点火方式对汽油机燃烧过程的影响

通过基本结构的微小变动,将单火花塞点火(single spark ignition,SSI)改造成双火花塞点火(dual spark ignition,DSI),运用三维仿真软件AVL FIRE模拟仿真,并通过试验验证。再对单火花塞点火、双火花塞同步点火(dual synchronous spark ignition,DSSI)、异步点火(dual asynchronous spark ignition,DASI)3种不同的点火方式进行对比。结果表明:在6500 r/min转速全负荷状态下,空气过量系数为1.00而其他参数调整为最佳时,单火花塞的最佳点火提前角为29°,在空气过量系数为1.15的最佳参数下,双火花塞同步点火的最佳点火提前角为22°,双火花塞异步点火的最佳点火提前角为22°和24°。其中,发动机综合性能在双火花塞异步点火条件下表现最好:相对于单火花塞点火指示功提升8.49%;相对于同步点火,可将最高燃烧压力和压缩负功减小,指示功提升3.60%;同时改善了排放性。上述研究中发动机均控制在未发生爆震情况下。     

基于动网格技术的减振器流通阀片仿真分析

液力减振器流通阀片与减振液间的微观、高频的流固耦合作用机理非常复杂,决定着液力减振器的阻尼特性和异响发生。为深入分析这种流固耦合作用机理,文章建立了液力减振器流通阀片的力学模型,采用ANSYSCFX软件并结合其动网格技术,对液力减振器流通阀片在正弦进口速度载荷条件下的动力学特性进行仿真分析,得到了减振器流通阀片的振动特性,并进行了减振器噪声台架试验。结果表明,采用动网格技术能够较好地实现液力减振器流通阀片的仿真分析和计算。     

新的蠕变-疲劳耦合损伤下活塞热-机疲劳寿命预测方法

建立了一种新的蠕变-疲劳非线性耦合损伤下铸铝合金材料热-机疲劳寿命预测模型,开展了铸铝合金材料力学性能与蠕变-疲劳试验测试,对寿命预测模型进行了验证.其次,对比活塞热-机耦合有限元计算结果与温度场测试结果,对有限元模型进行了验证.最后,用新的热-机疲劳寿命预测模型对活塞的热-机疲劳寿命进行了预测.结果表明：新的蠕变-疲劳寿命预测模型预测结果均位于2倍误差带内,该模型具备良好的寿命预测能力;活塞热-机蠕变-疲劳耦合损伤中蠕变损伤占比较大,约为53.9%;活塞热-机蠕变-疲劳耦合损伤关键区域位于活塞销座与加强肋连接处,活塞在热-机载荷耦合作用下的热-机疲劳循环寿命为4 290,满足可靠性要求.     

气泡尺寸对气缸盖沸腾换热的影响

在应用欧拉多相流模型仿真计算气液两相流沸腾换热时,离散相的气泡尺寸常常被看作常数,而实际上往往气泡具有不同的形状和尺寸,因此研究气泡尺寸大小对仿真计算结果的影响显得至关重要.以ANSYS Workbench为仿真计算平台,在计算流体动力学模块CFX中,用气液两相流沸腾换热计算模型,对不同气泡尺寸下柴油机气缸盖与冷却水腔所组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了冷却水腔中气液两相流流场分布特性和气缸盖温度场分布,通过与试验结果的对比分析证明了计算模型的有效性.结果表明,在气泡尺寸大小为1,mm的情况下,仿真结果更接近试验结果,并且考虑气液两相流沸腾换热能够有效地降低气缸盖火力面排气道鼻梁区的最高温度,以此降低此处的热负荷.     

截面形状改进设计对缸盖鼻梁区沸腾传热的影响

针对高强化柴油机气缸盖排气门鼻梁区严重的热负荷问题,考虑到不同截面形状沸腾管冷却效果的差异性,在将气缸盖鼻梁区水腔截面结构分别简化为T形、矩形加V形及矩形加半圆形等基础上,对其截面进行了改进设计.采用气、液两相流沸腾传热计算模型,对截面形状改进前、后鼻梁区结构与冷却水腔所组成的流固耦合传热系统进行了仿真计算,计算结果与气缸盖温度场试验结果具有较好的一致性.在此基础上,采用试验设计方法,研究了截面形状改进前、后冷却水进口速度和温度对鼻梁区最高温度的影响.结果表明:截面形状改进后冷却水进口速度和温度对鼻梁区最高温度也具有重要影响;当冷却水进口速度最小或温度最大时,改进后3种截面形状都更有利于鼻梁区的沸腾冷却;改进后在相同的进口速度或温度条件下T形截面形状流道鼻梁区最高温度始终小于改进前.     

螺栓装配连接工艺对气缸密封的影响

在考虑气缸垫材料非线性及螺栓弹性相互作用条件下,设计了缸盖螺栓顺序预紧与交叉预紧两种装配连接工艺,采用非线性有限元计算方法建立了机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构有限元模型,研究了螺栓预紧顺序与气缸垫接触压力之间的关系,得出了满足组合结构气缸密封特性要求的较好装配连接工艺.对比了螺栓残余预紧力的计算值与试验值.结果表明:采用非线性有限单元方法可以实现对机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构螺栓预紧装配连接工艺的较精确仿真计算;顺序预紧时,螺栓平均残余预紧力及残余预紧力标准差都大于交叉预紧;气缸密封最差区域出现在气缸垫排气侧两螺栓中间位置,两种装配连接工艺都能满足气缸密封性能要求,顺序预紧气缸密封最差区域密封效果更好.     

一种取力器换挡机构中钢球运动的仿真与分析

本文针对一种新型取力器的换挡及锁止机构的使用环境和工作特点,在分析换挡及锁止过程中钢球的具体运动过程和异常冲击的基础上,建立了该钢球运动的力学模型和机械振动微分方程。在MATLAB计算环境中利用Simulink仿真软件,建立其参数化仿真模型。并对其动态特性进行了仿真和分析,得到了钢球在换挡及锁止过程中的位移变化曲线。这种模块化参数仿真的方法,为设计提供依据,为制造和生产提供指导。     

连杆大头油孔喷油飞溅数值仿真模拟

运用流体体积(volume of fluid,VOF)法两相流模型,结合自适应网格加密技术、重叠网格和动网格技术,建立了连杆大头喷油飞溅过程的计算模型,验证了模型的可靠性。分析了喷油飞溅过程,探讨了喷油速度与喷油孔偏角对气缸壁上机油量的影响。结果表明:在发动机工作的大部分时间里,左侧缸壁的润滑效果要好于右侧缸壁。较大的喷孔喷油速度,能更早地润滑右侧缸壁,改善右侧壁面润滑条件。喷油孔适当右偏也能提前润滑右侧缸壁,改善右侧缸壁的润滑,使两侧缸壁机油分布更加均匀。但是喷孔偏角较大时,反而会影响左侧缸壁的润滑。为了使左右两侧缸壁油量分布更均匀,当喷油孔喷油速度较大时,喷孔往右偏的角度应该更大。     

车用永磁同步电机极限变工况温升特性

为了研究电动汽车在极限行驶时,车用永磁同步电机的温度分布和变化规律,提出一种极限变工况的概念。建立了电机全域温度场计算模型,采用有限元法计算了该电机在单工况下的三维温度场,并通过与台架试验数据对比,验证了仿真模型和计算结果的准确性;再对样机在极限变工况下运行时进行温度场仿真计算,得到了电机在极限变工况下的温升特性。