某型柴油机机体变形评价方法研究及结构优化

针对国内对于柴油机机体变形评价方法不完整的情况,提出对于圆孔变形采用同轴度、圆柱度、各截面圆度及漏光率作为评价指标,对于平面变形采用平面度作为评价指标,并进行了详细描述。利用有限元方法对单缸柴油机机体进行结构分析,采用新的变形评价方法对比不同方案下机体的刚度。分析结果表明:新的变形评价指标可以有效地评价柴油机机体的变形情况,改进设计后的铸铝合金机体与原铸铁机体相比,气缸套内孔圆柱度显著减小,气缸套各截面的圆度与漏光率下降,且其他圆孔和平面的变形都能满足要求;与直接改为铸铝合金的机体相比,刚度得到很大优化。     

考虑齿圈柔性的风电行星轮系动态啮合特性研究

针对集中参数法难以考虑齿圈柔性而有限元法计算量大的问题,以风电行星轮系为研究对象在集中参数/有限元混合法基础上提出一种揭示内啮合齿轮副延长啮合现象的分析方法。首先采用集中参数法建立风电行星轮系的动力学模型,并求解获得动态啮合力;随后,运用有限元法建立行星轮系内啮合齿轮副的有限元模型,并开展静态接触分析从而获得内啮合齿轮副各啮合位置发生多齿啮合时的变形阈值;最后,将集中参数模型获得的动态啮合力施加在内齿圈有限元模型上计算出内齿圈的动态响应,并结合发生多齿啮合时的变形阈值,从而揭示在不同负载和支撑数量下内齿圈上多齿啮合的分布区域,获得接触应力和齿根应力,分析啮合齿对数量改变前后对应力的影响。结果表明：考虑齿轮柔性后,内啮合齿轮副会出现除理论啮合齿对外其他齿对相接触的现象;随着负载扭矩的增大,内齿圈上三齿啮合首先发生在支撑两侧,随后三齿啮合发生区域不断增加;当行星轮与内齿圈间的啮合由理论两齿啮合变为三齿啮合时,其齿面接触应力和齿根应力小于其在相同时刻只计入两齿啮合时的应力值。     

旋流角度和压降对分级燃烧室流场和雾化的影响研究

为了得到不同结构参数及气动参数下的油气掺混特性,采用粒子图像测速与平面激光散射方法研究副模旋流器旋流角度、旋流器压降对中心分级燃烧室头部流场与燃油分布的影响。结果表明：在常温常压状态,随着副模旋流角度的增大,副模燃油喷雾锥角增加,台阶回流区减小,中心回流区增大,主副模射流在喷嘴下游轴向位置更近处发生融合;随着旋流器压降的增加,主副模射流增强,中心回流区最大宽度增大,副模燃油喷雾锥角微弱减小,但主模燃油的分散特性得到明显改善;副模与主模燃油在场内浓度峰值位置受耦合影响较小,主模射流轨迹附近的破碎状态在主副模燃油单开的叠加场中与耦合场中的结果差别较大。     

不同冲角下汽轮机拉筋气动损失系数的计算

采用Fluent软件对装有圆柱拉筋的平面叶栅进行了数值模拟,主要研究了圆柱拉筋引起的平面叶栅气动性能的变化以及叶片冲角对装有圆柱拉筋的平面叶栅的影响,计算了不同冲角下拉筋引起的损失系数,并与前人所做的实验结果吻合较好。结果表明:拉筋促使吸力面的流动分离加剧,使得吸力面附近的流动异常复杂。关于拉筋中心线形成上、下一个高损失涡对,在该处气流欠偏转;而在这个涡对中间的流体马赫数较高,气流呈过偏转。     

东西轴向横置真空集热管内不同形状吸热体能量收益的研究

在实验测定真空集热管内不同形状吸热体表面相对太阳辐照度和涂层太阳吸收率随光线入射角变化的基础上，分析研究了玻璃罩管内平面、半圆柱和圆柱三种不同形状吸热面的能量收益因子随光线入射角变化的规律。依据晴天辐射模型，对北纬４０°、倾角４０°、朝南放置的三种不同形状吸热面在单支东西轴向横置真空集热管内的日能量收益及其年变化进行了计算和比较。结果表明，半圆柱和圆柱吸热面不论是瞬时能量收益还是年能量收益，相对于平面吸热面，其优越性不如南北轴向斜置的情况。对全年运行具有平面和半圆柱吸热面的真空集热管的最佳倾角也进行了探讨。     

平面电动机技术发展综述

综述了平面电动机的发展现状,讨论了平面电动机的分类情况,针对不同结构类型的平面电动机,简单阐述了其结构、工作原理和特点,指出平面电机技术目前存在的不足,探讨了平面电动机未来的发展前景和方向.     

