斯特林机动力活塞间隙密封动态特性仿真分析

在自由活塞斯特林机动力活塞间隙密封中,间隙内的气体泄漏会引起工作腔内压力和气体质量的变化,进而影响斯特林机的工作效率。为研究在压缩循环过程中气体泄漏量对压力的动态影响,建立间隙密封长度不变、间隙密封长度单侧变化和间隙密封长度双侧变化3种不同的间隙密封物理模型,采用时间推进法,分析求解不同形式的密封对泄漏量的影响。结果表明：间隙密封在启动阶段时单向泄漏量最大,随着时间的推进,泄漏量逐渐减小后达到稳定,间隙密封长度不变的模型相较于其他2种模型的单向泄漏量最少。基于间隙密封长度不变的模型,分析气膜厚度、背压、密封长度对泄漏量的影响,对气膜间隙和背压进行优化设计。结果表明：气体质量的泄漏随气膜厚度和背压的增加而增加,随活塞长度的增加而减小;当气膜间隙为20~30 μm,活塞长度为10~15 cm,背压在3~5 MPa时,间隙密封泄漏量在3%以内,符合动力活塞间隙密封的设计要求。分析结果为自由活塞斯特林机动力活塞间隙密封提供了设计依据。     

斯特林发动机活塞杆密封装置设计

针对斯特林发动机活塞杆的密封问题,以几种典型活塞杆密封装置为对象,分析了其优缺点。结合帽式密封的密封特点,设计了一种新型斯特林发动机活塞杆密封装置并搭建了试验台。通过在试验台上进行密封测试实验,结果表明,该新型斯特林机活塞杆密封试验台结构设计合理,密封效果显著。     

密封间隙对迷宫泄漏量影响的数值分析

通过对迷宫密封机理的分析,利用流体力学原理建立数学模型并进行数值计算,得出了密封间隙对迷宫泄漏量的影响规律,为迷宫压缩机的设计提供了理论依据。     

活塞速度和压差对冲击气缸间隙密封性能的影响

利用FLUENT软件建立冲击气缸往复运动间隙密封的模型并结合实验测试系统对其密封性能进行研究。为控制和减小往复运动中间隙密封的泄漏量,分析活塞往复运动速度、间隙进出口压差对其的影响。结果表明,当密封间隙宽度不变时,冲击气缸往复运动间隙密封的泄漏量随入口压力增大线性增大,并且压差与泄漏量的变化率不受活塞速度变化的影响;当密封间隙宽度不变时,在相同的入口压力下,泄漏量随着活塞速度的增大线性增大;冲击气缸的操作压力变化范围小导致其对泄漏量的直接影响不大,但是不能忽略压力变化通过对速度的影响而引起泄漏量的增大。     

间隙宽度对冲击气缸间隙密封性能的研究

对冲击气缸间隙密封的理论分析表明,当冲击气缸的结构尺寸确定时,影响泄漏量的最主要因素为间隙宽度和密封间隙进出口压差。利用FLUENT软件建立机械振打系统冲击气缸间隙密封模型,分析冲击气缸密封间隙进出口压差和间隙宽度对间隙密封泄漏量的影响。结果表明,当缸筒静止时,冲击气缸入口操作压力从0.3 MPa变化到0.5 MPa时对其泄漏量影响不显著,实际工业应用中可以忽略;间隙密封的密封性能主要受间隙宽度控制,其泄漏量随着间隙宽度的增大而增大,但在间隙宽度小于0.03 mm时泄漏量随间隙宽度增加的变化较小,因此冲击气缸的活塞与缸筒之间的间隙密封的间隙宽度应控制在0.03 mm以下。     

液压式气门驱动系统间隙密封泄漏的仿真研究

建立液压式气门驱动系统的动力学数学模型,利用Simulink软件建立仿真模型并对系统中的凸轮油缸和气门油缸的环形密封泄漏进行仿真计算。研究结果表明,液压式气门驱动系统的泄漏主要是相对运动引起的剪切流量,并与凸轮型线有关;气门油缸只在凸轮升程段和基圆存在泄漏,凸轮油缸只在凸轮回程段和基圆存在泄漏,且泄漏均随着发动机转速和密封间隙的增大而增大;可通过减小密封间隙和设计合理的凸轮型线来减小泄漏。     

