加工误差和形位误差对气浮主轴稳定性的影响

采用有限差分结合线性小扰动法研究静压气浮主轴加工误差(正弦波纹、矩形波纹、三角波纹)和形位误差对主轴临界惯性力和临界涡动比的影响。结果表明：随着偏心率增加,临界惯性力增大而临界涡动比减小;转速增大,临界惯性力增大,临界涡动比增大到极值后略微减小,小偏心率和高转速有利于提高主轴稳定性;正弦波纹提高主轴稳定性最显著,矩形波纹次之,三角波纹导致主轴稳定性降低;加工误差周期越小,主轴稳定性越好;误差周期较大时,波纹幅值增大,主轴稳定性下降;误差周期较小时,波纹幅值对主轴稳定性的影响可以忽略不计;形位误差导致主轴稳定性降低,x、y方向同时存在形位误差对主轴稳定性的影响大于x或y单一方向形位误差。     

冷启动时PTC-base喷油器内高压瞬变流场传热研究

汽车在冷启动时有害物质排放很高,这和燃油温度有很大关系。本研究提出一种基于PTC的喷油器,该喷油器是在普通喷油器内部油路周围嵌入PTC材料,并以车载电源供电。当温度低于居里温度时,PTC材料的电阻很小,因此可产生大量热量,这些热量可以使流经管路的燃油得到加热。当温度达到居里温度时,PTC材料电阻变得很大,材料停止发热。利用PTC材料的这种特殊的阻温特性,我们可以在车辆启动时把喷油器出口的燃油温度控制在一个理想的范围。本研究的主要工作是对PTC-base喷油器建立模型并对不同条件下该喷油器的燃油传热进行分析。分析结果表明,冷启动时,在PTC-base喷油器中,燃油可以得到很好的加热。这对降低汽车冷启动排放将产生重要的作用。     

均质充量压缩点火燃烧研究进展

柴油机以扩散燃烧为主 ,汽油机燃烧是预混燃烧 ,两种燃烧方式都不能解决碳烟和氮氧化物生成的trade-offs关系。介绍了新一代内燃机燃烧理论———均质充量压缩点火 (HCCI)燃烧方式 ,HCCI燃烧由化学动力学控制 ,无明显的火焰前锋 ,最高燃烧温度较低 ,生成的碳烟和一氧化氮的量很少 ,这种燃烧接近等容燃烧 ,有很高的热效率 ,可以解决碳烟和氮氧化物的trade-offs问题。列出了HCCI燃烧的技术措施和典型的燃烧方式 ,也指出了HCCI燃烧需要解决的几个问题 :燃烧控制、均质混合气的形成、HC和CO的控制、冷起动和过渡工况、控制系统等。燃烧控制是HCCI燃烧中最重要的问题。     

三自由度微扰下箔片端面气膜密封动态特性分析

提出一种新型箔片端面气膜密封方式,基于气体润滑与弹性力学理论,应用小扰动法建立箔片端面气膜密封的微扰膜压控制方程。对比分析了不同箔片变形力学模型下的动态特性系数变化规律,探究了不同工况及结构参数对气膜动态特性的影响规律,以最大动态主刚度和阻尼作为综合优化目标,确定了结构参数的优选范围。结果表明：随着激振频率、转轴转速的提高,气膜动态主刚度与动态主阻尼的动态互补变化,抑制了润滑膜厚的激变,同时作为气膜不稳定诱因的动态交叉系数的变化放缓,降低了因工况突变引起气膜振荡、失稳的风险;此外,介质压力的增大能够显著提升密封维稳、抗振性能。当楔形高度取5～8 μm,节距比取0.2～0.4,箔坝比取0.5～1.1,箔片数取4～6,箔片结构阻尼取5×107～8×107 Pa·s/m时,箔片端面气膜密封综合动态抗扰性能较优。     

