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。     

风冷汽油机缸盖及活塞不稳定传热研究的对比

结合CUB1004行程汽油机,在试验研究与模拟计算基础上,对过渡工况下缸盖及活塞的不稳定传热进行了对比研究。建立了缸盖及活塞三维有限元不稳定传热计算模型,获得了过渡工况下其表面温度变化特性,并对缸盖及活塞研究方法进行了对比,获得了一些有意义的结论。     

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。     

重型载货汽车AMT离合器气动执行机构的建模与控制

建立了某重型载货汽车的离合器气动执行机构数学模型,并分别设置了分离和接合过程中的离合器缸活塞目标位置。仿真结果表明,当目标位置设置较小时,单独控制相应电磁阀,活塞基本可以停在预定位置;当目标位置设置较大时,单独控制相应电磁阀,系统超调量较大,增加了离合器控制的难度。利用离合器执行机构台架进行了静态试验,所得试验结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真模型的有效性。设计的分段动态控制器控制离合器的仿真结果表明,能够使分离轴承实际位移很好地跟随理想位移变化。     

液压自由活塞柴油机动力学参数研究

介绍了液压自由活塞柴油机的工作原理和结构特点,根据其特点对作用于活塞组件上的缸内气体压力、液压力进行了合理的简化,构建了活塞动力学模型,获取了活塞运动过程中的受力图谱,从力学角度分析了活塞的运动特性.通过对动力学模型的计算,获得了影响活塞运动特性的主要参数,分析了各个参数对活塞动力学的影响规律,为液压自由活塞柴油机的设...     

直线度误差对活塞销轴承润滑性能的影响

基于Reynolds润滑方程和油膜厚度方程,研究了直线度误差对轴承润滑性能的影响,建立了轴向几何型线的数学表达公式;针对某高速大功率柴油机,建立了详细的单缸计算分析仿真模型;研究了锥形、喇叭形、桶形和三角形误差对活塞销轴承的最小油膜厚度、最大油膜压力、轴瓦最大摩擦力矩、平均摩擦功损失以及油膜温度变化曲线和温度场分布的影响规律.研究结果表明:不同活塞销直线度误差的素线形状对轴承润滑性能的影响不同,素线形状的极值点位置对活塞销动态特性和轴承润滑性能的影响较大,素线曲率的影响要小些;使活塞销素线形状失去对称性,或使活塞销刚度减小的误差,对轴承润滑不利,有导致衬套脱落、烧蚀的危险.     

Free piston engine generator: Technology review and an experimental evaluation with hydrogen fuel

Free piston engine generators which utilize a free piston engine and a linear generator are under investigation by a number of research groups around the world. Free piston engines give power output in a more efficient way when compared to conventional crankshaft engines, because the former do not have a crank mechanism which brings about additional mechanical loss. However, for the reliable and stable operation of the free piston engine generators, it is required to have a viable control system to address the uncertainty of piston motion. In this paper, most of the successful free piston engine generator developments were reviewed and a recent experimental result on a prototype free piston system was also presented with regard to engine performance with different mixture preparation strategies.     

活塞振荡冷却的数值模拟计算及温度场分析

利用CFD动态网格层变法建立了活塞振荡冷却的瞬态计算模型,并应用VOF模型对活塞的振荡冷却进行了瞬态数值模拟计算。分析了活塞在不同位置时油腔内冷却油的流动情况,得到了内冷油腔的机油填充率、壁面传热系数等随曲轴转角的变化规律。为验证其冷却效果,提取了内冷油腔壁面的换热边界,对活塞的温度场进行了有限元模拟计算,并与试验结果进行了对比,为活塞的优化设计提供了依据。     

基于活塞热机耦合仿真的柴油-天然气双燃料发动机替代率研究

建立了柴油-天然气双燃料发动机活塞、活塞销、连杆的有限元模型,分析了活塞在不同替代率下标定功率工况时的温度分布情况,将活塞上某些点处的仿真值与实测值进行了对比,误差满足工程要求.将温度场分布作为热机耦合的初始条件加载到活塞上,计算活塞热机耦合作用下的应力场和变形场.结果表明:活塞最高温度值出现在活塞顶部偏离燃烧室一侧,热机耦合的最大应力出现在销座内侧上部,最大变形值出现在活塞顶部偏离燃烧室的外侧,并随着替代率的增加而升高.     

微型客车白车身碰撞特性的模拟计算

利用逆向工程法对某微型客车白车身碰撞吸能特性进行了建模和模拟计算，详细讲述了几何建模和有限元建模及计算的方法，将计算结果与白车身碰撞试验所得到的数据进行了分析比较。在几何建模以及有限元建模中，对结构是否简化、删除以及有限元单元划分大小等进行了有限元模拟验算。整个碰撞模型的模拟计算结果与所进行的碰撞试验结果基本吻合，证明所采用的建模和计算方法基本正确。这些方法对企业改善产品性能或开发新产品有重要的参考价值。     

基于环模型的轮胎有限元建模与仿真研究

为了提高仿真模型的计算效率,基于环模型理论系统研究了轮胎二维有限元模型的建模技术、参数确定方法和轮胎包容特性分析技术.从试验与仿真结果对比分析可知,利用有限元方法基于轮胎REF模型建模,在对轮胎胎侧弹性进行非线性模型修正后,得到的轮胎低速滚动仿真结果与试验结果基本吻合,验证了轮胎模型的有效性,同时为车辆一地面系统虚拟试验提供了一种实时高精度的轮胎面内特性仿真建模方法.     

