基于AMESim和遗传算法的发动机配气相位仿真与优化

为了验证一种新型全可变配气系统的工作效果和为下一步发动机台架试验提供数据参考,基于AMEsim软件建立了单缸自然吸气汽油发动机模型,并以函数模块形式在发动机模型中嵌入上述新型全可变配气系统。结合上述全可变配气系统的调节特性,使用遗传算法对全可变配气系统的配气调节参数进行优化,分别以最大充量系数和最小泵气损失为优化目标,得到满负荷不同转速下的最佳进气晚关角和排气早开角。经过优化,发动机充量系数和扭矩均有一定程度提高。     

某三缸发动机性能分析与优化

某三缸发动机原设计为增程器用发动机,现将该款发动机改为传统汽车用发动机,主要是通过对发动机燃烧室、气道、进排气歧管进行重新设计,提高发动机的功率和扭矩,样机试验后,发动机的油耗比较理想,但是最大功率和扭矩没有达到设定目标。通过GT power软件搭建发动机模型,并联合modefrontier优化软件对进气歧管结构、进气凸轮型线、配气相位进行优化,最终获得两个方案:功率最大化和扭矩最大化方案。功率最大化方案的最大功率为55.25kW/5250rpm,扭矩106N·m/4250rpm;扭矩最大化方案的最大功率为50kW/5250rpm,108.1N·m/3500rpm,优化结果达到预期目标。     

进气相位对三角转子气动发动机性能的影响

分析了三角转子气动发动机的配气系统特点,采用旋转阀式配气机构的工作过程,建立了发动机工作过程的数学模型,在进气压力为0．6MPa的情况下,针对不同的进气提前角和进气持续角对发动机的性能进行了数值仿真。仿真结果表明：进气相位在高速时对气动发动机性能影响大;设置合适的进气提前角对发动机的整体性能有利,且提前角随着发动机的转速的提高而增大;设置最佳的进气持续角对发动机的动力性能有利,且随着转速的提高进气持续角减小。因此在三角转子气动发动机设计工作过程中,需要设置合适的进气提前角和进气持续角,提高三角转子气动发动机的动力性能和经济性能。     

基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化

利用基于仿真的响应曲面优化方法,对改型的煤油活塞发动机气门正时多目标优化问题进行了研究。建立了发动机性能仿真模型,以进气/排气正时、点火提前角为优化变量,以提高有效功率和降低燃油消耗率为设计目标进行了响应曲面优化。分析结果表明：相对于原汽油机,改型的煤油机进气门开启时刻要推迟,排气门关闭时刻要迟后,并且要提前一定的点火提前角,以得到最佳的发动机性能;同时,应用响应曲面法可以提升仿真优化的效率。     

基于MoTec的FSC赛车发动机台架标定

本文针对方程式赛车设计中出现的怠速不稳、进气稳压腔回火、排气放炮等问题,进行标定匹配试验。采用替换式MoTec ECU M84作为标定工具,先对发动机的传感器进行选择和匹配。自制符合要求的发动机台架,由南峰CW260型测功机测试发动机的功率。在恒温恒压下标定发动机的喷油脉宽和点火提前角MAP。试验后,发动机的动力性能有了明显的提升,并且得到了发动机的最大扭距和功率。     

凸轮型线对发动机性能影响的研究

为了验证进气凸轮轴凸轮型线对发动机性能指标的影响效果,选择三种不同型线的进气凸轮轴和同种型线的排气凸轮轴在同台发动机上进行匹配,进行了仿真分析,同时进行了台架性能试验。仿真分析结果和台架试验结果都表明,进气凸轮轴型线的变化能明显影响发动机的功率和扭矩等性能指标。     

配气相位对发动机性能的影响分析

建立不同的进排气门相位的方案,通过试验分析不同的配气相位对发动机动力,经济以及排放性能的影响。试验结果表明:较大的进气门开启角和排气门关闭角,较小的进气门关闭角和排气门开启角,发动机有更大的扭矩输出、较低的比油耗表现以及更低的烟度,CO,HC等排放表现;而较小的进气门开启角和排气门关闭角,较大的进气门关闭角和排气门开启角,发动机的NOx排放值更低。     

