叶片式可变排量机油泵的研发与试验研究

结合发动机全工况对润滑油的实际需求,以一维模型计算所得的结构参数为基础,建立了可变排量叶片泵三维模型,并采用PumpLinx软件对其进行CFD计算分析。根据CFD计算和试验结果,提出结构改进方案并进行了试验研究。研究结果表明:根据CFD计算结果对叶片泵结构进行优化设计具有可行性,设计的机油泵样机能够满足与之配套的发动机全工况要求,在6 000r/min时该样机能够减少27.2%的润滑油流量,降低21.6%的驱动扭矩消耗。     

变排量齿轮式机油泵压力切换过程优化研究

利用AMESim建立变排量齿轮式机油泵计算模型,并通过试验验证模型的有效性。对机油泵排油口压力状态切换过程进行分析,提出在电磁阀和换向阀之间添加阻尼孔、减小阀芯台肩宽度两种方法对压力切换过程进行优化,并通过试验验证此方法的有效性。研究结果表明:当阻尼孔直径为0.9mm、台肩宽度为4.8mm时可明显减小排油口压力切换过程中的压力冲击,且切换时间缩短了32.8%。优化后的机油泵压力切换过程的动态响应更能满足发动机实际工况需求。     

车用发动机机油泵变排量控制方法的试验

针对车用发动机润滑系统与机油泵动态匹配问题,在瞬态工况下建立硬件在环(HIL)的发动机与机油泵匹配试验系统．根据新欧洲驾驶循环(NEDC)工况,提出车用发动机润滑系统瞬态加减速循环,研究3种机油泵排量控制方法对发动机润滑系统动态匹配状态和驱动能量消耗的影响．结果表明：在润滑油温度为100℃、角加速度为40 rad/s²条件下,机油泵采用定排量控制方法,泄压阀开启造成的液压功率损失是影响瞬态工况总效率的关键因素;与定排量相比,机油泵采用一阶与二阶变排量控制方法能分别降低机械驱动功30.8%和40.0%;车用发动机机油泵采用变排量控制方法降低机械驱动功率,在瞬态加减速过程中会形成润滑油流量和压力安全裕量低谷．     

叶片参数对潮流能自由变偏角水轮机性能影响规律研究

采用基于粘性CFD理论的多体耦合方法对不同叶片参数下潮流能垂直轴自由变偏角水轮机的运动和动力特性进行数值模拟研究。研究表明:叶片偏角变化规律是决定该水轮机性能的重要因素,主要由水动力和惯性力所产生的俯仰力矩决定。通过分析叶片质量以及叶片自转轴与叶片质心距离对叶片摆动过程中俯仰力矩的影响规律,给出叶片参数对水轮机运动和动力特性的控制规律。     

可变排量机油泵在发动机上的节油研究

为保证怠速工况下合理的机油压力,减少发动机热怠速异响,需要充分平衡机油泵的转排量。设计者在兼顾热怠速工况下机油压力,无疑造成了低温或高速工况下较大的液压功损失,从而引起发动机摩擦功增大,油耗增加。可变机油泵可以解决这一问题,因此受到越来越多厂家的青睐。本文对机油泵的摩擦功构成进行分析,对可变机油泵的节油原理进行了阐述,并通过台架测试,验证了同排量固定机油泵与二级可变排量机油泵在1.2TDG发动机上的节油表现,二级可变排量机油泵对油耗的贡献为,在转速2 000 r/min及油温9 0℃的状态下,摩擦功节省1.07%;有效燃料消耗率受发动机系统机油压力的影响较大,在90℃机油温度,发动机转速2 000 r/min,平均有效缸内压力为0.2 MPa工况下,系统机油压力每降低0.1 MPa,燃油消耗率可以降低6 g/(kW·h)。     

弹片参数对风力机叶片翼型气动性能影响研究

为提高风力机叶片翼型气动性能,在NACA0018翼型上表面附加类似于鸟类羽毛的弹片,通过数值模拟方法研究弹片参数包括弹片角度、位置和长度对翼型气动性能的影响。结果表明：在失速攻角之前,弹片产生负面影响,而失速攻角之后,弹片产生预期效果,且在每个攻角下存在一个最优弹片角度,攻角越大,对应最优弹片角度也越大,但并非线性关系;失速攻角前,弹片位置越靠近尾缘,其带来的负面影响越小,而在失速攻角后,弹片越靠近前缘效果越佳,阻力系数最高降低67.04%,且失速攻角由14°推迟到16°左右;失速攻角前,弹片越短,弹片所带来负面影响越小,失速攻角之后弹片长度越长效果越好,阻力系数最大减小40%左右。     