大功率自动变速器换挡离合器调压控制研究

为了改善大功率自动变速器换挡过程中换挡离合器（含湿式制动器和湿式离合器）油压的调控水平,提高车辆的换挡品质,从结构上在换挡离合器中设计平衡活塞来补偿离合器旋转离心的影响,并在排油回路中增加背压阀以消除活塞腔内空气造成的不确定性。通过对换挡执行系统结构进行分析,分别针对离合器活塞、电液调压过程及离合器滑摩过程进行模型计算,在此基础上,将惯性相的充油调压控制进行拆解,即在转矩相结束时刻初始常量的基础上叠加一阶控制过程,针对换挡过程中系统存在非线性干扰和参数不确定性的特点,结合系统特性的分阶段试验标定,制定了换挡离合器调压过程的滑模控制策略,并基于MATLAB环境对控制策略的正确性和有效性进行仿真分析,最后进行实车试验验证。研究结果表明：无论是制动器充油还是旋转离合器充油,控制策略均能将惯性相持续时间、换挡冲击和滑摩功率损失等控制在合理范围;控制策略具有良好的性能,旋转离合器和制动器都能实现稳健的惯性相调压控制。     

基于一阶法的活塞温度场分析与优化研究

通过柴油机工作过程模型及各区域传热系数经验公式确定了活塞温度场计算的边界条件,结合一阶优化算法应用有限元软件计算分析了标定工况下该活塞的温度场分布,并通过试验数据验证了计算方法的可行性.应用此方法预测分析了柴油机最大扭矩工况下活塞的温度场分布,结合两种工况下的计算结果对活塞顶进行了优化改进,并对改进后的活塞温度场进行了仿真计算,结果显示改进后活塞的温度场基本保持稳定且消除了结构原因造成的局部温度梯度偏大的问题.     

压燃式自由活塞直线发电机参数匹配设计与工作过程仿真

根据自由活塞发动机和直线电机之间存在的能量守恒关系,利用所选择的商用直线电机进行压燃式自由活塞发动机的参数匹配设计.通过分析得到直线电机与自由活塞发动机主要结构参数之间的关系,再对系统的工作过程、自由活塞发动机的换气和燃烧过程进行CFD仿真,反复进行迭代计算,确定压燃式自由活塞发动机的具体几何结构参数.从参数匹配关系式...     

增压柴油机内冷油腔活塞结构分析及评价

以增压柴油机振荡内冷却油腔活塞非对称性结构为研究对象,构建了全活塞-活塞销-连杆小头的有限元接触模型,分析了活塞工作条件下的导热耦合关系。确定了当量换热边界条件;进行了在机械-热负荷联合作用下的结构应力及变形分析;为直观反映温度因素对活塞结构强度的影响,提出了对结构应力合理表述的应力-温度散点图评价方法;在此基础上对原有的活塞结构进行了改进。     

郑州地铁17号线长大区间隧道中间风井通风方案研究

郑州地铁17号线长大区间隧道（机场站-新港八路站）设置2座中间风井,长度约为6.7 km。为研究该长大区间中间风井最佳通风方案,采用SES软件建立全线数值计算模型,分析对比不同中间风井活塞通风模式下,该区间隧道的新风量、温度、初投资和牵引能耗费用等,得到中间风井最佳通风方案。结果表明： 1)双活塞通风模式下该区间隧道新风换气次数最大且大于3 次/h,远期高峰小时隧道内平均温度最低; 2)双活塞通风模式初投资最高,牵引能耗费用最低,相较于其他通风方案,建成通车后26年节省的总牵引能耗费用可抵消额外投资; 3)从隧道环境和工程经济性综合分析,推荐采用双活塞通风模式。研究结果可为地铁隧道通风系统设计提供参考。     

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...     

渤海海峡跨海通道可视化仿真建模研究

研究了可视化仿真建模的理论、技术与方法,实现了渤海海峡跨海通道的仿真建模与可视化表达。MultiGen Creator是一套将多边形建模、矢量建模和地形生成集成在一个软件包中的手动建模工具。论述了MultiGen Creator模型的OpenFlight数据层次结构,对仿真建模的关键技术及算法进行了理论分析,主要包括拉伸、放样、纹理映射及层次细节模型等技术。随后对渤海海峡跨海通道形式及系统组成进行了比较分析,并基于Creator仿真建模平台,给出了跨海通道仿真建模流程,建立了海底隧道模型数据库的树状结构。最终实现了海底铁路隧道、公路隧道及悬浮隧道等不同跨海通道形式的可视化仿真,使工程各部位的基本信息及空间上的逻辑关系得到较好的体现。     

Advanced permanent magnet motor drive modeling for automotive application under matlab/simulink environment

This paper proposes an advanced permanent magnet (PM) motor drive modeling for dynamic analysis of automotive control systems with PM motor drives. To enhance the reusability of the proposed PM motor drive model, each component is modeled in an object-oriented manner according to the physical partitioning of a real drive system, and userfriendly and well-organized interfaces are also proposed. These characteristics enable this model to be used as a kind of a programming library. A multi-level modeling strategy is also proposed, which helps make a compromise between model accuracy and simulation speed without structural modification of the system model. The model and modeling strategy developed allow for a comprehensive analysis of each component and dynamic analysis of the total system. System simulation results show the practical effectiveness of the proposed modeling strategy.