8V60°柴油机平衡系统的设计计算及试验分析

本文针对采用平面拐曲轴和并列连杆的Ｖ型６０°夹角的８Ｖ柴油机整机平衡问题进行了 分析计算．根据系列化设计要求，选择了平衡块和双轴两种方案来平衡该机存在的不平衡的二阶 往复惯性力，对双轴平衡方案进行的试验表明；８Ｖ柴油机平衡系统结构合理，设计正确，整机振动 烈度达到了设计要求．     

V8发动机支架减振器的设计与试验分析

<正> 一、前言某八缸发动机采用60°气缸夹角和平面曲轴的结构,其主要问题是发火间隔不均匀和二次惯性力不平衡。发动机的输出端装有飞轮,减少了由于发火间隔不均而反扭矩随曲轴转速跳动量大而引起的振动;二次惯性力则采用了单平衡轴平衡,从直观感觉比没平衡机有明显的好转。但由于发动机运动件结构为主付连杆式,二次惯性力作用轨迹类似椭圆形并作非均速运动见图1,所以用单平衡轴的离心力——圆形均速运动力,来平衡二次惯性是无法全部平衡的。单轴平衡后余下的二次惯性力在惯性力方向不平衡量见图2,从图看出,虽然单     

涡轮活塞组合发动机循环分析

为适应大功率特种车辆的需求,提出一种“涡轮活塞组合发动机”,由一台增压中冷柴油机和一台燃气轮机组合而成,具有柴油机单独工作、燃气轮机单独工作和柴燃联合工作3种模式,可根据车辆工况需要采用相应的一种模式工作。这种发动机理应综合柴油机与燃气轮机的优点,具有较高的热效率和功率密度。介绍了该组合发动机的构成,分析其3种工作模式的理论循环,推导相应的热效率和比功的计算公式;在所设定热力循环参数下,计算该组合发动机3种工作模式下的理论循环热效率和比功;搭建涡轮活塞组合发动机GT-Power仿真模型,对选定的由功率相近的某一柴油机和某一燃气轮机组成的涡轮活塞组合发动机进行了额定工况仿真计算。计算结果表明：涡轮活塞组合发动机可以综合柴油机和燃气轮机的特点,是一种值得进一步研究的新型发动机。     

柴油机气缸—活塞组摩擦副摩擦功率的试验研究

本文论述了影响柴油机气缸—活塞组摩擦副摩擦功率的诸因素,解析了活塞组各组件摩擦功所占的比例,给出这方面的实测数据以及用回归法求得相应的数学表达式。对研究摩擦功率和机械效率有一定参考价值。     

存在动不平衡的旋转弹丸外弹道绕质心运动过程中引信惯性力分析

为了给引信安全性和可靠性设计提供准确的外弹道力学环境,应用刚体动力学理论,建立了存在动不平衡角且引信轴线与弹丸旋转轴线不平行的旋转弹丸在外弹道上绕质心运动时引信所受惯性力数学模型,得到了引信零部件因弹丸绕质心运动产生的惯性加速度在轴向、径向和切向分量的计算公式。应用ADAMS软件仿真验证了理论分析的可信性。由受力分析可知,当引信轴向运动零部件质心、弹丸质心与各轴线在同一平面内,且引信轴向运动零部件质心与弹丸惯性主轴的距离最大时,引信轴向惯性力和径向惯性力均比传统计算结果大幅度增加（算例155 mm口径火炮达到数倍）。通过仿真引信轴向运动零部件的运动过程可知,在周期性波动且波动幅度较大的各向惯性力作用下,即使径向惯性力与切向惯性力远远大于轴向惯性力,也不能阻止引信轴向运动零部件在轴向惯性力作用下向前运动。     

