25.2 L柴油机摇臂的仿真分析与优化

为了分析某25.2 L柴油机摇臂断裂的原因，借助Abaqus和FEMFAT有限元分析软件，对柴油机摇臂组件在运行工况下的结构应力及高周疲劳进行分析，并对摇臂危险区域进行优化后再次进行仿真分析，直到摇臂满足设计要求。结果表明：考虑装配过盈力时摇臂的峰值应力比未考虑过盈力时高10.6%，考虑装配过盈力时仿真结果与试验结果相吻合；直角卸油槽为摇臂局部薄弱区域，使用圆弧形卸油槽代替直角卸油槽能有效降低局部应力集中；优化后摇臂峰值应力降低17.5%，摇臂抗疲劳性能得到提升。     

风电叶片后缘疲劳加载设备摇臂支架结构优化设计

基于模态叠加理论对风电叶片后缘疲劳加载设备摇臂支架进行模态分析和拓扑结构优化。文章通过对风电叶片后缘疲劳加载模型进行合理简化,对摇臂支架所受载荷进行了等效分析,建立了摇臂支架的有限元模型,进而基于模态叠加法对摇臂支架进行动力学响应分析,得到了各阶次的频率分布情况。最后,以各板件厚度为约束条件,建立以质量最轻为目标函数的数学模型,结合OptiStruct软件得到了优化结果。结果表明,优化后的摇臂支架质量减少了985 kg,且在相同工况下,摇臂支架的变形量减少了4.7 mm,验证了优化后摇臂支架结构的可行性,为后缘加载装备的工程应用提供了理论支撑。     

气门摇臂对配气系统运动精度的影响

采用数学推导的方式阐述了摇臂对发动机配气系统运动精度的影响，并对摇臂误差产生的几个主要因素进行了分析，提出了摇臂设计应尽量控制摇臂比ｉ值。     

叉型摇臂双气门配气机构的有限元分析

针对叉型摇臂双气门配气机构，对摇臂采用非协调３维等参单元进行静力分析。计算了摇臂刚度、转动惯量及摇臂刚度随转角的变化情况。在摇臂静力分析的基础上，建立了整个机构的有限元动力分析模型，用Ｗｉｌｓｏｎ－逐步积分方法求解动力分析方程；并对２３０柴油机配气机构进行了有限元动力分析，计算了机构的主要参数，实测了气门加速度。其计算结果和实测结果基本一致。     

柴油机摇臂应力分布状态的模拟与试验研究

采用模拟计算和试验研究相结合的手段,对柴油机摇臂的应力状况进行了分析。通过模拟计算了解摇臂应力状态的分布情况,提供试验中应变片粘贴参考;构建了配气机构动态测试系统,进行了多参数同步测量试验。试验结果表明：摇臂应力在不同部位分布存在明显的差异;试验和模拟计算的应力分布状况基本一致,大小相当,为摇臂的优化设计提供了有价值的参考依据。     

铝合金陶瓷摇臂配气机构的气门弹簧优化设计

以气门弹簧的尺寸参数，最小装配预压缩力的配气机构不脱离为约束条件，以配气机构中各零件之间的接触力峰值最小作气门弹簧优化设计的目标，对采用铝合金陶瓷镶块摇臂的配气机构的气门弹簧进行了优化设计，与原配气机构相比，采用陶瓷摇臂和新的气门弹簧后，凸轮与摇臂，气门螺钉与气门的最大接触力以及气门落座冲击力均显著降低，对提高配气机构的工作可靠性有利。     