进气歧管长度与气门晚关角对动态效应影响的对比研究

进气歧管长度和进气门晚关角是两个影响充气动态效应的重要因素。从调节机理上分析,前者较简单而后者较复杂,但后者的应用范围更加广泛,对于此原因的探讨在现有资料中较少。采用AVL-BOOST软件,建立了某款发动机的热力循环模型,对比分析了两者在提高充气效率上的差异及产生差异的根源。模拟结果及原因分析表明:匹配适当长度的歧管,增强了进气道压力波动效应,从而提高了正向进气量,但无法控制进气倒流量;而合理的进气晚关角不仅充分的利用了惯性效应,增加了正向进气量,而且很好地控制了进气倒流量。因此,在利用充气动态效应,提高充气效率,提升发动机性能方面,调整进气晚关角所产生的效果优于改变进气歧管长度所产生的效果,从而说明了调整进气门晚关角应用更为广泛的根本原因。     

基于CFD分析的某发动机进气歧管结构优化

进气歧管对发动机各缸进气均匀性和发动机动力性具有重要的影响。利用CAD/CFD相结合的手段对某发动机进气歧管的流通性能和进气均匀性进行分析和结构设计优化,结果表明:优化后的进气歧管具有良好的进气均匀性,满足发动机最大进气量、最大功率和扭矩的要求。并且,进气歧管的均匀性对发动机整体进气均匀性具有关键作用。     

配气相位对活塞排气气动发动机性能影响分析

为了提高活塞的做功能力、提高气动发动机的动力性能和经济性能,对活塞排气气动发动机进排气系统进行了建模分析,并基于变质量热力学理论建立了气动发动机的热力循环模型.通过计算仿真不同的进排气开启角、持续角,转速对发动机各个性能影响,分析得出:适当的开启角有利于动力性和经济性的提高,而延迟角使其性能急剧下降;进气持续角过小或过...     

Comparison of angle standards with the aid of a high-resolution angle encoder

Germany's National Metrology Institute the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and the DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH (HEIDENHAIN) have conducted and compared measurements using their primary angle standards, which are realized as angle comparators of similar design. A high-resolution digital angle encoder served as the transfer standard for this comparison. Calibrations of the transfer standard by the two angle comparators resulted in an agreement of ±0.002″. The result proved to be consistent with the measurement uncertainties that the participants attributed to their calibration. PTB succeeded, using an additional comparison with a self-calibration method, in improving the measurement uncertainty of its comparator by a factor of 2.5 to 0.002″ (k = 2). The results of both participants demonstrated the suitability of the digital angle encoder as transfer standard for angle measurement comparisons aimed at uncertainties of a few thousandths of an arcsecond.     

A novel technique for calibration of polygon angles with non-integer subdivision of indexing table

Polygons are basic angle standards for angle measurement, particularly used for calibration of rotary angular indexing, and for measuring equipment such as dividing heads and tables. A main application in daily life is in bar-code readers. Calibration of such angle standards is required for traceability and at the highest accuracy it is a responsibility of national metrology institutes. In order to investigate uncertainty parameters on polygon calibration and to establish the capabilities of national metrology institutes, intercomparision measurements in the name of EUROMET project 371 “angle calibration on precision polygons” between 12 European countries have been carried out. Two precise polygons with 7 and 24 faces have been calibrated by the participants. Difficulties arose for precise calibration of seven-sided polygon for those institutes, which do not have a high-resolution angle comparator or two autocollimators. UME, the National Metrology Institute of Turkey, has applied an alternative technique for precise calibration of seven-sided polygon without using high-resolution angle comparators (i.e., indexing tables or angle dividers) or two autocollimators. The technique is based on the circle closure principle. The pitch and cumulative angles of the polygon are extracted from the angle measurement between some polygon faces (such as one and four (1/4), analogous 2/5, 3/6, 4/7, 5/1, 6/2 and 7/3) the angle of which can be generated close enough by the indexing table. This means that the polygon can be regarded as unfolded in seven 3-pitch angle intervals of 3×360°/7≈154°17′, making up 1080° in total. The method gives the differences between these seven intervals; with the closure condition (the sum must be zero) this gives all absolute angles. A full uncertainty evaluation is given that is based on the model function which relates the measured values to the polygon angles. For the calibration actually carried out, this yielded an uncertainty of 0.24″. Within this uncertainty the measured polygon angles corresponded very well with the reference values of the intercomparison. The method is of use for laboratories which do not have a high-resolution angle comparator (i.e., an indexing table or angle divider) or two autocollimators for the calibration of such angle standards.     