车用柴油机活塞在增压和扩缸条件下的运动轨迹研究

依据实验测得增压前后的燃烧气体压力,采用扩缸前后的不同活塞设计尺寸,根据流体动力润滑与活塞动力学理论建立数学模型,使用Newton-Raphson方法求解动力学模型,使用有限差分法和超松弛迭代法(SOR)求解平均Reynolds方程,研究车用柴油机的活塞运动轨迹和横向运动速度。结果表明：增压与扩缸后,活塞运动轨迹的摆动范围增大,横向运动速度也加大,从而增大了擦缸的可能性,也加剧了活塞对气缸的冲击;增压后活塞与气缸的润滑表面要求润滑油粘性有相应的提高;柴油机的增压与扩缸设计中,同时应当考虑增强气缸壁的抗擦伤能力。     

基于遗传算法的往复活塞式空气压缩机结构优化设计方法

提出了一种基于遗传算法的往复活塞式空气压缩机优化设计方法.该方法是以空气压缩机活塞直径、活塞行程作为设计变量,以空气压缩机功率损失最小为目标进行优化设计的,最终求得具有最小功率损失的空气压缩机部分结构参数.     

某型柴油机活塞销轴承磨损分析及表面型线设计

针对某型柴油机活塞销轴承初始设计方案在试验中出现的磨损问题,开展了活塞换热分析及活塞温度场仿真与试验对标。在此基础上进行热机耦合变形分析,发现活塞销轴承变形不协调是导致此类问题的主要原因。针对活塞销孔轴承进行热机状态型线匹配分析,开展了活塞销孔轴承热机耦合状态下的型线优化设计,通过仿真及试验验证了该型线优化方案的有效性。分析了桶形型线、指数型线及超椭圆型线对连杆小头衬套轴承载荷分布状态的影响,3种型线对比结果表明,指数型线和超椭圆型线可有效地改善连杆小头轴承载荷分布状态。     

液压自由活塞柴油机的做功影响因素分析

在研制的二冲程单活塞式液压自由活塞柴油机（HFPDE）原理样机试验平台上,通过对发动机压缩膨胀过程中活塞的受力情况的分析,得出了影响HFPDE指示功大小的主要因素为燃油预喷油量、燃油开始喷射时活塞的位置以及排气门开启时刻。为分析这些影响因素对HFPDE做功的影响规律,研究了不同喷油时刻及预喷油量对循环指示功的影响,发现燃油开始喷射时刻对HFPDE的指示功影响主要来源于压缩过程中活塞速度的波动。在工作压力为25 MPa工况下,预喷油量对循环指示功的影响主要表现为上止点的变化。展开不同排气门开启位置对HFPDE做功的影响规律研究,研究结果发现：排气门开启时刻越早,对应的平均指示压力越低,最终降低了发动机的热效率。     

单向阀响应对液压自由活塞柴油机特性的影响分析

介绍了所研制的液压自由活塞柴油机工作原理和结构特点;通过试验和理论分析相结合的方法,研究了单向阀响应性能对液压自由活塞柴油机液压能输出特性的影响;根据试验结果,提出了改善液压自由活塞柴油机液压能输出特性和优化燃烧过程对单向阀的响应要求.为进一步优化液压自由活塞柴油机工作特性提供了方向.     

隔热柴油机活塞热负荷研究

本文对150单缸隔热柴油机活塞热负荷进行了研究,以实测温度为边界条件,用二维平面、轴对称平面温度场专用计算程序,对隔热前后活塞温度场和热流作了计算,绘制出等温线图和热流图。研究表明,燃烧室表面喷涂陶瓷隔热层后,减少了高温气体向燃烧室壁的传热量,改善了活塞热负荷。     

重型车辆柴油机气缸当量漏气面积检测模型研究

针对非拆解状态下重型车辆柴油机压缩过程缸内漏气状况难以定量检测的问题,建立柴油机缸套-活塞环漏气过程的双环几何简化模型。通过分析压缩行程中缸内气体的流量与压力变化,推导活塞环当量漏气面积的数学表达式。分析缸套-活塞环热变形对漏气面积的影响,建立缸套-活塞环的当量漏气面积检测模型。利用柴油机保险期试验的拆解检测数据验证模型的准确性。结果表明：当量漏气面积计算结果与柴油机缸套磨损状况一致,与柴油机工况相关性较低,该模型能够较为准确地反映柴油机当前的漏气状况。     