某型中速柴油机配气凸轮——摇臂滚轮异常磨损研究

针对某型柴油机出现配气凸轮与摇臂滚轮异常磨损的情况进行故障成因排查研究,结果表明:配气凸轮与摇臂滚轮发生异常磨损时,摇臂滚轮与滚轮轴同时存在“拉毛”及转动不灵活现象,主要原因是滚轮轴与滚轮之间间隙偏小,摇臂表面粗糙度较差,引起润滑油不能顺畅地进入滚轮和滚轮轴,油膜建立不良、润滑冷却不好,导致摇臂滚轮与滚轮轴早期磨损,进而引发凸轮与滚轮的异常磨损。据此进行了摇臂表面质量改进以增加润滑油流动顺畅性,实施了滚轮轴与滚轮间隙控制以保证油膜良好建立,将凸轮轴油孔直径增大以增加润滑油量。     

某型中速柴油机配气凸轮——摇臂滚轮异常磨损研究

针对某型柴油机出现配气凸轮与摇臂滚轮异常磨损的情况进行故障成因排查研究,结果表明:配气凸轮与摇臂滚轮发生异常磨损时,摇臂滚轮与滚轮轴同时存在“拉毛”及转动不灵活现象,主要原因是滚轮轴与滚轮之间间隙偏小,摇臂表面粗糙度较差,引起润滑油不能顺畅地进入滚轮和滚轮轴,油膜建立不良、润滑冷却不好,导致摇臂滚轮与滚轮轴早期磨损,进而引发凸轮与滚轮的异常磨损。据此进行了摇臂表面质量改进以增加润滑油流动顺畅性,实施了滚轮轴与滚轮间隙控制以保证油膜良好建立,将凸轮轴油孔直径增大以增加润滑油量。     

汽油机配气机构的优化设计

为了解决某汽油机存在的凸轮磨损和气门噪音问题,采用滚子摇臂代替原机的弧形摇臂,通过用滚动摩擦代替原机的滑动摩擦,减小凸轮轮廓的磨损;通过优化凸轮型线的方法降低汽油机进排气门落座速度、落座力,进而减小发动机噪音,提高零件的可靠性和耐久性;对改进后的配气系统的动力性、噪音和耐久性进行了试验验证,证明满足工程实际应用.     

叉型摇臂双气门配气机构有限元分析

针对叉型臂双气门配气机构，对摇臂采用非协调３维等参单元进行静力分析。计算了摇臂刚度、传动惯量及摇臂刚度随转角的变化情况。在摇臂静力分析的基础上，建立了整个机构的有限元动力分析模型，用Ｗｉｌｓｏｎ－θ逐步积分方法求解动力分析方程；并对２３０柴油机配气机构进行了有限元动力分析，计算了机构的主要参数，实测了气门加速度。其计算结果和实测结果基本一致。     

机车柴油机喷油凸轮副有限元分析与滚轮母线修形

根据接触力学理论合理建模,用有限元法对机车柴油机供油凸轮副进行了三维模拟计算,分析了凸轮副的接触应力和等效(Von Mises)应力的分布规律;针对凸轮副的边界应力集中问题,对滚轮进行母线修形,用有限元法对修形方案进行了初步的优化,并对修形效果进行了模拟。有限元分析结果表明,通过母线修形可以避免机车柴油机供油凸轮副的边界应力集中,大大降低最大应力,从而能够极大地提高凸轮副的疲劳寿命。     

关于高压喷油泵滚轮与凸轮间润滑的探讨

对喷油泵中的凸轮与滚轮这对摩擦副的润滑情况进行了计算分析,发现喷油泵转速、凸轮以及滚轮表面加工质量、最小曲率半径等参数对润滑情况的影响比较大,而喷油泵的泵端压力、凸轮与滚轮的接触宽度、及材料对润滑情况的影响则相对较小。     

燃油系统凸轮机构接触应力分析

利用动力学分析软件ADAMS对喷油泵凸轮机构的运动规律进行分析,通过有限元分析软件对不同种凸轮-滚轮进行接触应力有限元计算,从而得出凸轮-滚轮接触应力的分布规律,以及凸轮型线和滚轮外形对接触应力分布情况的影响,并对柱塞腔内燃油压力进行了测量,验证了边界条件的正确性。结果表明,在柱塞腔油压一定的情况下。适宜采用推程启始角较小、推程运动角较大的凸轮和大弧度的鼓底滚轮．由此可以减小凸轮-滚轮的接触应力,提高滚轮与凸轮的使用寿命。     