蜗杆蜗轮机构的自锁性

对蜗杆蜗轮的自锁条件进行了较全面的分析，讨论了各种因素对自锁性的影响，并归纳了蜗杆蜗轮机构设计中注意的问题。     

车铣B轴刀架上的B轴锁紧机构

介绍了车铣复合加工中心上的B轴刀架的固定角度锁紧和任意角度锁紧的不同锁紧方式,以及锁紧结构的应用实例。     

6自由度在刚体初始轨迹中的数值研究

采用6自由度方法对刚体的运动姿态进行了仿真研究，通过求解刚体的动力学方程和运动学方程确定刚体的质心位置。在分析研究传统求解刚体欧拉角缺点的基础上，采用全角度转换的四元数法求解欧拉角，解决了非全角度转换的四元数法在大攻角情况下转换不准确的问题。对6自由度方法进行了算例验证，结果表明该方法正确、实用，与已有的模型相比具有更好的工程应用价值。     

多翼离心通风机变安装角性能计算

在试验基础上提出了多叶通风机变叶片安装角性能计算方法。试验表明有较好的准确性。设计实例也证明了该方法的可靠性。     

基于PSD的静电陀螺仪角位移测量原理研究

针对静电陀螺仪 (ESG)极轴位置信号测量这一关键技术 ,研究了基于位置敏感器 (PSD)的 ESG角位移信号检测方案。对转子极轴顶部刻线的技术方案进行了理论研究 ,分析了其测量原理 ,给出了测量过程和解算方法 ,并根据其非线性隐函数在工程上实现较难的特点 ,进行了简化处理。数值计算证明 ,用 PSD器件测量 ESG极轴位置信号 ,其输出的直流分量在一定范围内是关于 ESG转子极轴位置的线性表征 ,因此用 PSD作为 ESG角度传感器的检测元件是可行的     

主轴和滚动轴承的角度选配法

介绍角度选配法的原理，推导出选配角度的计算公式。并在此基础上，说明了角度选配的具体方法。     

自研角度计量转台在圆分度器件校准中的应用

为了实现亚角秒级圆分度器件的高精度校准,建立了基于角度计量转台和自准直仪的角度测量系统,研究了基于无实物基准的圆分度误差检测方法和控制测量系统引入误差的策略。简要介绍了基于真空预载气浮支承和超声马达驱动的自研转台的结构,搭建了整个测量系统。利用圆封闭原理和最小二乘原理分析了圆分度误差的测量算法,讨论了测量过程的误差来源,并分析了抑制各误差源的方法。最后,在构建的测量系统上测量了多齿分度台的圆分度误差,并对测量不确定度进行了分析。实验结果表明：自研计量转台和被校多齿分度台的最大圆分度误差分别为0.12″和0.15″,测量不确定度为0.05″（k=2）。通过比对,表明测量系统能够实现亚角秒级圆分度误差的高精度校准。     

半差动环形角度传感器的研究

本文研制了适用于电控燃油系统的一种新型角度传感器,并对其结构、工作原理以及测量电路进行了分析。分析结果表明该传感器的特性能满足电控燃油系统性能的要求。