柴油机双顶置凸轮轴消隙齿轮动力学特性研究

基于多体动力学理论,研究了消隙齿轮对某双顶置凸轮轴柴油机正时驱动系统激励力的影响。利用AVL-EXCITE软件Timing Drive模块,建立了正时驱动系统及全阀系的动力学模型,通过对不同转速、不同卡簧扭转刚度、卡簧预载扭矩下的齿轮啮合动力学结果的比较分析,确定了最佳的卡簧参数,并通过发动机台架噪声试验对消隙齿轮降噪的效果进行了试验验证。研究结果表明:与采用普通齿轮副相比,双顶置凸轮轴柴油机采用消隙齿轮后,消除了背隙侧产生敲击噪声的激励力,怠速下,整机1m噪声声压级降低8dB(A)。     

平面真空玻璃作盖板的箱式太阳灶实验研究

用窄缝高真空平面玻璃作普通箱式太阳灶的透明盖板，对箱式太阳灶的集热性能进行了实验研究。将实验结果与用普通双层玻璃作盖板的箱式太阳灶进行了对比，发现用平面真空玻璃作盖板能够显著改善箱式太阳灶的性能。     

窄缝高真空平面玻璃作为太阳能集热器盖板的实验研究

窄缝高真空平面玻璃是一种带高真空夹层的平板玻璃,它是将两块普通平板玻璃之间的狭缝抽高真空而成,由于它具有良好的透光,隔热和隔音特性,因而有广阔的应用前景,通过对采用窄缝高真空平面玻璃作盖板的太阳能焦热器的集热性能进行实验测试,介绍了在空晒和有负载条件下焦热板的温升速率与太阳辐射强度的关系,对真空平面玻璃两面温差及其保温性能也作了测试,并与用普通双层玻璃作盖板的情况作了比较。     

平面真空玻璃作箱式太阳灶透明盖板的实验研究

介绍了用窄缝高真空平面玻璃作普通工太阳灶的透明盖板，对箱式太阳灶的集热性能进行了实验研究的结果，并与用普通双层玻璃作盖板的箱式太阳灶进行了对比，发现用平面真空玻璃作盖板能够显著改善箱式太阳灶的性能。     

降低斜齿噪声的齿轮修形优化设计

本文讨论了渐开线斜齿圆柱齿轮的振动模型和修形模型．给出了降低斜齿轮噪声的齿轮修形方法和齿轮修形优化程序,并给出了一对斜齿轮副的计算实例．计算表明：正确、合理地选择斜齿轮修形量,可以有效地降低斜齿轮的噪声,但修形量过大反而会使噪声增加．     

斜齿轮传动误差啮合变化规律研究

考虑齿轮制造误差以及安装误差等因素,利用蒙特卡洛方法计算出沿斜齿轮时变接触线上各啮合点的误差,考虑动态负载、啮合误差以及齿面摩擦力等因素构建齿轮副弯—扭—轴耦合动力学计算模型,采用摄动法求出近似解,分析齿轮传动过程中动态传递误差、最大啮合力以及啮合加速度变化规律。研究表明:误差激励是影响高速齿轮动态特性的重要原因,刚度激励是影响重载齿轮动态特性的主要因素。     

啮合齿向误差对齿轮承载能力的影响

提出了一种啮合齿向误差计算方法,即将齿轮轴线倾角分成两个分量,分别计算啮合齿向误差,然后按方向进行叠加;用这种方法可以分析多种外界因素对齿轮啮合的影响,如箱体变形、轴端受力、轴线挠曲等;可以形成适当的空负荷啮合齿向误差,使工作状态下啮合齿向误差得到补偿;可以根据齿轮接触情况验算齿轮强度;在不增加啮合齿向误差的前提下,合理给定支承平行度要求。     

