面向场景的航空发动机基于模型的系统工程设计

在分析当前主流基于模型系统工程(MBSE)设计方法的基础上,针对商用航空发动机研制的复杂性及其系统设计中需求分析与物理模型交互难的问题,提出一种面向航空发动机全生命周期运行场景的MBSE设计方法.结合商用航空发动机设计研发特点,构建了一套面向全生命周期运行场景的MBSE设计流程,基于发动机全生命周期运营阶段、内外部环境、状态模式3个维度组合的场景全面捕获系统需求;基于可扩展标记语言的数据交换格式,对SysML模型和Modelica模型转换技术进行研究,实现了从需求模型到物理性能模型的转换,从而支撑基于同一架构开展系统功能和性能设计,进而建立面向商用航空发动机运行场景的一体化多学科仿真环境,实现对商用航空发动机研制需求的闭环验证.以某型号大涵道比涡扇航空发动机的地面起动场景为例,验证了所提方法和技术的可行性与有效性.     

多尺度化基本尺度熵及其在故障诊断中的应用

针对机械故障振动信号非线性、非平稳性等特点,提出了一种新的时间序列复杂性度量的方法—多尺度化基本尺度熵(Multiscale base-scale entropy,MBSE)。MBSE是基于基本尺度熵(base-scale entropy,BSE)而定义的,BSE可以对时间序列复杂性和无规则程度进行度量,而MBSE则在BSE的基础上引入了尺度因子,是对时间序列在不同尺度因子下复杂性的量度,包含有更多时间模式信息。介绍了BSE和MBSE的概念,并将其应用于滚动轴承故障振动信号复杂性度量中,由此提出了一种基于MBSE和相关向量机的滚动轴承故障诊断方法。实例分析表明该方法能有效地提取故障特征,实现故障类型的诊断。     

发动机气门动力学特性的研究

建立了一套发动机气门动力学特性测试系统。该系统基于NI(NATIONAL INSTRUMENTS)公司的数据采集卡和Labview软件开发平台,实现了实时显示和保存发动机气门动力学特性的功能。该试验系统可动态测量气门速度、加速度、位移和落座力,可判断气门是否飞脱、落座反跳,为后续的分析工作设计改进提供了基础。     

基于改进设计故障模式集成的PECVD优化设计

设计故障模式及后果分析(DFMEA)能够在设计阶段充分考虑故障模式对产品功能的影响,从而提高产品设计的可靠度与安全性。但现有DFMEA的研究和应用缺少对多重条件约束的考量。基于此提出了优先理想矩阵与DFMEA集成的模型,将性能、成本、时间及其改进的余地运用到FMEA的严重性评价中。并且将此方法应用到等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)的设计中,提出了PECVD优化设计的流程和DFMEA计算模板。结果表明,此方法能够有效的进行PECVD故障原因与影响分析,及其系统优化设计。     

一种新型可变气门驱动系统的研究

本文首先提出一种新型的基于高速开关阀的可变气门驱动系统,详细介绍该系统的结构和工作原理。其次,为了研究该系统的动态特性,建立该系统的动态数学模型。通过AMESim的动态仿真,分析关键结构因素对该系统动态特性的影响规律,表明新型可变气门系统可用于4000r/m发动机气门的驱动。最后,提出了有效改善该系统动态特性优化措施,通过改善该气门驱动技术,其将可用于6000r/m汽车发动机气门驱动。     

伊顿在上海车展亮相四款重量级产品

伊顿因其发动机空气管理而闻名世界。在过去的80年来,伊顿始终是发动机气门和气门驱动产品的最大生产商之一,其气门和气门驱动技术被世界各地的汽车制造商选中来提高燃油经济性和发动机整体性能。主要产品包括:发动机气门、液压挺柱及滚子摇臂、可变气门驱动系统、发动机停缸技术、油泵挺筒等。日前,动力管理公司伊顿在第十六届上海国际汽车工业展览会上展示了12挡机械式自动变速箱、车载加油油气回收系统、气缸停缸系统和基于4挡变速箱的纯电驱动系统等。     

基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹配

本文首先分析可变气门升程发动机的原理及特点,其后根据我司某自然吸气发动机的试验数据建立GT-POWER仿真模型进行并进行校核,然后基于可变气门升程的原理对该发动机模型进行了修改,并计算了不同工况下的最佳升程及气门正时。最终结果表明,在达到动力性能目标的前提下,中低转速的燃油消耗率较原机得到了较好改善,初步达到了改进的预期效果。     

自制气门座跳动检具的设计

发动机是汽车的心脏,其动力性能直接关系到汽车的综合性能指标。而发动机气门座的光滑平整,有利于气缸内气体的密闭,从而保证发动机功率的持续稳定,否则可阻滞气体流动,造成尾气排放时的气体循环现象,并延长尾气对气门座的高温氧化熔蚀时间,形成斑点凹陷,导致气缸封闭不严,功率下降。因而,气门座的跳动检测尤为重要。本文介绍一种根据气门工作原理设计制造的气门座跳动检具(见附图)。气门的往复运动以气门杆为定位基准,所以气门座跳动检具同样以定位杆7(标准气门杆)为定位基准,根据气门工作角度确定千分表1与定位杆7的角度(一般为45°)。为…     

康明斯发动机喷油器和气门的调整方法

康明斯发动机采用其独有的PT燃油系统,喷油器控制进入气缸的燃油,气门则控制发动机的进、排气;同时,喷油器和气门的调整在调整顺序和方法上又是相互关联的。只有正确地做好这两项调整,才能使发动机正常地运转。现以应用在工程机械上的NT(A)855和KT(A)-1150型发动机为例,介绍两种调整喷油器和气门的方法。     

