内燃机车柴油机缸内摩擦副与节能降耗

阐述了铁道内燃机车柴油机汽缸内摩擦副的摩擦磨损状况，以及采用适当的新材料、新工艺、新技术之后，在节能降耗方面可以产生的效益。     

内燃机缸内湍流运动数值模拟研究

本采用ｋ－ε双方程湍流模型，正交贴体曲线网格，对内燃机气缸内空气湍流运动进行三维数值模拟，采用ＲＥＺＯＮＥ技术解决了进气阀与燃烧室凹坑不同偏置问题，与此同时，对缸内流场进行了ＬＤＶ测量，并将测量结果与计算值进行比较，二吻合良好，从而证明了本所开发的软件和选用的模型是可靠的。     

利用Glide软件 优化设计活塞摩擦副组

本文结合发动机改进优化课题，对目前发动机摩擦副设计中面临的问题进行了阐述，并详述了活塞及其摩擦副优化设计的一套行之有效的方法。文章综合了有限元模拟分析计算(QAE)、Glide软件、发动机零部件温度场试验及经验设计等方法，建立了一套科学有效的活塞设计开发体系，进行优化设计，再结合发动机台架试验、活塞单项试验，进行试验验证，最后根据试验情况进行设计改进。     

四气门天然气发动机缸内瞬态流场数值模拟

采用K-ε双方程模型对四气门天然气发动机进气道及缸内的瞬态流场进行数值模拟,模拟了发动机进气、压缩及燃烧过程。结果表明：四气门发动机缸内涡流由外向内形成;缸内平均湍动能强度在进气冲程中总体呈先增大后减小的趋势,压缩冲程中耗散作用使湍动能降低,但挤流作用使气缸中部的湍动能升高;进气过程中存在流动分层,为改善小负荷时发动机性能,天然气应尽可能在进气冲程中、后期进入气缸;缸内涡流中心的位置和气流速度梯度对火焰径向传播的均匀性有很大影响。     

内燃机缸内空气运动的三维数值模拟

本文对内燃机进气和压缩过程中的缸内流场进行了三维数值模拟计算,得到了合理的结果.这些结果表明,从多维数值模拟,可以获得较大的信息量,能够较好地反映几何形状的影响.计算中发现,在进气过程后期和压缩过程中,燃烧室内的涡流中心存在着进动现象.由于燃烧室的偏置,挤流和涡流的相互作用将使燃烧室内的涡流呈现非对称结构;反喷或逆挤流主要集中在燃烧室边缘上.     

从AE集团看我国缸套摩擦副行业技术改造的方向

英国的AE集团是生产发动机（往复式发动机和转子发动机）、压缩机,燃气轮机和泵的种类繁多的配件的最著名、最大的跨国公司之一。集团职工总数14,590人,固定资产总值2亿1 千 1百万英镑,总部设在英格兰的拉格贝（Rugby）。 AE集团总部下属的50余家公司分属集团的缸套摩擦副、变速箱、轴瓦、燃气轮机、气门座圈配件和综合工业品等7个分部管理。应着重指出的是集团下设的AE开发公司是集团从事新产品、共性工艺技术和新的专用设备开发的中坚。从这里,新产品及其与之相关的新材料、新工艺、新设备不断地开发出来,在短期内即可转让,扩散到下属的公司组织批量生产,及时地供应市场,满足新型主机的配套需要。     

内燃机缸内零件系统传热的计算机模拟进展

本文综合介绍了内燃机缸内零件系统传热计算机模拟的国际和国内现状，并介绍了作者目前正在进行的缸内耦合三维零件系统传热的研究情况。由于缸内零件传热的计算机模拟是未来内燃机虚拟设计的关键技术，因而有必要对缸内零件的分析历史和现状进行综合探讨。     

自由活塞发动机关键设计参数及其性能的仿真优化研究

针对拟开发设计的用于混合动力汽车的自由活塞发动机-发电机系统,对其自由活塞发动机的关键设计参数(活塞组件质量、压缩比、点火提前角及其经济性和动力输出特性),进行了仿真优化研究。研究结果表明:经参数优化后的自由活塞发动机标定功率为7.42 kW,相比原机的标定功率提高了1.17 kW;最低燃油消耗率为313.4 g/(kW·h),相比原机节省燃油34%。     

改善活塞摩擦特性 提高发动机性能

从摩擦磨损的机理出发,探讨了在活塞气缸摩擦副之间人为建立“第三物体”的方法,根据铝活塞材料的晶体结构特点,巧妙地利用化学热处理方法,改善了活塞在气缸内运动时的摩擦学特性。证明了改善活塞的摩擦,可以缩小活塞缸间隙,提高发动机的性能,利用台架发动机拉缸试验,对新的活塞进行了极为严格的考核,在节能和排放两个方面取得了满意的效果。     

汽油发动机燃用LPG的燃烧性能数值模拟及试验研究

应用GT-POWER软件和化学动力学软件CHEMKIN建立了汽油发动机工作过程计算模型,并用试验结果进行了验证。在此基础上对汽油发动机燃烧LPG时的动力性能及经济性能进行了变参数研究。模拟结果表明,在相同工况条件下,随着压缩比的增大,燃用LPG发动机的经济性和动力性能都有所提高,但同时爆震指数也相应增加。随着空燃比的增加,发动机的经济性能和动力性能均先提高后降低,空燃比对缸内层流燃烧速度和绝热火焰温度影响较大。     

