4气门汽油机缸内滚流运动的LDA实验研究

４气门汽油机是车用汽油机主要的发展方向，其缸内空气运动的主要形式划滚流，与传统２气门发动机缸内的涡流运动不同，本用ＬＤＡ在一台单缸４气门汽油机上测量了缸内滚流运动，并借助于多维数值模拟计算了滚流的形成和演变规律，研究了规律的湍流特征。研究指出，滚流形成于压缩过程初期，以后随活塞动得以维持和发展；它在压缩末期衰减，畸变和破碎，使燃烧室内湍流强度显增加。     

新型非接触式电涡流位移传感器

新型非接触式电涡流位移传感器采用非接触式电涡流位移传感器，通过连接电缆、趋近器和监测器来检测旋转机械转轴的振动，目前在国内外已作为一项标准技术，得到了广泛的应用。与传统的电涡流位移传感器相比较，该探头的特点是：１．使用方便。检测旋转机械振动信号与被测...     

轴表面误差对转子动平衡精度的影响

在利用电涡流非接触式位移传感器测量汽轮发电机组的轴承振位移时,测得的信号中含有因轴加工误差和轴表面缺陷形成的表面误差成份。     

天然气发动机进气及压缩过程三维仿真分析

为研究天然气发动机缸内气流运动及天然气混合规律,利用Hypermesh和AVL Fire软件对发动机的进气和压缩过程进行三维仿真,计算进气与压缩过程的流线分布和天然气质量分数分布。结果表明：进气过程中,滚流主要沿气缸纵向变化,随着高速气流流入,在气门下方生成2个滚流区,进气道一侧的滚流较远离进气道一侧的大,在活塞运行到下止点时滚流能量耗散,被涡流吸收;进气过程中,涡流主要沿气缸横向变化,在气缸顶部形成众多无规则的小尺度涡流,气缸下部气流趋于稳定,形成稳定的大尺度涡流;压缩过程中主要产生是滚流、挤流和湍流,活塞上移,涡流运动加强,形成较大尺度的滚流,活塞顶部接近气缸顶部时,产生挤流,挤流运动可以增加上止点附近的湍动能。     

大型轴类电跳动在位测量系统

提出了一套大型主轴跳动在位测量系统,通过设置激光位移传感器、电涡流传感器和霍尔传感器,获取主轴跳动相关信息,然后经去直流分量、小波去噪、消除回转误差和信号分离等信号处理,可获得精确的机械跳动和电跳动信息。特别是本系统可以初步消除机床回转误差,实现电跳动的在位测量,大大提高了测量效率和测量精度。最后,实验验证了该系统的可行性。     

缸内涡流比对冷起动燃烧火焰的影响探究

针对汽油发动机冷起动存在的燃烧不稳定、燃烧效率低的问题,基于单缸可视化发动机在冷起动工况下调节进气涡流,通过分析缸内燃烧火焰特性来探究增强进气涡流对发动机循环波动及输出功率的影响。试验所用发动机为单缸四气门(两进两出)缸内直喷汽油机,其中一个进气道加装有涡流控制阀,通过将一个进气道关闭或者开启来改变缸内涡流的强度。利用高速相机从活塞上的光学通道得到发动机缸内的火焰传播图像,并计算火焰传播面积,提取火焰边界,获取火焰中心速度及火焰扩散速度等信息,同时也利用燃烧分析仪对缸内压力、燃烧放热率等特性进行同步测量和记录,通过多角度的对比和分析揭示缸内燃烧状况与发动机宏观性能的相关联系,有效地发掘了在不同涡流强度下缸内火焰的传播特征。研究结果从缸内燃烧火焰的角度解释了提高涡流比能够很好地提高冷起动的燃烧稳定性,促进发动机缸内燃烧。研究表明,早期火核分布越集中,波动越小,后期循环波动就越小。试验结果还表明,由缸压计算的瞬时放热率与火焰面积存在很好的线性关系。     