凸轮与挺柱间接触应力计算

配气凸轮与挺柱是内燃机中一对重要的摩擦副,本文介绍两种方法,分别将配气机构看作刚性或弹性的问题来计算凸轮与挺柱间接触应力。     

变风载下风力发电机齿轮传动系统动力学特性研究

根据风力发电机齿轮传动系统所处的由随机风速引起的复杂变工况环境,用自回归AR风速模型模拟实际风场的风速,获得了由随机风速引起的时变风载荷;采用集中质量参数法建立了传动系统的纯扭转动力学模型,求得了系统的固有频率和阵型;研究了传动系统在时变风载下的动态特性,求得了各齿轮的振动位移和各齿轮副的动态啮合力,为风力发电机传动系统的动态性能优化和可靠性设计奠定了基础。     

计入齿圈柔性的风电机组行星传动动态特性研究

为研究齿圈柔性对风电机组行星齿轮传动系统动态特性的影响,将连续体的柔性齿圈离散成多段刚性轮齿段,以连接处的扭簧扭转刚度来量化齿圈的柔性特点。在行星架随动坐标系下,综合考虑啮合刚度、支撑刚度和齿圈柔性等因素,建立计入齿圈柔性的行星传动系统平移—扭转耦合动力学模型,继而分析齿圈柔性、齿圈支撑点数目与负载力矩对齿圈变形及系统啮合力的影响,并进一步揭示太阳轮浮动轨迹在不同齿圈支撑点数目下的表现特点。研究结果表明:工作过程中的柔性齿圈产生较大的弹性变形,致使太阳轮与行星轮啮合力幅值出现长周期波动,且其频谱中出现多个转频成分,经对比发现该转频分别为行星架转频、ζ倍行星架转频及2ζ倍行星架转频(ζ为齿圈支撑点数目)。当支撑点数目与行星轮个数满足倍数关系时,太阳轮浮动轨迹较为规律,其外轮廓与刚性齿圈条件下一致;否则,浮动轨迹外轮廓呈现出具有ζ个瓣叶的花瓣状。     

SC9DF柴油机齿轮室加工工艺的改进

简要介绍了SC9DF电控共轨柴油机齿轮室的特点和加工要点，通过对加工工艺的分析，提出了对该齿轮室的工艺、刀具和夹具的改进方案，并着重对加工中程序的编制及刀具的选用进行详细的介绍。对临时工艺和最终工艺之间的改进过程进行了详细的阐述，对加工工艺改进前后的产品质量数据进行了分析，表明改进后达到了良好的效果和成就。     

Vibration energy harvesting in vehicles by gear segmentation and a virtual displacement filtering algorithm

In this study, vibration straight‐line displacements occurring during electric vehicle operations are changed into reversely rotating displacements and divided into small segments by a gear unit. Piezoelectric bending elements are used to form a cantilever beam–based energy feedback mechanism for converting vibration energy into electrical power within an allowable displacement range. A virtual vibration displacement filtering algorithm is proposed to effectively filter virtual displacements that cannot excite the energy harvester and generate electrical power. The average speed of the gear exciting the bender has an accuracy 30%, which is increased using this algorithm compared with 2 other algorithms and directly affects the accuracy of calculating the average power generated by the calculation of piezoelectric bending elements. Theoretical and experimental analyses are conducted for the impact of gear pitch on the regeneration power value by changing the gear pitch at a fixed driving speed. Experiments show that when a vehicle is operated at a fixed speed, the proposed method can be used to obtain the maximum average power of a single piezoelectric bending element through determination of a rational gear pitch. Specifically, when the test vehicle operated at 20 and 60 km/h, the gear pitch should have been 7 and 10 mm.     

Effects of floating sun gear in a wind turbine's planetary gearbox with geometrical imperfections

This paper addresses the effect of gear geometrical errors in wind turbine planetary gearboxes with a floating sun gear. Numerical simulations and experiments are employed throughout the study. A National Renewable Energy Laboratory 750 kW gearbox is modelled in a multibody environment and verified using the experimental data obtained from a dynamometer test. The gear geometrical errors, which are both assembly dependent and assembly independent, are described, and planet‐pin misalignment and eccentricity are selected as the two most influential and key errors for case studies. Various load cases involving errors in the floating and non‐floating sun gear designs are simulated, and the planet‐bearing reactions, gear vibrations, gear mesh loads and bearing fatigue lives are compared. All tests and simulations are performed at the rated wind speed. For errorless gears, the non‐floating sun gear design performs better in terms of gear load variation, whereas the upwind planet bearing has more damage. In the floating sun gear scenario, the planet misalignment is neutralized by changing the sun motion pattern and the planet gear's elastic deformation. The effects of gear profile modifications are also evaluated, revealing that profile modifications such as crowning improve the effects of misalignment. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.