发动机缸内摩擦副组件性能数值模拟与试验研究

为降低发动机能耗及排放,提高机械效率,对发动机缸内活塞摩擦副组件性能进行了有限元数值模拟,并研究其动力性、机油耗、噪声等指标.通过数值模拟与分析,对比了发动机的机油耗、窜气、机械效率等性能.模拟和试验研究表明,该数值模拟方法可准确地分析活塞摩擦副组件的性能;影响发动机机油耗的主要因素为运行过程中的刮油作用与蒸发作用,而环槽的粗糙度值在降低发动机漏气量的因素中具有不可忽视的作用.     

柴油机活塞环组动力学特性分析及多目标优化设计北大核心CSCD

以一款非道路柴油机为研究对象,结合实测活塞温度场建立了活塞环组动力学仿真模型,并通过漏气量和机油耗试验研究验证了模型的准确性。通过正交试验设计进行析因分析,选定顶环开口间隙、二环侧隙、顶环和二环切向弹力作为决策变量,引入支持向量机的帕累托多目标优化算法,以降低柴油机漏气量和机油耗为优化目标,通过K-means聚类算法得到3种优化方案。与原机相比,方案A的漏气量降低了3.69 L/min,降幅达23.50%,而机油耗只减少了0.27 g/h;方案B的漏气量和机油耗分别降低了2.55 L/min和0.49 g/h;方案C的漏气量只减小了1.39 L/min,但机油耗降低了0.44 g/h,降幅达12.05%。研究结果表明适当减小顶环开口间隙和二环侧隙和合理的切向弹力可以有效减小漏气量和机油耗,优化结果可为高效清洁的柴油机活塞环组设计提供理论依据。     

模拟软件在内燃机零部件开发中应用

本文结合主机厂提供的待开发内燃机的参数,利用AVL Excite Piston ＆ Rings软件对新开发机型的活塞动力学和环组动力学进行模拟并计算内燃机的漏气量和机油耗。通过计算结果从而对内燃机的漏气量、机油耗等性能进行预测或改进设计,更好地辅助新机型的开发。     

高负荷柴油机锻钢活塞的研究开发

为满足新型发动机高负荷的要求,开发了摩擦焊接成型的锻钢活塞。试验表明,摩擦焊接锻钢活塞较铝合金活塞有效的降低了发动机的漏气量、机油耗,提高了发动机的可靠性,可成功的应用于中重型柴油发动机。与整体锻钢活塞相比,摩擦焊接锻钢活塞在降低漏气量等方面也有着显著的效果。     

模拟缸盖工艺对无缸套机体缸孔变形影响分析

缸孔变形是导致发动机机油耗高、漏气量大的主要原因之一.为减小缸孔变形,以某中型无缸套发动机为研究对象,建立机体-缸垫-缸盖一体化计算有限元模型,进行缸孔变形分析,设计模拟缸盖工艺及工装.对模拟缸盖加工工艺与普通加工工艺进行样件测量验证.结果表明,采用模拟缸盖加工的缸孔圆柱度明显改善,可有效减小缸孔变形量.     

小型农用柴油机最低油耗运转控制的研究

小型柴油机在农业机械中占有重要地位,故对其经济性的要求较高。本文以农用发动机油耗率最低化为设定控制目标,直接反馈运转中的油耗率,寻求最低油耗运转的喷油正时的最佳控制。试制系统由轻油喷射量和喷油正时两种控制系组成,试验机为小型农用预燃室式单缸机。试验是通过改变发动机转速和扭矩进行的。通过实机试验来评价试制系统效果,并对欠缺之处寻求改进方案。     

柴油机排气门漏气故障诊断的试验研究

介绍了在２１０５和２１３５柴油机上进行的排气门漏气故障的模拟试验结果，讨论了排温，排烟，油耗量和气缸盖表面振动信号对排气门漏气故障的敏感性，揭示出柴油机气缸内燃烧压力、表面振动信号与排气门漏气故障之间的内在联系，并对振动诊断的频谱分析法和时序谱分析进行了综合对比。     

锻钢结构活塞的研究开发

介绍一种新型锻钢结构活塞，该活塞头部与裙部分别锻造，通过摩擦焊接方式形成一个整体。经三维有限元分析和试验验证，整体钢活塞与传统铝活塞相比，不仅具有更高的可靠性，同时对降低发动机机油耗、减少漏气量等方面均具有明显效果。     

匹配技术方案对国Ⅲ柴油机油耗影响

为了控制国Ⅲ柴油机燃油消耗率,从发动机与整车匹配技术方案的选择上着手,就EBP省油开关、省油电子风扇以及电子油门缓冲等技术方案对发动机油耗的影响进行了分析,并在汽车试验场完成了动力标定以及3种方案的功能标定和道路油耗对比试验,结果表明降油耗效果明显。     

优化活塞结构 降低柴油机机油耗

本文针对某型柴油机降低机油耗的要求,通过原因分析,对活塞组作了结构改进,借助Glide软件进行模拟对比分析,最后通过发动机台架试验进行了实践验证。得出最终结论:活塞的结构优化设计及摩擦副组的匹配是降低发动机机油耗的主要措施。     

