不同进气角度下轴向转动孔流动特性实验研究

为了研究轴向转动孔的流动特性,在旋转试验台上对轴向进气与预旋45°进气的轴向转动孔,进行了不同压比（1.05～1.3）与不同转速（0～9000r/min）下流动特性的实验研究。研究结果表明：随着压比增加,轴向进气转动孔流量系数增加,最大增幅为12.74%;而预旋45°进气时,流量系数先增后减,最大变化幅度为21%。随着转速增加,轴向进气转动孔流量系数降低,最大降幅为24.02%;而预旋45°进气时,流量系数先增后减,最大变化幅度为14.4%。同压比下,气流预旋45°进气时流量系数随转速变化的幅度显著小于轴向进气,流量大小更加稳定。     

基于CFD的均布圆形微孔活塞环数值分析

建立了基于CFD的均布圆形微孔活塞环的流体模型,研究了在一定工况下圆形微孔活塞环间隙的压力分布规律,以及圆形微孔的孔深hp和开孔比SP对活塞环间隙的流量Q、承载力Fo和摩擦力Ff的影响。结果表明,hp取3～5μm之间时,活塞环间隙有较大流量,可以改善润滑效果。hp较小时选用较小SP,hp较大时选用较大SP可获得较大承载力;若欲减小摩擦,需选用较大SP。     

基于CFD柴油机进气系统防爆栅栏结构优化设计

进气系统防爆栅栏作为防爆柴油机重要的组成设备,可有效防止发动机进气系统带来的爆炸危险发生。根据防爆要求,对柴油机进气防爆栅栏进行设计。基于CFD仿真分析柴油机进气系统的压力云图和温度云图;对圆柱形进气栅栏进行结构分析和流场分析;根据压力和温度云图,将进出口圆管分别加大一倍,再改为渐扩管阻火器的结构和性能研究,分别对120°、127°、134°、141°渐扩角进行分析;获得压力损失、出口流量与渐扩角之间关系;基于防爆柴油机试验台,对不同的优化方案下柴油机功率进行对比分析,以获取最优设计。结果可知:进气阻火器占整个进气系统压力损失的94.2%;当渐扩角134°时,压力损失随着渐扩角的增加而降低,流量随之增加;当渐扩角≥134°时,压力损失随着渐扩角的增加而上升,流量随之减小;在试验所测的转速范围内,渐扩角进气防爆栅栏的柴油机功率随损失最小,比原方案高15%,这说明改进方案是有效的,所以改进进气防爆栅栏的结构来减少进气阻力对于改善柴油机的经济性动力性是十分必要的。     

外啮合齿轮式机油泵流量脉动特性及影响因素分析

采用机油泵台架试验,分析了泵出压力对外啮合齿轮式机油泵流量脉动特性的影响,结果表明,机油泵的流量脉动系数随泵出压力的增加而减小。运用理论推导和模拟相结合的方法,考察了机油泵的异齿数、模数、压力角及端面间隙等参数对流量脉动的影响。分析表明,模数对机油泵的流量脉动无影响,压力角、异齿数和端面间隙是影响机油泵流量脉动的主要因素;随压力角的增大,流量脉动系数呈逐渐减小趋势。主动轮与从动轮齿数的增加,都有利于减小流量脉动系数,改善机油泵的流量脉动现象,其中,主动轮齿数对流量脉动的影响较大。机油泵的流量脉动系数随端面间隙的增大而有所减小。     

增压泵换向滑阀间隙密封仿真研究

以CFD软件FLUENT为基本工具,应用有限体积法对流场进行数值模拟,采用SSTk-ω模型和SIMPLE算法,对间隙密封内部流场进行了数值模拟。得出了间隙大小、槽深、槽宽、槽数对间隙密封流场和泄漏量的影响,研究成果具有一定的实际价值。结果表明:间隙越小,泄漏量越小,关系呈线性;密封槽数增加,泄漏量线性减小;槽宽增大,泄漏量近似线性增大;槽宽0.5mm时,槽深增加,泄漏量减小;槽宽大于0.5mm时,若槽深宽比小于1.5,泄漏量增大,大于1.5时泄漏量减小。     

双缸体旋转斜盘式液压变压器特性分析

针对旋转配流盘式液压变压器在变压范围、流量脉动以及噪声控制上的不足,提出一种小流量脉动低噪音液压变压器方案。分析目前液压变压器的主要特点,基于一种旋转斜盘式双缸体液压变压器方案,通过增加柱塞数量并结合斜盘转角的初始位置控制,达到减小流量脉动和噪声的效果。分析斜盘转动的转角及其阻力矩变化规律,并进行变压比样机试验测试。结果表明,旋转斜盘式液压变压器宜将上止点与A口中点重合时作为斜盘初始位置,在斜盘转角小于100°时,新型液压变压器使得输出流量不均匀系数减小了约40%,随着转角的继续增大,输出流量不均匀系数趋于一致,试验结果表明新方案可实现较大范围的变压比。     

