频率附近的振动成分增多;在中低转速下,生物柴油的整体振动水平低于柴油,但是,生物柴油在燃烧上止点附近的局部振动响应强度均高于0#柴油。     

柴油机湿式缸套的穴蚀分析

穴蚀是影响缸套寿命的重要因素,穴蚀群往往集中在连杆摆动平面两侧。由于活塞侧推力的作用,使缸套高频振动,引起冷却液产生气泡,气泡破裂,产生高压冲击波,使缸套穴蚀。采用减轻缸套振动,改进冷却系统,增强缸套抗蚀能力等方法,可以减轻和防止缸套穴蚀的产生。     

柴油机湿式缸套的穴蚀分析

穴蚀是影响缸套寿命的重要因素,穴蚀群往往集中在连杆摆动平面两侧。由于活塞侧推力的作用,使缸套高频振动,引起冷却液产生气泡,气泡破裂,产生高压冲击波,使缸套穴蚀。采用减轻缸套振动,改进冷却系统,增强缸套抗蚀能力等方法,可以减轻和防止缸套穴蚀的产生。     

不同载荷对柴油机缸套变形的影响研究

建立了缸体、缸盖、缸套等部件的四缸柴油机装配耦合模型,在加载热负荷的基础上分析了热应力、螺栓预紧力、缸内最高燃烧压力及活塞侧击力对缸套变形的影响。研究结果表明:在各加载方案中,缸套膨胀和压缩变形均表现为1#缸、4#缸缸套变形较大,2#缸、3#缸缸套变形较小;不同加载方案的缸套变形规律相似,缸套热应力产生的热变形占主导地位;在加载热负荷的基础上,螺栓预紧力、缸内最高燃烧压力对缸套综合变形最大值影响较大,而活塞侧击力对缸套综合变形最大值影响较小;活塞侧击力对缸套径向变形最大值的分布区域影响较大,但对机体与缸套主应力及变形值影响较小。     

使用具有应变涂层的活塞,降低柴油机的振动

活塞-气缸套偶件的最佳间隙值是保证柴油机气缸-活塞组可靠工作的条件之一,该间隙是由活塞侧表面外形决定的,同时还与气缸体侧壁的振动强度有关,该振动强度是缸套穴蚀破坏和整机噪声加剧的原因之一。采用确定活塞外形的通用计算方法难以保证最佳间隙值,因为在制造活塞和气缸套时有允许偏差以及它们的温度场分布很复杂。利     

从力学角度分析水冷柴油机缸套穴蚀

作为水冷柴油机 ,气缸套发生穴蚀是常见的故障现象。穴蚀是指气缸套外表面某些部位出现一团团蜂窝状的小孔群。穴蚀的产生 ,将导致缸套强度下降 ,严重时还将引起气缸套穿孔或开裂 ,从而造成冷却水进入机油油底壳。下面结合四冲程柴油机的四个工作过程 (见表 1) ,来详细分析柴油机缸套产生穴蚀的原因及通常采取的预防措施。从表 1中的各项分析我们可以知道 ,柴油机在工作过程中 ,由于各阶段气缸的工作状态不同 ,造成活塞的受力也不一样 ,并且活塞的受力呈周期性变化。也就是说柴油机的气缸套受到周期性的活塞侧压力的作用。由于金属有一定的…     

主轴承力作用下的多缸内燃机机体结构动力响应分析

以某 4缸柴油机为例 ,在建立机体实体模型及机体结构有限元模态分析的基础上 ,对多缸内燃机机体各部位在曲轴主轴承力作用下的结构动力响应进行了有限元分析 ,得到了内燃机机体裙部不同部位及各缸缸套不同部位的结构动力响应曲线。在此基础上 ,对机体各部位结构动力响应与机体结构模态特征、噪声辐射间的关系以及机体结构振动对缸套与活塞之间流体润滑性能的影响也进行了进一步的讨论 ,从而为多缸内燃机的设计提供了必要的依据。     

某柴油机活塞与缸套间极限工作间隙仿真研究

为解决柴油机拉缸故障和有效调整配缸间隙,针对某款柴油机分别搭建活塞热机耦合以及机体缸盖一体化计算模型,得出超负荷工况下活塞和缸套的变形。基于柴油机拉缸故障表现以及活塞型面设计经验选取若干个方向,并在选定方向和截面上提取活塞和缸套的径向变形量,结合配缸间隙和活塞型线得到的冷态间隙,计算得到活塞与缸套之间的极限工作间隙。结果表明,缸孔加工尺寸处于下偏差时,该机型柴油机活塞与缸套的工作间隙为154～263μm,极限工作间隙位置分别位于活塞销孔方向以及销孔垂直方向。     

柴油机冷却水套空化两相流三维瞬态数值模拟研究

为了深入研究柴油机湿式气缸套振动引发穴蚀的机理和影响因素,在水套内部冷却液流动稳态数值模拟得到冷却液压力场与速度场的基础上,以完整单缸水套为研究对象,提取6缸稳态模拟结果作为边界条件.基于Mixture多相流模型与Singhal完全空化模型,采用动网格技术建立柴油机冷却液空化数值模拟的气液两相流仿真模型,进行冷却液空化...     

