机械-液压约束活塞发动机协同仿真系统研究

机械-液压约束活塞发动机(MHCPE)在工程机械等车辆上有着迫切的应用需求,协同仿真是了解其性能和结构设计优化的前提。提出了一种基于WEB的分布式问题求解环境MCS,可有效地用于分布式建模和仿真,支持网络协同工作。MCS主要分为WEB客户端演示界面、计算求解服务器和系统管理服务器3层,所有包含在这3层中的组件都是由面向对象的方法Java实现的。应用MCS对MHCPE的性能进行了仿真优化测试,各项功能运行正常,优化效率提高233%。     

液压自由活塞发动机起动过程的实验研究

为研究液压自由活塞发动机（HFPE）的起动性能，对HFPE样机的典型起动方式进行了实验研究.根据HFPE的起动能源和激励方式的不同，给出了恒压阀控、恒压位控、起动蓄能器（SHA）阀控以及SHA位控四种起动方式.测试了恒压起动方式中活塞组件的位移特性、扫气腔压差、动力腔压差以及HFPE泵腔压差这4个起动性能参数随供油压力变化的曲线，分析了SHA方式下上述四个起动性能参数分别和初始蓄能压力的关系.讨论了四种起动方式在激励方式、能量补充方面的差别.结果表明，位控起动的起动性能较阀控方式优良，适宜用于工作功率较高的场合，而阀控方式只能用在一些中低起动频率场合中.     

单缸电力约束活塞发动机空载特性研究

单缸电力约束活塞发动机是为改善现有发动机-发电机组结构笨重复杂,匹配不合理,能源浪费等问题而发明的一种新型热-电转换装置。该装置将传统发动机与直线发电机集成。它小型轻量、结构简单,节能、节材及动力提高效果明显。本文介绍了单缸电力约束活塞发动机的结构及工作机理,并对其空载特性进行了理论和试验研究。结果显示,该发动机与传统发动机-发电机系统同理,可以发出正弦电,空载时最大电压可达210伏,且实验结果与理论仿真结果基本相符。     

二冲程气道喷射式液压自由活塞发动机喷射方式分析及优化仿真

为降低二冲程液压自由活塞发动机(hydraulic free piston engine,HFPE)使用气道喷射方式时的燃油消耗,将喷油器置于气道内扫气口处,使用CONVERGE软件建立了从燃油喷射过程到混合气生成过程的三维计算流体动力学仿真模型,研究了燃油喷射相位、喷射角度以及喷油器流量大小对混合气生成过程的影响.结...     

单组元液压自由活塞发动机关键技术

为解决传统内燃式液压自由活塞发动机对压缩比控制要求严格的缺点,采用单组元推进剂代替传统的矿物燃料,利用单组元燃料催化分解后释放出的高温混合气推动活塞组件往复运动,提出了一种对外输出液压能的新型液压自由活塞发动机.采用Fluent软件模拟在脉冲工作方式下,催化床的床载、比表面积、孔隙率、流阻等对单组元燃料分解特性和寿命的影响.通过在动力腔头部安装辅助电磁排气阀的方式来提高活塞的运行频率,提高输出功率.采用隔热陶瓷和合理的排气口设计来减小动力腔壁面热量损失,提高输出功率.利用软密封和硬密封相结合的方式来阻止动力腔的气体进入液压泵,保证了系统工作可靠.     

铝质和钢质活塞改进发动机特牲

德国Kolbenschmidt Pierburg公司的北美活塞分公司——Karl Schmidt Unisia公司开发出两种新的发动机活塞，可以有效地提高发动机性能和效率，降低排放，改进燃料经济性。新活塞分别是轻质铸铝活塞和全钢活塞。铝质活塞名为Liteks，主要用于汽油燃料发动机；全钢质活塞名Spinteks，主要用于柴油发动机。铝质活塞采用轻质铸造铝合金制造并装配成型，可有效地降低发动机的噪音和振动。     

焊接轻质钢发动机活塞

美国密歇根州的联合默高（Federal-Mogul）公司开发出一种摩擦焊轻质钢整体式活塞，可用于柴油发动机。该名为Monosteel的焊接轻质钢整体式活塞，设计有大量的冷却油槽和内部支撑结构形状．提高了活塞的强度。该活塞具有优异的热性能、机械性能和耐摩擦、耐腐蚀性能，可用于重型柴油发动机。     

HCPE锥形配流阀动力特性仿真研究

根据泵阀运动的魏氏效应和液体的可压缩性对液缸内液体连续流产生的影响,本文对HCPE锥形阀的动力特性进行研究,建立锥形阀在系统工作过程中的运动模型,并根据36114ZG4B六缸径向型HCPE配流阀系统运动规律,利用MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,在额定转速范围内,HCPE配流阀的位移、速度、加速度运动性能较为稳定,该研究为整机的优化设计提供了理论依据。     

汽车发动机性能虚拟仿真实验教学系统设计

基于计算机仿真技术、结合专业教学需求,虚拟构建汽车发动机性能实验室的真实环境,利用系统的智能引导功能,可由学生自主在平台上完成实验室环境认知、发动机测试系统各部分组成与工作原理的学习,同时可完成发动机速度特性、负荷特性等仿真测试过程.该仿真实验教学系统可强化学生对汽车试验方法及标准的理解和应用,解决了发动机性能实验在真实条件下设备条件不易满足、教学效率低、安全风险大和试验成本高等问题.     