空化对分流叶片式航空燃油泵性能的影响研究

为探究空化对某分流叶片式航空燃油泵性能的影响规律,本文基于RNG k-ε湍流模型与Zwart-Gerber-Belamri空化模型,利用ANSYS CFX软件对其内部流场进行了数值模拟,分析不同流量和不同空化程度下燃油泵内流动特性及压力脉动规律.结果 表明:在不同流量下,空泡的演变规律相同,均随空化余量的降低,先从长叶...     

叶片入口参数对渣浆泵性能影响的数值分析

渣浆泵广泛应用于电力领域,但在运行中存在噪声大、效率低、磨损严重等问题,从渣浆泵叶片入口边弧度、入口直径、入口宽度、入口安放角等参数对泵性能的影响进行了数值模拟研究,为减轻泵的叶片的磨损以及效率的提高提供了理论依据。     

TK402型柱塞式机油泵性能试验台

1 试验台的性能特点 二冲程摩托车柱塞式机油泵的性能试验,需要在多种转速、背压和油温的情况下,精确测量小至0.05～5ml/min的微小流量。但时至今日,能精确、快速测量如此微小流量的“传感器”尚未问世。1992年中国内燃机学会测试技术年会期间展示的专利技术微小流量传感器,其测量下限也只能达到2ml/min,而且只适用于粘度较小的汽油、轻柴油。有鉴于此,1993年下半年起,山东省内燃机研究所就济南轻骑发动机厂合作,开始了基于微量量管和光电技术的“微流量发讯器”以及整个性能试验台的研制工作,     

裂纹参数对叶片固有频率影响的研究

叶片在运行中产生的裂纹对叶片的安全运行有重大影响.采用考虑叶片几何非线性变形的三维有限元方法,研究了裂纹形状、裂纹深度和裂纹位置对叶片固有振动频率的影响.结果表明:裂纹尖端形式对叶片频率影响很小,裂纹深度和位置对叶片频率影响很大;并且裂纹位置对叶片不同阶振型对应的频率影响规律不同;裂纹深度越大,叶片频率越低.     

变叶片数和长短叶片对某跨音速向心汽轮机气动性能的影响

利用三维数值模拟的方法对一跨音速向心汽轮机进行了气动设计优化分析,通过改变叶片数和采用长短叶片结构等方法分析其对叶轮内流场的影响,分析了TC-4P叶型的气动特点。结果表明:TC-4P叶型虽然只是普通的渐缩型流道的叶栅,但利用其斜切部的膨胀能力,对超音速工况一样具有良好的性能;叶轮采用长短叶片的方法可以有效地降低余速损失,并改善流动状况。     

叶片厚度分布对流道式叶片性能的影响分析

基于三维可压缩流体N-S方程和Spalart-Allmaras湍流模型,对多级离心压缩机中间级进行数值计算,研究了不同叶片厚度分布规律对流道式叶片性能的影响。通过分析不同模型级设计工况和变工况的特性及压力场、速度场分布,获得流道式叶片效率和损失分布的变化规律。结果表明:0.6倍厚度(即9.00 mm)的叶片有最高的级效率82.82%和最大压比1.483,同原有叶片厚度的模型级相比较,整级效率增加1.46%。流道式叶片厚度的变化对压缩机稳定工况的范围影响不大。从近喘工况到堵塞工况,薄叶片在总体性能上优于厚叶片。在近喘工况下,旋涡区分布于叶片进口吸力面;近堵工况下,旋涡区分布于叶片压力面。     

铺层参数对风力机叶片静态结构性能的影响分析

复合材料风力机叶片的性能因铺层参数的变化而不同,为了优化铺层方案,探讨了铺层参数对风力机叶片静态结构性能的影响。以某1.5 MW风力机叶片距叶根1/3段为对象,建立其有限元模型,计算叶片在极限工况下各截面的载荷;分析该叶片铺层所采用的单、双、三轴向布的基本力学性能,得出可行替代方案。通过对不同铺层角度、铺层顺序和铺层比例的代表性铺层方案进行分析对比,初步得出叶片具有良好性能的铺放参数。在此基础上,优化原有设计方案,结果表明改进后叶片的失效因子和变形明显降低,验证了所得结论的正确性。     