现代中速柴油机活塞缸套匹配分析

阐述了柴油机主要摩擦副——活塞缸套的匹配技术。从分析缸套、活塞的工作条件和结构特点着手,讨论两者的结构设计匹配、材料及表面加工的匹配,结合中速柴油机的技术发展要求,总结了现代中速柴油机缸套、活塞环(裙)的结构设计匹配要点及材料和表面加工的匹配要点,并介绍了几种匹配方案。     

D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性的有限元分析

本文对发动机缸套-机体-垫片系统在缸盖螺栓压紧力作用下的受力进行了分析,采用轴对称模形,对D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性进行有限元分析。结果表明,D系列柴油机气缸套的变形不同于传统的柴油机气缸套,在各种影响因素中,温度的影响起主要作用;D系列柴油机缸盖螺栓压紧力在缸套和机体之间的分配是合理的,缸套凸出机体顶面的量对气缸垫密封压力有一定影响。     

某四缸柴油机龙门式气缸体动力响应分析

建立了某四缸龙门式柴油机气缸体的有限元分析模型,从某四缸龙门式柴油机气缸体的结构动态特性和振动响应进行分析,采用模态试验对有限元模型进行修正,通过有限元、多体动力学手段研究柴油机在额定工况下,以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素,确定了柴油机所受的激励力,利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算,得出了额定载荷下的整机振动烈度,并与整机振动烈度的实测值进行比较,验证了模型的正确性。     

某四缸柴油机龙门式气缸体动力响应分析

建立了某四缸龙门式柴油机气缸体的有限元分析模型,从某四缸龙门式柴油机气缸体的结构动态特性和振动响应进行分析,采用模态试验对有限元模型进行修正,通过有限元、多体动力学手段研究柴油机在额定工况下,以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素,确定了柴油机所受的激励力,利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算,得出了额定载荷下的整机振动烈度,并与整机振动烈度的实测值进行比较,验证了模型的正确性。     

活塞动力学二阶运动的仿真方法与试验研究

采用多体动力学在时间域内迭代计算活塞、缸套及润滑油膜相互耦合子系统的运动学与动力学方程,在考虑活塞体径向刚度、活塞体及缸套冷热态型面的影响下,得到活塞主、副推力侧实际工况下的热态配缸间隙;动力学仿真方法计算出活塞二阶运动结果,包括:活塞主、副推力面间换向的径向运动和绕活塞销的转动;二阶运动对缸套的动态敲击力作为载荷边界条件施加在有限元模型上,计算出气缸体在活塞敲击下的振动响应;同时,在发动机台架上对气缸体两侧的活塞敲击处布置加速度传感器、以及布置缸内爆压传感器和上止点位置测量得到气缸体结构振动响应,试验结果验证了仿真模型的有效性.     

压力室结构对断油阶段空化及气体倒流的影响

断油阶段的空化现象对喷油间隔期的流场有重要影响,空化引起的高温燃气倒流会造成孔内结焦,进而影响缸内射流雾化.基于可视化试验和流体体积(VOF)方法两相三组分多相流求解器,对柴油喷嘴断油阶段的流动过程进行试验和模拟,分析3种不同压力室壁面曲率结构的喷嘴对断油阶段空化及气体倒流的影响.结果表明:在断油阶段喷孔和压力室依次发生空化现象,其中压力室内空化量较大,并呈现为涡空化和带状空化两种形态,壁面曲率小的狭直结构以带状空化为主;压力室结构较为狭直的喷嘴空化体积变大,但其低压持续时间延长使柴油流出量变小,最终导致倒流气体量下降;在发生涡空化时,速度梯度张量第二不变量Q与涡空化体积呈正相关,涡核区域越小则流场中磨擦耗散越少,越易于压力室内空化的形成.     

小型柴油机机体结构分析

本文应用试验模态分析技术研究小型风冷柴油机和水冷柴油机机体扩缸前后的动态特性,从固有频率、机体刚度、受迫响应数据、工作面的振动特征等方面比较扩缸机体对工作性能的影响;扩缸机体有基本相同的动态特性和变形,对工作无根本影响;分析机体各部分结构对柴油机工作性能的影响,对机体结构优化设计,提高动态特性具有一定的指导意义。     

低速柴油机气缸套和活塞环运行与维护

针对某轮低速柴油机出现的气缸套/活塞环异常磨损故障,结合气缸套结构特点、运行要求等对故障原因进行排查分析.结果 表明:此次缸套/活塞环异常磨损的主要原因为该轮使用了碱值严重不达标的劣质气缸润滑油;次要原因是空冷器的冷凝水泄放不畅.在此基础上提出低速柴油机各阶段运行维护注意事项.     

用耦合法分析研究发动机的稳态传热

利用FLUENT分析软件对发动机的稳态传热进行了仿真模拟。以所建立的某柴油机耦合传热系统为例进行了仿真计算,得到了耦合系统(活塞、缸套、冷却水套)的温度场等相关信息。计算结果表明,用耦合法模拟柴油机活塞组、缸套和冷却水之间的稳态传热是可行的。