汽车发动机活塞受力有限元分析

作为发动机重要零部件的活塞,经常受到多种载荷的作用,对其进行强度、结构和使用材料等分析有着非常重要的意义。本文通过对活塞受力分析,建模与网络划分,选取最大压力工况下,进行载荷、边界条件以及预紧力的施加,利用ansys的计算模块对模型进行计算,并通过ansys的后处理器将结果以应力分布云图和位移变化云图的形式显示出来。并在此基础上对活塞进行结构、力学分析,找到模型中所受应力最大节点的相关数据。根据结果分析,提出在结构和材料上的改进方案,为活塞的结构分析与设计提供重要参考依据。     

液压约束活塞发动机曲轴参数化设计

针对液压约束活塞发动机曲轴参数优化设计问题,本文基于SolidWorks二次开发,在Visual Basic 6.0环境下通过编写VB语言与调用SolidWorks API函数相结合的方式,完成了平衡块及整体结构的参数化设计。设计结果表明,HCPE平衡块参数化设计工具能够对平衡块造型及质量属性进行精确的控制,其设计优化结果与成熟的HCPE平衡块造型极其相似。该设计改变了传统的设计模式,提高了设计精度,减少了工艺成本,为曲轴CAD/CAE集成设计奠定了基础。     

基于虚拟样机的HCPE运转稳定性研究

液压约束活塞发动机（HCPE）是一种新型的将燃料在发动机缸内燃烧产生的热能转化成流体压力能的动力装置,其运转平稳性是设计分析和性能评价的重要依据。针对假定曲轴等角速度转动研究发动机的工作平稳性的方法与实际不符,基于CAD/CAE软件建立了三缸轴向HCPE的仿真模型,提出不动点迭代的转速调控方法可使曲轴很快收敛到某一工作转速。假定瞬时角速度可变进行了仿真研究,结果表明,三缸轴向HCPE的运转不均匀度为4.75%,可以满足使用要求。     

基于AHP的MHCPE总体性能评价

针对机械-液压约束活塞发动机的总体性能评价,本文基于层次分析理论,结合机械-液压约束活塞发动机的结构和工作原理,分析确立了影响其总体性能的各分性能及其评价参数,建立了关于机械-液压约束活塞发动机总体性能评价的分层递阶结构模型,同时在yaahp软件平台下进行计算,求得了各评价参数的相对总排序权重值,并对发动机的总体性能通过计算进行综合评价。评价结果表明,发动机总体性能评价的最后分值为7.85,总体性能一般。实际表现在单杠发动机样机的整机高度超出传统发动机约2个活塞行程,外廓尺寸较大,不利于搭载,限制了其适用范围,同时,样机实验过程中,液压泵的容积效率低,机械能向液压能的转换效率低,说明机械结构和液压配流系统有待进一步改进和完善。该研究为机械结构改进和性能优化提供了理论依据。     

发动机活塞温度场的三维数值模拟

建立了活塞三维有限元模型,论述了活塞热分析的理论基础,通过理论计算确定某发动机活塞热边界条件,利用有限元分析软件进行温度场数值计算,得到活塞的三维温度场分布情况,为活塞的结构设计和改进提供了重要依据.     

CPICP阀式配流系统工作特性的实验研究

提出了约束活塞型内燃式水泵的概念和它的工作原理,对其阀式配流系统进行了动力分析。为了证实仿真模型可以作为约束活塞型内燃式水泵性能分析和其它系统性能比较的依据,对其阀式配流系统的工作特性进行了实验研究,并对此阀式配流系统工作特性的实验结果和仿真结果进行了对比分析,分析结果发现误差在6%以内。实验表明,在油门开度相同的情况下,随着转速的增加,出水阀的压力变化平稳,而出水阀的流量明显增加;在转速相同的情况下,随着油门开度的加大,出水阀的压力明显增加,而出水阀的流量变化不大。实验结果与仿真结果非常接近,可以说明有关的理论分析计算是正确的,仿真模型可以作为约束活塞型内燃式水泵性能分析和其它系统性能比较的依据。     

直列三缸发动机电控系统怠速控制策略研究

以自主开发的直列三缸发动机电控系统为例,研究了发动机怠速控制系统的硬件组成,探讨了怠速控制策略.Matlab/Simulink仿真表明:起动和暖机工况采用开环控制、暖机后工况采用闭环控制、对闭环控制采用模糊控制是一种有效的怠速控制方法,能使发动机转速稳定在怠速目标转速.     

内燃机活塞三维热分析

介绍高温状态下内燃机活塞的热分析原理,利用有限元法计算活塞温度、热变形和热应力,建立活塞三维热分析有限元模型和相应热边界条件,给出了活塞温度分布、综合应力和综合变形,提出对活塞设计的合理结论。