基于ANSYS的井下增压器活塞间隙密封研究

针对井下增压器活塞密封问题,提出以非接触式迷宫间隙密封代替原有填料密封。构建迷宫间隙密封的二维增阻槽模型,基于ANSYS-Fluent流体仿真软件,采用SST模型和SIMPLE算法,分析单个槽槽深和槽宽与泄漏量之间的关系,并探讨有限长度下增阻槽的布置方法。结果表明:槽深一定时,泄漏量随着槽宽的增大而增大;槽宽在1 mm以上时,当槽宽深比在2∶1左右泄漏量最小;槽深增大达到槽宽深比为1∶1时,随着槽深增大泄漏量的变化趋于平缓。在有限长度下,槽间距增大,槽与间隙进出口的距离减小,泄漏量随着槽间距的增大呈现出先减少后增大的规律,因此必须合理匹配槽间距及槽与间隙进出口的距离,才能达到较好的密封效果。     

自由活塞斯特林发动机动力活塞气体作用效应

为了能够深入认识自由活塞斯特林发动机动力活塞的运行特性,找到提高自由活塞斯特林发动机效率的方法,对配气活塞固定不动时的动力活塞的气体作用效应进行了理论分析,并设计了动力活塞的单独运动实验,在此基础上提出了动力活塞自然频率的计算公式。研究了压缩腔压力波超前与滞后动力活塞位移两种情况下动力活塞受到的气体力的作用情况,采用旋转矢量法阐述了气体力的作用机理。当压力波超前或滞后活塞位移小于90°时,一部分气体力发挥了气体弹簧的作用,使系统自然频率增大;当压力波超前或滞后活塞位移大于90°但小于180°时,一部分气体力发挥了惯性力的作用,使系统自然频率减小,且热源温度越高,系统的自然频率越大。利用本实验室的一台自由活塞斯特林发动机进行实验,验证了上述气体力作用的效应与规律,利用此理论计算系统自然频率和实验相差不超过2%,使得斯特林发动机成功启动。     

滚动活塞压缩机径向间隙泄漏特性试验研究

利用自主设计的径向间隙等效装置模拟滚动活塞压缩机的径向泄漏通道,在此基础上研究了压缩机主轴转速、活塞径向间隙值、润滑油黏度、径向间隙油膜密封长度等因素对径向间隙工质泄漏特性的影响。利用气体收集装置对等效装置径向间隙泄漏的气体进行收集,同时用高速摄影记录下收集装置里气泡的动态变化过程,并通过图像处理技术获取气泡的面积,进而转换得到气体的泄漏量。试验表明:径向间隙处的气体泄漏量与转速、油膜密封角、润滑油黏度等因素存在着负相关的变化规律,其中气体泄漏量对转速和油膜密封角的变化表现较为敏感,而对润滑油黏度的变化则反应最小;另外,气体泄漏量与径向间隙值呈现明显正相关的关系。     

密封间隙对迷宫密封性能影响的三维数值分析

目前迷宫密封机制的数值模拟主要采用二维模型.为更准确地模拟迷宫密封的性能,在考虑周向湍流的情况下,建立迷宫密封的三维模型;采用GAMBIT对迷宫间隙进行非结构化网格划分,模拟密封间隙对迷宫密封性能的影响,并与二维截面模型模拟结果进行对比.结果表明:在考虑周向湍流的影响下,泄漏量相对于仅考虑横向及纵向湍流的影响有明显的减少,表明周向湍流的作用加剧了密封腔内的能量耗散,密封腔内节流效应显著,对整体的迷宫密封效果起到不可忽视的作用;随着间隙宽度的增大,流体速度降低,迷宫间隙内的节流效应降低,泄漏量逐渐增大.     

液压缸活塞杆密封泄漏原因分析与措施

从活塞杆密封结构和受力着手分析液压缸活塞杆密封失效的实例,找出密封型式不当是液压缸活塞杆密封泄漏的主因;液压油夹带气体,则加速了密封的失效。     

间隙密封液压缸活塞杆静压支承特性仿真分析

通过Fluent软件对伺服液压缸活塞杆处的静压支承密封流场进行建模仿真,分析静压支承密封流场的压力分布、泄漏量、活塞杆在静压支承密封处所受摩擦力和承载力等以及随活塞杆轴向运动速度的变化。     

四缸四冲程活塞摆动式内燃机气缸的密封与润滑

针对四缸四冲程活塞摆动式内燃机的工作原理和特点,介绍了一种具有良好实际使用效果的气缸密封与润滑方案,详述了活塞与气缸壁之间的密封结构与机理.     