铺层参数对风力机叶片结构性能的耦合影响分析

依据二阶响应曲面设计原理,构建铺层参数各自不同水平方案。以整体结构性能最优为目标,铺层参数为自变量,叶片强度、刚度为响应变量,采用Design Expert中Box-Behnken试验设计方法进行试验设计,仿真分析叶片静强度和刚度;经多元线性回归分别建立铺层参数与Tsai-wu失效因子、最大位移之间的二阶耦合映射关系,并对数学模型及回归系数进行显著性检验;分析单一铺层参数和两两交互作用对叶片结构性能的影响,获得性能优化的铺层参数取值,验证方法的正确性和有效性。     

叶片根部改型对风力机性能影响的研究

为研究叶片根部改型对风力机性能的影响,采用SST k-ε湍流模型对改型前后的风力机叶片进行三维流场数值模拟研究。通过分析叶根区域流场和压力分布可知:根部改型可改善叶根区域的流动形态,减小叶根的失速分离区,能有效控制分离涡的发生位置,提升叶根的气动效率;根部改型可改变叶根区域叶片表面的压力分布,加大叶根部位上下面压差,从而提高叶根转矩,使风力机出力增加;根部改型后,风力机的功率最大提升2.13%,增幅明显。     

内燃机机油泵性能建模方法的比较研究

通过对目前几种常用的机油泵工作特性建模方法进行比较分析,指出全工况下对机油泵性能进行建模的必要性。结合前期研究结果,对BP网络、延迟BP网络、径向基函数网络和反馈型神经网络这四种典型的神经网络模型进行实例比较研究,从而得到预测全工况下机油泵性能的最佳神经网络模型。还对神经网络建模方法的不足以及相应的联合建模方案进行了初步探讨,提出利用先进的CFD仿真分析手段,结合尽可能少的实验数据,实现全工况下的机油泵性能的预测和建模。     

叶片型线对纯径流式向心透平气动性能的影响

以实验室的某纯径流式可调向心透平为研究对象,应用计算流体力学软件FLUENT,比较分析了几种不同曲线为动叶叶型对透平性能的影响;在此基础上,提出以阿基米德螺线为中弧线的叶片参数化造型方法,结果得到气动性能良好的叶片型线,阿基米德螺线叶型的叶轮效率比连锁螺线提高8%;参数优化后的叶型比原曲线叶轮效率提升5%左右。以优化后的曲线为叶轮型线,在不同操作参数下,得到了透平的轴效率特性曲线。研究可为小功率向心透平的叶片设计和优化提供指导。     

定常吸气对风力机叶片气动性能影响的研究

为改善风力机叶片的气动性能,在3.6 MW风力机翼型截面上开孔施加定常吸气,孔宽为1%~10%弦长,吸气压强为50~500 Pa。采用Spalart-Allmaras模型对多种工况进行数值模拟,研究定常吸气对翼型升阻力系数、力矩系数、失速性能、流动分离控制等气动性能的影响。结果表明:定常吸气扰动模式与流场主流的耦合能有效改善气动性能、推迟失速、延缓分离。定常吸气的引入使吸力面压强降低,吸力面和压力面的表面压差增大,从而提高了升力。定常吸气有效控制了流动分离,延缓了边界层的转捩,进而减小了阻力。阻力系数、力矩系数随吸气压强的增大而减小,升力系数随吸气压强的增大而增大。吸气最佳工况是孔宽为10%弦长、吸气压强为250 Pa。     

翼型凹变对叶片结构安全性的影响

文章针对某分布式水平轴风力机,提出采用翼型凹变的方式对叶片翼型吸力面进行优化。借助BK公司的Pulse16.1结构振动分析系统,对翼型凹变叶片和原翼型叶片进行模态和动频测试。研究表明:翼型凹变后叶片刚度约有4%的提升;在相同工况下,翼型凹变后的加速度幅值普遍低于原翼型,减振效果明显;翼型凹变对轴向窜动影响最为明显,减振效果达到30%左右。相关研究成果可为风力机在远短于设计寿命期内频繁发生疲劳损伤或断裂提供新的解决途径。