设计参数对液压自由活塞柴油机性能的影响分析

简要介绍了液压自由活塞柴油机的工作原理、动力学仿真模型,通过仿真计算和试验研究,详细分析了设计参数对该柴油机性能的影响规律,获得了影响液压自由活塞柴油机活塞运动规律的主要参数,为压缩比控制、活塞运动规律控制提供了参考依据,为所研制的液压自由活塞柴油机原理样机设计提供理论指导。     

An Experimental Study on the Working Characteristics of a Single Piston Hydraulic Free-piston Diesel Engine

对所研制的单活塞式液压自由活塞柴油机原理样机的工作特性进行研究.结果表明,活塞动力学与传统内燃机存在较大差异,通过改变停止在下止点的时间可控制活塞运动频率,实现功率调节.燃烧的主要阶段为速燃期,大部分燃油在速燃期内燃烧,放热速度较快.泵腔进出油阀的响应性影响泵腔压力的建立过程,提高进出油阀的响应性可改善燃烧过程,增加液压功率输出和提高液压自由活塞柴油机的工作效率.     

发动机连杆动力学特性对活塞拍击的影响分析

传统的发动机活塞拍击动力学研究,通常仅关注活塞与缸套之间的耦合振动,以活塞销附加质量近似模拟连杆往复运动惯性力对活塞运动的影响,且忽略来自发动机其他机件的动力学特性的影响.本文中基于运动机件的振动响应分析法,建立了考虑活塞、连杆、曲轴和缸体的运动与振动特性的发动机耦合振动模型.运用该模型分析了某型3.5L柴油机的活塞拍击力的产生机理,重点探讨连杆惯性力的不同假设和连杆的弹性振动特性对活塞拍击力的影响.发动机缸体振动响应的分析结果和实验数据的对比表明,连杆动力学特性对活塞拍击和发动机缸体振动响应有显著影响.     

柔性调节无凸轮配气机构设计与试验研究

设计了液压驱动柔性调节的无凸轮配气机构,分析了其工作原理和气门运动特性,试制了原理样机,通过对原理样机的试验研究获得了该配气机构的气门运动特性,提出了气门"软着落"方案,有效降低了气门落座冲击。该柔性调节配气机构可以实现气门提前角、气门开启持续时间(时面值)、气门迟闭角等参数的连续可变。将该柔性调节配气机构成功应用于液压自由活塞柴油机的排气门,试验效果良好。     

活塞敲击引起的缸套振动响应对缸套水侧空化的影响研究

为研究活塞侧击引起的缸套振动响应对柴油机缸套水侧空化状况的影响,以某国Ⅵ水冷柴油机为研究对象,结合结构动力学与计算流体力学,对缸套表面振动与其水侧流体动力学行为进行耦合分析.基于柴油机试验台架实测了缸套壁面振动,对应建立了柴油机气缸总成瞬态动力学模型,结合仿真与实测振动响应研究了活塞侧击作用下的缸套振动特性.然后,将瞬态动力学计算结果以动网格的形式输入二维冷却水套模型中进行数值模拟,研究了缸套振动形式、水套厚度和出口压力等因素对空化的影响.结果表明,缸套在活塞侧向力作用下的高频振动与其结构固有模态有关,缸套的高频模态振动和冷却水套厚度对缸套水侧的空化现象影响显著.提高冷却水套出口压力可小幅削减空化强度,而增加水套厚度对缸套水侧空化的抑制作用更为明显.     

柴油机连杆小头与活塞销轴承润滑特性分析

利用活塞连杆弹性流体动力学润滑(EHD)模型,研究了活塞销与连杆小头轴承的润滑特性。首先建立了活塞销、连杆及活塞的有限元模型,并对其进行了自由度缩减,然后建立了连杆小头轴承EHD仿真模型。通过分析连杆小头轴承油膜厚度、油膜压力、粗糙接触压力等轴承润滑特性参数,研究了不同配合间隙、活塞销和连杆小头刚度匹配等参数对润滑的影响,分析了柴油机在工作过程中出现连杆小头衬套异常烧蚀的故障原因。结果表明,活塞销与连杆小头刚度匹配、连杆小头间隙对连杆小头轴承润滑特性有较大的影响。     

曲轴偏置对活塞裙部混合润滑特性的影响EI北大核心CSCD

建立活塞裙部-缸套系统的混合润滑仿真模型,分析曲轴偏置对活塞动力学和裙部润滑性能的影响。活塞动力学模型中考虑了活塞环和连杆的影响,润滑模型以平均雷诺方程、粗糙表面微凸体接触模型和雷诺边界条件为基础,考虑了变形和润滑油剪切变薄效应对润滑性能的影响。分析曲轴偏置对活塞2阶运动和裙部润滑性能的影响,探索降低活塞摩擦损失的潜在技术方案。通过样件试制和试验,验证所提出技术方案的可行性。结果显示,曲轴正偏置是降低活塞裙部摩擦和整机油耗的一种有效措施。     

曲轴偏置对活塞裙部混合润滑特性的影响

建立活塞裙部-缸套系统的混合润滑仿真模型,分析曲轴偏置对活塞动力学和裙部润滑性能的影响。活塞动力学模型中考虑了活塞环和连杆的影响,润滑模型以平均雷诺方程、粗糙表面微凸体接触模型和雷诺边界条件为基础,考虑了变形和润滑油剪切变薄效应对润滑性能的影响。分析曲轴偏置对活塞2阶运动和裙部润滑性能的影响,探索降低活塞摩擦损失的潜在技术方案。通过样件试制和试验,验证所提出技术方案的可行性。结果显示,曲轴正偏置是降低活塞裙部摩擦和整机油耗的一种有效措施。     

缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响

基于活塞二阶运动方程和裙部流体动压润滑模型,建立了活塞和缸套的结构动力学模型,以分析缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响。结果表明:不同曲轴转角下缸套的变形不同,做功行程中变形明显,而且最大变形量出现的区域随转角的变化而改变;考虑缸套弹性变形后,活塞二阶运动有所加剧,在压缩和做功行程中更加明显;在做功行程中裙部最小油膜厚度明显减小,而总摩擦功耗显著增加,在其它行程中两者均无显著改变;油膜压力场峰值变小,在进气和做功行程中减小明显,但压力场分布基本不变。     

柴油机钢活塞的摩擦特性

据预测,卡车柴油机功率的提高会进一步增加铸铁活塞和钢活塞的需求量,因而对活塞的润滑状态进行了研究。采用浮动衬套法对铸铁活塞和钢活塞的摩擦特性进行了测量分析,为了便于比较,也给出了传统铝活塞的摩擦特性。为了分析活塞的摩擦特性及研究中的新发现,对活塞的二阶运动也进行了测量分析。研究结果表明,铸铁活塞在压缩上止点为边界润滑状态,其原因可能是活塞与气缸套间隙过大导致活塞倾斜角度过大,钢活塞由于裙部机油润滑充分,在上止点及下止点处于流体润滑状态。     

就地热再生设备液压转向系统在线检测技术

对沥青路面就地热再生设备的液压转向系统结构特点进行分析,研究了动态负荷传感型柱塞泵和负荷传感型优先阀的控制特性及整个液压系统的在线检测技术。结果表明:采用这种液压系统在线检测技术能够迅速、准确地检测液压系统的技术状况,并分析故障产生的原因,具有较强的实时性和实用性。     

基于流固耦合的汽车双筒式减振器动态特性研究

对双筒阀片充气式液压减振器内部结构进行建模,建立了减振器复原行程阻尼力数学模型,明确了活塞杆直径、复原阀片外半径以及气室充入气体的压强为影响阻尼力的3个关键参数,理论分析了结构参数对复原行程阻尼力的影响。利用动网格技术对减振器复原行程的内部流场进行了三维数值模拟,得到了流固耦合下阀片的运动状态、流场的压力云图和速度矢量图等,详细分析了各结构参数对复原阻尼力的影响,验证了减振器工作状态中的油液流动情况及所提出方法的可操作性。     

柴油机电液控制配气机构性能仿真研究

针对某柴油机的配气系统,设计了中压共轨电控可变气门系统。根据电控可变气门的工作原理,利用HYDSIM软件建立电液控制配气机构的仿真模型,对电控可变气门的动态特性进行研究。分析活塞直径、高压共轨腔压力和高压电磁阀的通流面积等关键参数对气门升程及气门响应的影响规律,研究确定可变气门机构部件的关键参数,得到了较为满意的气门运动动态特性仿真结果。     

与液压间隙调节器有关的参数变化对气门机构动力学计算结果的影响

通过模拟计算考察了在有液压间隙调节器的气门机构中,柱塞—柱塞套间隙、机油温度、供油压力以及高压腔机油内混气变化对有直动式HLA的某气门机构的动力学特性的影响。结果表明,柱塞—柱塞套间隙、机油温度和压力变化对模拟计算结果影响很小;凸轮轴低转速时,柱塞—柱塞套间隙、机油温度对计算结果的影响比高转速时略大些;HLA高压腔机油混气对气门机构动力学计算结果有很大影响。     

发动机气缸套磨损谱编制方法研究

通过对气缸套-活塞环进行润滑分析,得到了不同曲轴转角位置活塞环的微凸体载荷分布及磨损速率。结合动载荷特点对Archard磨损计算模型进行了修正,同时根据载荷分级对发动机工况进行了离散,计算得到了各离散网格单元内的磨损参数,基于发动机整机载荷谱,采用时间插值方法,编制了典型任务剖面下的气缸套磨损谱。     

重卡驾驶室液压翻转机构翻转缸悬置状态仿真分析

针对某重卡驾驶室液压翻转机构出现的泄漏等问题,对其翻转缸在悬置状态进行了基于AMESim的建模与仿真.考虑翻转缸缩回至活塞处于缸筒扩孔区,且活塞杆随驾驶室一起做微幅振动的状态,分析了振动频率、幅值、等效缝隙值对于翻转缸两腔压力的影响,及振动过程中两腔的流量变化.分析结果显示,悬置状态翻转缸会产生缸内负压,造成气穴乃至气...     

客车离合器操纵机构设计分析

针对气压助力液压式离合器操纵机构,建立其数学模型,研究各个杠杆角度变化带来的位移、受力的变化,以及杠杆和活塞推杆之间的关系;设定踏板杠杆和分离杠杆的最佳位置,精确计算踏板力和踏板行程。     

负载敏感节流调速回路的建模与仿真

以液压系统广泛采用的负载敏感节流调速回路为例,探讨了利用AMESim软件建立负载敏感节流调速回路仿真模型的方法,结合节流调速回路在工程应用中的三个主要特性,对其动态特性进行仿真分析。结果表明,仿真模型较好地反映了系统的动态性能,使用三通压力补偿器的节流调速回路具有压力补偿和负载敏感功能,模型建立正确。