基于AVL-P&R的某活塞环组仿真计算及优化过程研究

运用AVL Excite PR软件建立了发动机活塞环组/缸套仿真模型,通过改变环的主要结构尺寸参数和工作表面型线类型,对活塞环的磨损、窜气和机油耗等性能进行了对比分析。得到了影响活塞环工作性能的主要因素及影响规律,并提出了活塞环的优化方案。     

柴油机活塞参数对机油耗影响的研究

利用AVL Boost软件获得燃气温度、传热系数等热力学数据,采用AVL Excite PistonRings软件建立活塞和活塞环组的动力学仿真模型,通过试验实测柴油机的机油耗验证了模型的准确性。对仿真模型进行数值分析,得出活塞火力岸的刮油和蒸发是缸内机油耗的主要产生因素。通过对配缸间隙、环岸间隙和活塞销偏移量进行数值模拟分析得出最优方案。优化后模拟计算刮油量比原机降低了64.9%,试验实测整机机油耗降低了35.86%。     

柴油机活塞环组密封润滑分析

良好的密封和润滑是活塞环长期稳定运行的保障。在气密性仿真分析的基础上,建立了活塞环组的贫油润滑模型,提出了一种新的边界条件求解润滑模型。利用MATLAB仿真程序,完成了PA6—280柴油机活塞环组的密封与贫油润滑分析。结果发现,在密封性能良好的条件下,活塞环组处于一种非稳态的混合润滑状态,并且各个活塞环的润滑受先导环的润滑油供给情况影响很大。     

铝活塞机械加工中的质量控制

活塞在使用过程中,常发生气缸窜气、窜油、拉缸和环岸断裂现象,其原因与活塞在机械加工中的质量控制有密切关系,具体应注意解决加工活塞头部、裙部、销孔等时,与设备不协调所应起的误差。     

柴油机活塞环组密封润滑分析

良好的密封和润滑是活塞环长期稳定运行的保障。在气密性仿真分析的基础上,建立了活塞环组的贫油润滑模型,提出了一种新的边界条件求解润滑模型。利用MATLAB仿真程序,完成了PA6-280柴油机活塞环组的密封与贫油润滑分析。结果发现,在密封性能良好的条件下,活塞环组处于一种非稳态的混合润滑状态,并且各个活塞环的润滑受先导环的润滑油供给情况影响很大。     

探究增压直喷机型机油稀释的影响因素及解决方法

机油稀释现象是发动机常见的试验表象之一,尤其是增压缸内直喷汽油发动机,机油稀释较明显。机油发生稀释后会破坏机油使用性能,降低运动粘度,严重时还导致机油压力下降,零部件功能丧失,发动机可靠性下降。主要分析一款1.8L GDI缸内增压直喷发动机产生机油稀释的影响因素进而对机油牌号、机油温度、水温、SOI角度、曲轴箱通风系统、活塞漏气量、喷油器布置方式进行Benchmark分析及优化验证,为改善增压直喷发动机机油稀释现象提供解决方法,机油稀释包括燃油喷射稀释和机油挥发稀释,重点探究的方向是燃油喷射稀释。     

活塞喷油冷却的稳态数值模拟

本文利用CFD软件Fluent对活塞的喷油强制冷却进行了三维数值计算,模拟了活塞处于不同位置时,冷却机油在内冷油腔和活塞顶内壁空腔内的流动与分布,得到了不同位置时冷却机油在内冷油腔内的体积分数和质量流量。模拟结果为活塞冷却油腔的优化设计提供了依据。     

有效降低柴油机机油消耗率的设计改进

针对二种不同机型柴油机机油耗率偏高的问题,进行了试验分析,找出其主要因素。对活塞环及活塞进行了改进设计,并对气门导管的装配工艺作了改进,降低了柴油机的机油耗率,取得了令人满意的结果。     

活塞喷油冷却的稳态数值模拟

本文利用CFD软件Fluent对活塞的喷油强制冷却进行了三维数值计算,模拟了活塞处于不同位置时,冷却机油在内冷油腔和活塞顶内壁空腔内的流动与分布,得到了不同位置时冷却机油在内冷油腔内的体积分数和质量流量。模拟结果为活塞冷却油腔的优化设计提供了依据。     

三维有限元分析在发动机改进设计中的应用

为解决双缸水平对置风冷柴油机存在的活塞环粘结问题，首先对已知温度场的同类型的TY180F发动机活塞进行了三维有限元分析，以验证数学模型的正确性；然后建立了双缸风冷柴油机的三维有限元模型，按照TY180F发动机活塞的分析过程并充分考虑风冷柴油机传热的特点确定了传热边界条件，对活塞温度场进行了有限元计算和分析。最后根据计算结果对发动机冷却系统进行了必要的改进，试验结果表明改进后的活塞能避免活塞环粘结问题的发生。