采用改进粒子群算法的优化电液无凸轮气门机构控制研究

针对发动机气门无凸轮驱动控制精度较低问题,采用改进神经网络控制电液无凸轮气门机构,并对控制效果进行仿真验证.设计了电液无凸轮机构驱动系统,建立了发动机气门动力学模型.采用两个径向基神经网络控制液压伺服阀运动,引用粒子群算法并进行改进,将改进粒子群算法用于优化神经网络结构参数.采用Matlab软件对电液无凸轮气门机构运动结果进行仿真,并且与有凸轮气门机构结果进行对比.结果显示:优化前,控制气门升程、速度和加速度产生的最大误差分别为5.8×10~(-2) mm,8.7×10~(-2 )mm·s~(-2);优化后,气门控制升程、速度和加速度产生的最大误差分别为3.5×10~(-2) mm,4.8×10~(-2 )mm·s~(-2).采用改进神经网络控制电液无凸轮气门机构,能够较好地实现对气门升程和正时的控制.     

4NC2A型柴油机气门下陷量的确定

气门下陷,过大、过小均会给发动机带来不良影响.文章以4NC2A型柴油机为例,介绍了通过凸轮升程、挺杆、摇臂和气门之间运动规律计算气门升程,再根据气门升程与活塞位移之间关系得到他们之间的最小运动间隙.并据此判断发动机气门下陷,是否合理的方法.     

一种新型的电驱可变气门正时系统

本文介绍了一种新型的电驱可变气门正时系统,其通过执行电机直接调整发动机凸轮轴的相位,实现气门正时的精确控制。该系统可克服传统液压驱动的可变气门正时系统(VVT)受润滑系统油压影响的缺点。CAE分析表明该系统具有结构紧凑、功耗低、响应快的优点。     

发动机可变气门正时系统冷试检测研究

论述了发动机可变气门正时系统的工作原理,介绍了可变气门正时系统冷试检测的条件与原理,并对检测案例进行了分析。通过研究,总结了发动机可变气门正时系统冷试检测时的常见问题与应对方法。     

基于MBSE的航天器建模应用研究

为了加强基于模型的系统工程(MBSE)在航天器研制生产中的推广落地,本文基于MBSE的开发流程和方法,对火灾卫星航天器的任务分析、任务上下文、需求、接口、行为等方面进行了建模分析,最后,通过对模型的集成仿真验证,验证了模型的逻辑合理。结果表明,相较传统的基于文档的系统工程方法,MBSE可以更好地确保航天器设计过程中设计信息的一致性,提高工作效率,降低航天器研发成本,加速推广应用。     

浅析气门油封自紧弹簧检测系统

目前国内车企均是人工检查气门油封自紧弹簧,安装一台缸盖至少需要检查12个气门油封弹簧(三缸发动机),效率低且易出错。文章介绍一种气门油封自紧弹簧的检测系统,每次可以同时检测8个气门油封,该系统可替代人工对气门油封自紧弹簧进行100%在线检测,高效稳定,满足生产要求。     

发动机气门间隙(机械式挺杆)测量与应用

介绍了发动机气门间隙(机械式挺杆)测量系统的原理,以及硬件平台和软件设计中的关键技术,通过对模拟信号的采集和处理分析,结合虚拟的测量软件,计算得出准确的气门间隙,以供选择不同级别的机械式挺杆进行装配。     

膜片弹簧离合器盖总成DFMEA应用研究

DFMEA(设计失效模式及影响分析)是一种管理方法在产品设计中的应用,可以实现从设计源头控制产品的质量。以某混合动力轿车匹配离合器设计开发为例,分析了DFMEA的应用方法,建立了离合器盖总成设计的DFMEA模型。利用建立的DFMEA模型,对初始设计方案中的膜片弹簧进行DFMEA分析,首次应用风险矩阵(Risk Matrix)和危害度SO进行风险评估,对膜片弹簧大端凹口连接分离指窗孔处出现断裂的潜在失效模式进行改进并对其进行有限元分析,并最终通过结构改进避免了潜在失效模式风险的发生,从而验证了在产品设计时使用DFMEA能够有效预防潜在失效模式的发生。     

奥迪汽车FSI发动机可变气门技术解析

可变气门技术是一种有效提高发动机性能和经济性的技术。文中在介绍汽车发动机可变气门技术的发展状况以及类型的基础上,主要分析了奥迪汽车FSI发动机可变气门系统的结构和原理:可供相关从业人员参考。     

基于Ricardo VALKIN和VALDYN的气门系运动学与动力学分析

为了发动机性能开发达标,基于Ricardo VALKIN和VALDYN分别建立了直推式气门系运动学和动力学模型,经校准,分析了其输出,并且结合设计指导数据评价了其输出。分析和评价表明:运动学设计(气门升程、速度、加速度)符合性能和运动学要求;动力学设计不会发生破坏性的飞脱、反跳、浪涌以及磨损,并且弹簧疲劳寿命达标。最后,热力学开发和400h发动机可靠性试验验证了模型校准原则、VALKIN和VALDYN用于气门系分析以及评价标准的可行性和正确性。     

丰田发动机Valvematic系统的分析

丰田Valvematic系统是连续改变气门升程和气门开启持续角度的系统,除了上述功能,该系统还与电子节气门系统配合使用,共同实现进气量的控制。近年越来越多的丰田发动机加装了此系统,该系统进一步将发动机的动力性、经济型和排放性的潜力发掘出来。本文介绍了此系统的工作原理和故障排除方法,为汽车技术人员排除此系统故障提供了参考。