汽车ABS系统内部流动仿真与分析

为进一步分析汽车防抱死制动系统(ABS)内部的两相流动,建立汽车制动系统二维简化模型,运用Fluent分别对单相制动液、制动液与空气、制动液与水流动情况进行仿真,并对结果进行分析。仿真结果表明:当制动系统内部为气液两相流流动时,制动压力的传递与分布都会受到影响;当制动液中存在空气时,其对制动压力的影响比制动液中存在水更为显著与明显。简要分析了上述计算结果产生的原因,该结果对研究汽车制动系统内部的两相流动、开发相应的ABS控制算法提供了参考。     

具有烘干和热风功能的家用热水器附属系统

为解决阴雨大衣物等不能及时晒干和方便洗澡时头发热吹风的问题,在不改变家用热水嚣结构的前提下,提出了一种具有烘干衣物和热吹风功能的家用热水器附属系统。介绍了该附属系统的结构,该系统使用具有智能加热特性的正温度系数材料作为加热元件,并对填控制系统的软件和硬件进行了设计。     

声空化条件下传动液中空气析出与溶解过程的研究

传动液中空气的析出与溶解影响传动系统的控制精度。传动液起到传递动力的作用,本身会溶解少量空气,溶解的空气随着压力的变化产生溶解和析出过程,破坏了液流的连续性,造成传动性能的下降,甚至影响传动系统的使用寿命。为此,基于斜压流模型,引入气体析出与溶解的气泡模型,建立传动管内的气液两相流含气率模型,考虑空气质量分数和体积分数,得到空化流动相关方程式。采用特征线法和一维有限差分法求解,获得了气液两相流主要参数的变化,包括空气析出与溶解时间常数、压力和温度对含气率的影响,并研究了含气率对体积弹性模量的影响。结果表明：传动管内的传动介质压力越大,空化程度越少;空气析出速率越小,含气率越低。传动介质受压引起其温度的变化;在空化区域,温度变化较小。当传动管内压力高于空气分离压时,传动介质的压力和体积弹性模量随含气率增大而减小;当压力低于空气分离压时,发生空化现象,含气率增加较快,但对体积弹性模量影响较小。     

太阳能电动自行车电机控制系统的设计

在电动自行车上安装了一块最大功率为300W的太阳能电池板,由太阳能给电动自行车供电。完成了无刷直流电动机控制器的硬件电路设计,利用PIC16F877A单片机接收到的霍尔传感器的信号对逆变器进行控制,该逆变器由6个MOSFET组成,并由3个IR2110驱动。为防止上下两个MOSFET同时导通,在IR2110的输入前加入了死区电路,死区时间为2.5μs。实验结果表明电机控制器硬件电路能够正常工作。     

发动机冷却系统流固耦合稳态传热三维数值仿真

为解决发动机传热计算时冷却水与缸套、机体之间的流动与传热耦合边界问题，建立了发动机活塞组-缸套-冷却水-机体三维流固耦合系统，并利用有限元分析软件的流固耦合计算功能，把单个零件的传热外边界条件处理成内边界，使得传热仿真更合理更简单。以某增压柴油机为例，用有限元分析软件ANSYS对建立的三维流固耦合模型进行了稳态传热数值仿真，得到了耦合系统的温度场和流场云图。与标定工况下活塞和缸套的温度场测量数据进行了对比分析，结果表明：仿真结果与实测数据吻合较好，误差控制在8％以内。由此说明应用流固耦合仿真方法可以较好地模拟发动机稳态传热。     

太阳能电动自行车的供电方式与性能

以PIC16F877A单片机为微控制器制作了太阳能电动自行车检测系统,用来实时检测环境温度、太阳辐射强度、太阳能电池板的输出电压及输出电流、蓄电池的电压及电流和电动车的速度等参数。研究了蓄电池单独供电、太阳能电池板单独供电、蓄电池与太阳能电池板联合供电等3种情况下的性能。试验表明,约2 m2的太阳能电池板单独供电时,最大车速可以达到蓄电池供电时最大速度的85%,输出功率可以达到蓄电池最大输出功率的80%,基本能满足骑行的要求。