液-液射流雾化的数值模拟与实验研究

建立了液-液雾化机理的数值模拟平台与实验研究平台,对水在非相溶溶液中的喷射雾化机理进行了研究。应用VOF-CSF多相流模型对雾化过程进行了数值模拟,并在相同工况下进行了实验验证和对比。研究表明,所建立的数学模型能成功地模拟连续射流雾化过程,与实验结果取得了非常好的一致性。通过数值模拟和实验相结合的方法,对雾化过程中的射锥高度、射流速度、非相溶介质流速等关键因素的影响进行了探讨,获得了相应的规律:在确定的雾化条件下,雾化液滴粒径呈现出离散性;液滴的运动方式随射流速度的增加由规则逐渐过渡为紊乱;射流速度为3.5 m/s与非相溶介质流速为0.18 m/s时,雾化射锥高度变化趋势发生转变。本文的研究结果对认识液-液射流雾化机理以及相应的工程应用,具有重要的指导意义和实用价值。     

活塞–缸套摩擦副状态表征参数选取方法研究

建立柴油机试验台架采集数据,对机体表面振动信号进行时频分析,探明不同激励源与机体表面振动信号的关系。选取变分模态分解（variational mode decomposition, VMD）算法对振动信号进行分解,提取各分量的表征参数。通过探究转矩、转速、润滑油温度及配缸间隙与各表征参数的相关性,初步确定相关性强的表征参数集。通过多评价准则对上述表征参数集进行分析,最终得出贡献度最高的表征参数为本征模态函数（intrinsic mode function,IMF）1的标准差、均方频率、峭度、最大奇异值、频域积分和IMF6的脉冲因子、标准差、重心频率、频率方差及最大奇异值。     

二甲基醚喷雾数值模拟与实验研究

基于KIVA程序对二甲基醚(DME)的喷雾特性进行了三维数值模拟,利用高速摄影机在定容室内对喷雾过程进行了深入的实验研究．分析了环境背压、启喷压力、喷孔直径等因素对喷雾特性的影响．比较和分析了喷雾特性的模拟结果和实验数据,并将二甲基醚的喷雾特性与柴油进行对比．通过研究,获得了DME喷雾锥角、贯穿距和索特平均半径随喷射、环境条件变化的一般规律．     

静态油气分离器数值模拟及试验研究

研究了应用于燃气轮机润滑系统中的静态油气分离器,其无需外部动力、结构紧凑且分离效率高。通过对静态油气分离器的内部气相流场进行数值模拟,得到不同进气速度、不同进气腔和本体间通道数目,找出内部速度场的分布,确定分配器喷射速度应控制在40m/s以下。通过试验调整分离器本体中滤网的层数和滤网处速度大小,得到其对分离效率和阻力损失的影响,滤网处流速应在5～6m/s为宜。工程设计中综合应用惯性分离和过滤捕集两种方法,采用多种类网组成的多排过滤器,能够强化油微粒收集能力,设计出总体性能优良的产品。     

声波诱导湍流的实验研究与模拟计算

为了研究声波特性对流体流动的影响,搭建了声波与流体流动的实验平台,研究了调制声波频率和声压级等因素对流速的影响.利用Comsol软件对声场与流场进行数值计算,分析了流速实验值与计算值之间的相对误差.结果 表明:声压级＜125 dB时,声波不论与流体同向还是逆向对流速均无影响;当声压级在125～＜132 dB,且声波与流体同向时,随着声压级的增大,流速脉动幅值变化减弱,强化了流体层流状态;当声压级在132～155 dB时,随着声压级的增大,流速脉动幅值增大,声压级达到153 dB左右时,流速脉动幅值产生爆发性增长从而引发湍流激变.声波与流体逆向时,当声压级在125～＜145 dB,随着声压级的增大,流体脉动幅值先增大后变化缓慢;当声压级在145～155 dB时,随着声压级的增大,流体脉动幅值增大,在相同声压级条件下,随着声波频率的增大,流速脉动幅值变化缓慢;声波与流体同向时,声波频率对流体流速基本无影响;声波与流体逆向时流速脉动幅度的增长率要比声波与流体同向时低.     

苹果差压预冷包装箱的传热数值计算与实验研究

针对苹果差压预冷问题，建立了预冷过程包装箱的传热模型，分别采用数值计算和实验的方法进行了研究。实验表明，本文建立的传热模型是可靠的。这种数值计算方法为实际工程苹果差压预冷系统的优化设计提供了理论依据。     

内燃机活塞环-缸套擦伤的理论分析与试验模拟

基于模拟试验和理论分析研究了活塞环－缸套的擦伤问题,测量了在不同的内燃机转速、润滑油及环境温度下发生擦伤的载荷及表面本体温度。根据试验结果通过混合润滑分析确定了发生擦伤时的微凸体承载量,并以此为基础采用Ｂｌｏｋ公式计算了微凸体瞬现温升,首次定量确定出了活塞环－缸套发生擦伤时的表面接触温度,建立了活塞环－缸套发生擦伤时的临界膜厚比准则     

烟气脱硫吸收塔反应过程的数值模拟及试验研究

以鼓泡式脱硫塔为例,采用双膜模型对烟气脱硫过程进行了数值模拟,并与试验结果进行了比较。结果表明:影响鼓泡式脱硫反应过程的主要因素有烟气中SO2含量、吸收液浓度、气体温度、pH值及喷管浸入深度等;在运行中应保持pH值>8和浸管深度>200mm,且吸收液浓度4.5%左右较为合适.同时,脱硫效率对入口烟气温度变化敏感,入口烟气温度越低,脱硫效率越高.通过对这些因素的分析,有助于脱硫装置的运行优化.