复合函数在喷油泵凸轮型线设计中的应用

阐述了一种旨在提高喷油泵可靠性、降低凸轮与滚轮之间冲击的凸轮型线设计方法,过渡函数采用余弦规律变化的复合函数代替三次方函数,改善了喷油泵的供油速度及加速度,提高了凸轮轴表面的加工质量,进而提高了喷油泵的可靠性,并且成功运用在PMD喷油泵的设计中。     

缸内直喷汽油机SI-HCCI-SI燃烧模式切换的研究

双燃烧模式是车用均质混合气压缩着火（HCCI）发动机理想的运行策略,即在中小负荷下使用HCCI燃烧模式,而在大负荷和高转速下过渡到传统的火花点火（SI）燃烧或柴油机燃烧模式运行。采用可变配气和缸内直喷技术,在一个发动机循环内改变配气策略和喷油策略,实现从SI模式所要求的常规火花点火配气相位向HCCI模式要求的负阀重叠配气相位的跳变,配合缸内直喷策略的调整,实现SI模式和HCCI模式间的切换。通过分步切换的策略,可以提高切换过程的稳定性。燃烧模式切换可在一个发动机工作循环内完成,切换过程平稳迅速可靠,无失火和爆震等异常燃烧现象的发生。     

基于米勒循环的配气凸轮型线设计

分析了在高速发动机中应用高次多项式优化设计配气凸轮型线的必要性.阐述了米勒循环的基本思想,通过延迟进气门关闭时刻有效地降低压缩比,进而降低NOx排放这一方法来重新优化设计凸轮型线.采用五次多项式给出了工作段型线设计的一般方法,得到了改进后的凸轮型线方程,并利用AutoCAD拟合绘制了凸轮型线.     

配气机构凸轮型线改进设计

将某大型柴油机配气机构的几何凸轮改进为函数凸轮,通过ADAMS软件对配气机构建模并进行动力学仿真。改进前后的配气机构的各参数表明:采用函数凸轮可以增大丰满系数,减小气门最大加速度,有能力在保证气门不飞脱的前提下,进一步提高柴油机转速,从而提高输出功率。     

车用电控柴油机配气机构性能的仿真优化研究

使用AVL发动机配气机构模拟分析用Tycon软件和发动机性能模拟分析用Boost软件,对一车用电控柴油机配气机构进行仿真评估和改进。研究表明,采用经优化的多项凸轮方案,可对原方案进排气凸轮的丰满系数得到改善,并较大幅度地降低进排气凸轮与从动件的接触应力水平,而使发动机仍保持原理想的性能指标。     

基于MSC.Marc的碾压混凝土重力坝动力计算

针对MSC.Marc软件进行结构振型分解反应谱法动力分析时后处理方面的不足,通过Marc软件子程序接口FORCDT,利用Fortran语言开发的程序,实现了基于Marc软件的振型分解反应谱法结构动力响应分析。采用该程序对某碾压混凝土重力坝进行动力分析,结果表明该碾压混凝土重力坝整体应力状态良好,除坝踵附近和碾压混凝土层面上游侧的局部范围受应力集中影响,竖直向拉应力超过坝体材料的抗拉强度外,其余部位的应力和坝体强度安全均满足规范要求,验证了所开发程序的可行性。     

减小气门重叠角改善EQ6100汽油机怠速排放的研究

介绍了在保持发动机动力性、经济性及9工况排放基本不变的情况下,通过采用新型凸轮型线和减小气门重叠角的方法,来改善EQ6100汽油机的怠速排放性能。结果表明,凸轮型线与气门重叠角的合理匹配,对降低汽油机的怠速排放性能有显效果。