非接触搬运吸盘系统研究EI北大核心CSCD

为解决单进气嘴气动旋涡流式非接触气爪由于型腔内气旋单一方向转动而引起的吸附不稳定性问题,提高气爪吸附性能和稳定性,设计了由6个单进气嘴气爪组成的非接触搬运吸盘装置。首先介绍了气爪的工作原理以及气爪型腔内部的流场仿真分析特性;然后根据仿真分析结果对吸盘整体结构进行了设计,并且应用3D打印快速成型技术对吸盘结构进行了加工和装配;最后对单个气爪和吸盘的供气压力—负压关系、流量关系和吸附性能的实验测量结果进行了分析,确定了吸盘的吸附性能。实验表明,当气膜间隙为0.6 mm,吸盘进气压力为0.3 MPa时,其吸附力达到7.8 N,吸盘整体转矩为4.5 N·mm,相比单个气爪的转矩9.5 N·mm减小了52.6%。     

端面波对液体静压止推轴承静态特性的影响

由于加工误差的存在,轴承端面不可避免存在轴向跳动。为研究轴向跳动周期、幅值和相位对静压止推轴承性能的影响,仅考虑占主导地位的基频谐波跳动,将其纳入封油面间隙变化方程,通过构建止推轴承端面模型,模拟封油面间隙变化情况;采用有限差分法求解极坐标系下的雷诺方程,获得封油面上的压力分布,分析讨论了端面基波的周期、幅值和相位对静压止推轴承静态特性的影响。结果表明,当轴承结构参数不变时,随着转速提高,流量、承载力和动压比均随之增加,而静压腔压力则减小。相同转速时,随周期增大,流量减小,静压腔压力和承载力增加,动压比先增大后减小;随幅值增大,流量和动压比增大,静压腔压力和承载力减小;随相位增加,流量先增大后减小再增大,静压腔压力先减小后增大再减小,承载力和动压比先减小后增大。     

非接触搬运吸盘系统研究

为解决单进气嘴气动旋涡流式非接触气爪由于型腔内气旋单一方向转动而引起的吸附不稳定性问题,提高气爪吸附性能和稳定性,设计了由6个单进气嘴气爪组成的非接触搬运吸盘装置。首先介绍了气爪的工作原理以及气爪型腔内部的流场仿真分析特性;然后根据仿真分析结果对吸盘整体结构进行了设计,并且应用3D打印快速成型技术对吸盘结构进行了加工和装配;最后对单个气爪和吸盘的供气压力—负压关系、流量关系和吸附性能的实验测量结果进行了分析,确定了吸盘的吸附性能。实验表明,当气膜间隙为0.6 mm,吸盘进气压力为0.3 MPa时,其吸附力达到7.8 N,吸盘整体转矩为4.5 N·mm,相比单个气爪的转矩9.5 N·mm减小了52.6%。     

基于弹流耦合算法的船舶艉轴承润滑特性分析

采用耦合算法研究不同因素对船舶艉轴承弹流润滑性能的影响。以重载工况的船舶艉轴承为研究对象,建立轴瓦三维有限单元模型;通过有限单元法结合耦合算法求解油膜压力、油膜厚度、弹性变形,探讨了弹性模量、轴承间隙、长径比3种影响因素对艉轴承弹流润滑特性的动态影响。结果表明：弹性变形和油膜压力沿周向和轴向都近似抛物线分布,呈现先增后减的趋势,在周向180°附近取得最大值,因此在轴承周向和轴向的中点附近受轴承参数的影响较大,润滑状况需要特别关注;随弹性模量增加,油膜峰值压力增加,最大弹性变形量和最小厚度均减小,摩擦力和端泄流量同时增加,因此在一定区间内增大弹性模量能有效减小轴瓦产生的弹性变形;随轴承间隙增大,油膜峰值压力增加,最大弹性变形量和最小油膜厚度均减小,摩擦力和端泄流量变化不明显,因此在轴承安装时需控制合理的轴承间隙,确保轴承处于良好的润滑环境;随长径比增大,最大弹性变形量近似线性增加,油膜峰值压力、摩擦力、端泄流量均减小,最小油膜厚度几乎不变,因此在设计艉轴承长径比时,应综合考虑艉轴承在重载工况下可能产生的弹性变形以及弹性变形对润滑特性的影响。