微隙技术简介

微隙技术是一项已获得美国专利的高新技术。微隙技术是香港高富动力有限公司资深专家周芝山和周继华先生经过多年精心研究、认真实践的成果。该技术曾在1993年由国家科委列为国家科技成果重点推广项目。1994年向美国专利局申请发明专利,并于1995年12月被批准授与发明专利(专利号码:5476076),其名称为"内燃机无隙过盈动配合活塞"(又称微隙技术)。     

考虑磨损进程的轴向柱塞马达柱塞副泄漏研究

轴向柱塞马达广泛应用于航空航天、工程机械液压作动系统,容积效率是其重要指标。然而其柱塞副承载润滑状态恶劣,发生的磨损会导致泄漏损失增大,进而使马达的容积效率低于理想设计值。建立了轴向柱塞马达柱塞副磨损退化进程模拟模型,获得了其从跑合磨损到稳态磨损过程中承载界面轮廓的变化,基于此,对自然磨损状态下柱塞副泄漏行为进行分析。结果表明,随着缸孔的磨损,柱塞副泄漏量呈先增大后减小的趋势,柱塞副运行400 min时达到稳态磨损阶段,此时泄漏量相比初始泄漏量增加了2.3%。指出了柱塞副磨损状态和泄漏损失变化的映射关系,对提高轴向柱塞马达的容积效率和实现轴向柱塞马达磨损预测性维护具有一定指导意义。     

轴向柱塞泵柱塞与缸体孔泄漏及工艺分析

为了提高轴向柱塞泵的容积效率及整体寿命,研究了柱塞和缸体孔的泄漏流量与缸体孔的转角关系,通过Matlab仿真了其曲线图,得出了泄漏流量随着缸体孔的转角增大而变大,而根据泄漏的标准在正常工作的情况下不能超过0.25ml/min,确定了其间隙在范围内其泄漏流量是较小的,为了得到这个间隙进一步对柱塞和缸体的工艺进行了详细的分析,最终通过千分尺测量柱塞与缸体孔的配合间隙是符合设计要求的,从而提高了轴向柱塞泵的容积效率和整体的寿命。     

GDI发动机气缸盖与活塞的CAD设计

由于汽车排放法规的加严和提高发动机燃油经济性的需要,缸内直喷汽油机研究已经成为内燃机一个重要的前沿课题。文中主要运用计算机三维设计软件Pro/Engineer对直喷发动机的气缸盖和活塞进行了三维结构设计,并对此设计方法的优点进行了总结。     

活塞式空气压缩机气缸漏气的检测

提出了一种检测活塞空气压缩机气缸漏气量的方法,并应用于某型空气压缩机的检修之中,经实践检验,该方法简单有效,适合于一般使用单位进行压缩机气缸技术状况的检测。     

关于对油缸活塞杆动密封外泄漏的设计改进

该文通过理论计算,借助仿真分析和台架实验与整机实验,对某机型工程机械油缸外泄漏的失效原因进行分析,认识到在杆密封方案选型合理及工艺加工符合图纸要求的前提下,油液从杆动密封处外泄漏的原因除了油液里面的杂质损坏杆动密封之外,杆动密封处的外泄漏一般是以“油环”状形式间歇的向外泄漏。通过在静止状态下对油缸杆串联动密封各密封圈间的压力测试及在往复运动过程中对油缸串联杆密封各密封圈间收集的油膜油液“泵回吸”回油缸内腔的动态分析。得出除了杂质导致油液外泄外,合理设置各密封圈与活塞杆之间的间隙S和密封圈唇口前间隙为S的相对表面长度L,是降低油缸杆密封外泄漏的关键核心因子。     

活塞式制冷压缩机活塞与汽缸间隙迷宫密封的理论研究

对活塞式制冷压缩机工作过程进行了数值模拟,建立了活塞与汽缸迷宫密封的数学模型,分析了泄漏量随活塞与汽缸间隙及迷宫槽间距变化的关系.