对置活塞二冲程汽油机活塞运动相位差的匹配

通过对对置活塞二冲程缸内直喷汽油机的活塞运动规律、扫气过程及缸内工作过程进行数值模拟,研究了对置活塞运动相位差对扫气过程、混合气的形成和燃烧过程及整机性能的影响。研究结果表明:活塞运动相位差影响活塞相对运动规律的同时,直接影响扫气正时和有效压缩比进而影响扫气过程、缸内工作过程和整机性能及对置活塞非对称做功特性。随着活塞运动相位差的增大,扫气效率增大,火焰发展期和快速燃烧期增大,循环指示功先增大后减小,在相位差为15°曲轴转角时达到最大值。综合相位差对扫气和缸内工作过程的影响,在15kW、6 000r/min、全负荷工况时最佳活塞运动相位差为15°曲轴转角。     

4气门柴油机进气道及缸内流动特性的研究

介绍了直喷式柴油机的4气门进气系统。通过进行螺旋气道与变截面切向气道的组合试验,分析了不同流通截面等因素对气缸内涡流的影响。用热线风速仪测量缸内空气运动。讨论了2个进气道和气缸内的流动规律,探讨了最佳涡流效果的4气门进气系统的设计原则,提出了评价指标和方法。     

内燃机缸内全流场PIV测速系统

本文针对内燃机缸内气流运动研究需要，在国内首次开发研制出一套内燃机缸内全流场ＰＩＶ测速系统。该系统具有全透明的气缸体和活塞，激光器发光孔可３６０°旋转，配以灵活的光路调节装置和拍摄装置。可对内燃机整个工作范围内的缸内流场进行全视野测量。     

压力自适应活塞在船用发动机上的试验与仿真研究

为兼顾发动机低负荷热效率和高负荷爆震倾向,研制了一种适用于高压缩比的压力自适应活塞。采用试验研究方法在发动机台架上测试了压力自适应活塞对发动机性能的影响,在此基础上采用数值模拟的方法建立了发动机工作过程数值计算模型和爆震模型,研究了活塞头部位移和活塞对缸内压力、燃烧循环波动、燃油消耗率的影响及活塞的爆震抑制性能。台架试验和仿真研究结果表明：通过提高压缩比,在负荷较低时,活塞头部无位移或位移较小,缸内压力相较原机有所提升,燃油消耗率相较原机有所降低,如25%负荷工况下的燃油消耗率相较原机降低了6.67 g/（kW·h）;在负荷较高时,活塞头部位移较大,降低了过高的缸内压力和压力升高率,爆震得到有效抑制,峰值压力循环波动系数的最大降幅为1.11%,100%负荷工况下的爆震诱导时间积分相较原机降低了0.19。     

内燃机缸内积炭及进气涡流强度对局部瞬态传热的影响

通过实验研究了内燃机缸内积炭及进气涡流强度对局部瞬态传热的影响，并测量了气缸盖鼻梁区和活塞燃烧室表面的瞬态热流，结果表明燃烧室受热表面积炭层的存在对工质与燃烧室各零件间的瞬态传热表现出强的闭塞作用。     

四气门柴油机缸内涡流形成过程试验研究

在稳流模拟试验台上,利用研制的缸内三维流场测量装置,运用热线风速仪测量了四气门柴油机缸内不同高度横截面的三维流场,通过对大量试验数据的分析,揭示了四气门柴油机缸内涡流的形成过程及气门开度对其影响的变化规律。四气门柴油机缸内涡流主要由气缸周边处的强气流产生;缸内主涡流出现在两进气道气门的下方,随气门开度的增大而增强;副涡流出现在远离进气门一边,随气门开度的减小而减强。当缸内空气主涡流动量矩流率与缸内空气总动量矩流率近似相等时,就形成了始稳面,始稳距离随气门开度的减小而增大。     

内燃机缸内压力与燃烧噪声

利用小波包分析提取缸内压力和测量噪声的时频信息，结合频谱分析技术，对缸内压力和测量噪声特性进行了研究．结合缸内压力和测量噪声的传递函数及相干分析，讨论了测量噪声各频带活塞拍击噪声和燃烧噪声的情况，并对缸内压力和燃烧噪声各频带所占能量进行了计算和研究．结果表明，通过缸内压力和噪声的时频及频谱分析，能获取更加详细的燃烧噪声和活塞拍击噪声信息，为燃烧噪声的分离以及机理研究提供了技术支撑．     