高硅铝合金缸套材料摩擦学性能研究

采用坦克专用机油润滑的往复式摩擦磨损试验方法,分别进行喷射沉积高硅铝合金缸套材料与发动机成品活塞环材料摩擦配副的油品试验、与各类成品活塞环材料的摩擦配副试验。摩擦配副的油品试验结果表明,低温型油品润滑比高温型及通用型油品润滑的磨损量、摩擦因数均小;活塞环摩擦配副试验结果表明,高硅铝合金磨损量及摩擦因数均较小,其中与准126激光陶瓷活塞环、磷化YH31活塞环摩擦配副效果更优。分析表明,高硅铝合金的摩擦学机制是软基体上分布的高硬度质点相起到耐磨与支撑作用,软基体磨下的凹坑具有储油与润滑作用。     

新型柱塞式摆盘发动机力学特性分析

传统的活塞式摆盘发动机由于和摆盘连接处的受力和约束条件的复杂性,都没有从根本上解决此处振动噪声过大的问题,为了降低鱼雷发动机噪音,提出了一种新型柱塞式摆盘发动机。介绍了该新型发动机的基本结构与工作原理,分析了其力学特性,包括柱塞相对于缸体及摆盘的运动规律,在柱塞受力分析的基础上建立了柱塞的力平衡方程,结合柱塞式发动机的结构推导了柱塞最小含接长度与柱塞总长之比的关系式,为新型柱塞式摆盘发动机的结构设计提供了理论依据。该发动机在摆盘上没有约束机构,柱塞在工作过程中产生自转,可以起到改善润滑、减小摩擦和降低噪声的作用。     

3一D Finite Element Analysis of the Temperature Field，Thermal Deformation and Stress of Pistons in Diesel Engines

本文应用MARC有限元分析软件,采用三维有限元法计算大功率柴油机活塞在热载荷作用下的温度场和换热情况,并在此基础上分析活塞的热变形及热应力场,确定活塞失效的主要位置,从而为改进设计提供参考。     

对置式摆盘发动机空间机构振动力与振动力矩平衡研究

发动机振动力与振动力矩是鱼雷壳体振动的外激励因素,其幅值与频率的变化规律直接关系到鱼雷壳体的振动。本文从空间机构学角度出发,在对置式摆盘发动机结构与力学特性分析的基础上,推导出对置式摆盘机左、右各部分主轴、摆盘、连杆及活塞的惯性力与惯性力矩,然后分别研究其振动力与振动力矩的变化规律,并与单边布置的摆盘发动机进行比较,提出进一步的平衡措施与方法。该方法对发动机的结构与减振降噪设计具有一定的借鉴意义,同时可为研制新型鱼雷热动力装置奠定一定的基础。     

机油消耗量对增压柴油机排放影响的试验研究

在一台直喷水冷增压柴油机上,分别选择不同型号的活塞环和气门油封进行台架性能试验,测量机油消耗量及废气排放物．研究结果表明：选用刮油效果较好的活塞环和密封效果较好的气门油封,机油燃油百分比降低了73．2％;CO、HC和NOx等排放物均有不同程度的降低,但是变化幅度不大,而颗粒排放物则降低了26．9％,降低效果非常明显．     

等流量凸轮式轴向柱塞泵设计与特性分析

针对鱼雷斜盘式轴向柱塞泵的振动噪声问题,设计了凸轮式轴向柱塞泵这一新型结构的鱼雷燃料泵。通过分析其瞬态流量建立了等流量变分方程,求解方程得到凸轮型线。分析其动力学,得出柱塞与凸轮之间无硬冲击或软冲击,且柱塞组可以达到惯性力平衡和惯性力矩平衡。凸轮式轴向柱塞泵的以上特性从原理上保证了其具有低振动噪声水平,可用作未来的鱼雷燃料泵。