利用神经网络诊断内燃机失火故障的研究

提出了一种基于飞轮转速波动信号结合神经网络进行内燃机失火故障诊断的方法。对电涡流位移传感器拾取的飞轮位移信号直接进行时域采样,通过软件快速处理可以获得足够测量点数和测量精度的内燃机转速波动信号。ＢＰ神经网络以此作为输入向量,可以快速准确地对内燃机失火气缸进行识别和定位。试验结果表明,该方法具有良好的效果和工程实用性,抗噪声干扰能力和工况适应性很强,并能满足实时诊断的要求。     

可变涡流对稀燃二次喷油火花点燃式发动机性能影响的研究

主要研究了火花点燃式发动机采用二次喷油技术实现稀薄燃烧时，可变涡流对燃油经济性的影响情况。研究结果表明，在负荷和涡流比较大时，采用较小的二次喷油比例可获得较好的燃油经济性。而在缸内不存在涡流运动时，则须采用较大的二次喷油比例才能获得较好的燃油经济性。在缸内气体存在一定强度的涡流运动时，发动机的比油耗随二次喷油正时的变化呈波动状变化；当涡流比为0时，喷油正时对发动机油耗率的影响则与有涡流运动存在时的情况明显不同。这说明涡流运动对二次喷油在缸内的分布存在明显的影响。     

发动机气缸内涡流比的预测及紊流强度变化规律的研究

本文以稳流模拟试验台上的试验结果为依据,建立了涡流比计算模型,并在拖动发动机上进行了验证。在稳流模拟试验台和拖动发动机试验台上,对缸内的空气运动速度和紊流强度的变化规律进行了研究。试验结果表明,涡流转速越高,紊流强度也越强,并且它们衰减得也越快;在压缩过程中,平顶活塞几乎不产生紊流;在上止点附近,压缩容积的形状对紊流强度有很大的影响。     

多传感器数据融合技术在气门动态特性试验中的应用

压电式加速度传感器的漂移问题在气门动态特性试验中难以避免。气门加速度信号的微小漂移,将导致积分的速度信号严重失真。试验采用压电式加速度传感器和电涡流位移传感器测量气门动态特性,并将多传感器数据融合技术应用于气门动态试验数据处理中。由加速度信号积分和位移信号微分获得速度信号,分析两种传感器不同的频响特性,采用小波分解、融合并重构,提取相对准确的气门速度信号。     

转子偏摆在动平衡试验中的考虑

电涡流非接触式位移传感器测量的是传感器与转轴表面之间的间隙,其测到的振动信号是实际的轴振信号与转子偏摆值之和,如果直接采用原始信号进行动平衡试验,其结果将受到很大的影响.采用数值计算方法,结合目前现场普遍采用的动平衡影响系数法,详细地推导和阐述了转子偏摆对动平衡试验的影响.     

某抽水蓄能电站发电电动机上导摆度脉冲干扰分析及处理

某抽水蓄能电站发电电动机采用电涡流位移传感器测得的上导摆度时域波形上叠加了大的脉冲，影响后期数据处理的准确性。经数据分析并建立三维有限元仿真模型仿真验算，得出该电站发电电动机磁极引线在上端轴的固定方式是造成大脉冲的主要原因。由此，提出保障数据准确性的临时措施和彻底改进办法，分别为脉冲数据消除处理方法和更换传感器方法，可为同类型穿轴方式的发电电动机上导摆度准确测量提供借鉴。     

四气门火花点火发动机气缸内的滚流运动

讨论了火花点火发动机气缸内滚流比的预测模型，根据滚流进气系统的稳流试验和拖动工况下缸内流场的LDA测量结果，提出了一个滚流形成的物理过程模型，即在进气冲程早期和活塞到达临界曲轴转角之前，不能有效形成滚流，活塞临界位置与在压缩冲程后期活塞上行、缸内滚流开始畸变、破碎的活塞位置相当，据此建立了缸内滚流比预测模型，并在稳流试验和拖动工况下缸内流动的LDA测量试验中得到验证。