直通式多级缸设计

本文主要介绍了多级缸缸筒的优化设计,用直通式结构取代原有的台阶式结构,同时用精密冷拔管取代热轧无缝管。通过结构和成本两方面的比较分析,最后得出结论,多级缸的缸筒改进后,在不影响使用功能的同时,进一步提高了缸筒的强度,减轻了重量,同时降低了成本,提高了生产效率,是一种资源节约型的改进设计。     

柴油机缸内冷却液流动的数值模拟

利用三维CAD软件Pro/E对6缸柴油机冷却水套建立模型,然后对其进行网格划分,用CFD商用软件Fluent进行模拟计算,得到整机冷却水套内冷却液速度分布、压力损失以及各缸流量分布等信息,计算结果用于指导冷却水套结构的优化设计。     

柴油机油底壳振动与噪声辐射仿真分析与优化北大核心

对4缸柴油机油底壳的振动与噪声进行预测,并给出了多种结构优化方案进行降噪研究。在三维设计软件Creo中简化油底壳模型,导入有限元软件HyperMesh和AnsysWorkbench建立有限元模型,分析了油底壳在正常工作情况下的模态特性和瞬态响应特性。利用瞬态响应结果计算得到了油底壳声功率值。根据计算结果给出了3种不同的降噪方案,仿真结果表明3种优化方案均满足降噪的要求。     

某型柴油机进气歧管优化分析

利用CFD软件计算某四缸柴油机各个气缸EGR废气分布,利用Boost软件计算发动机一个工作循环的边界条件,提供给3D模型作为输入。在CFD软件中计算并得到各个气缸的EGR率和EGR质量流量相对误差,由于计算结果不满足评价标准,因此对进气歧管模型结构进行优化,并再次按照以上步骤进行CFD计算。结果证明：优化方案进气歧管EGR分布均匀性很好,满足评价要求。     

基于多级神经网络的桥梁结构参数优化设计

由于传统参数优化方法在对桥梁结构参数优化后无法实现对桥梁结构整体性能的有效提升,因此开展了基于多级神经网络的桥梁结构参数优化设计研究.通过构建桥梁结构有限元模型、基于多级神经网络确定桥梁结构参数优化目标、桥梁结构参数优化样本数据采集和桥梁结构参数多级神经网络参数优化求解,提出一种全新的参数优化方法.通过实验进一步证明,新的参数优化方法与传统参数优化方法相比,能够有效实现对桥梁结构综合性能的提升,为桥梁施工建设的增效减耗提供全新的优化思路.     

自然吸气直列3缸柴油机冷却系统的优化

通过增大发动机的缸径和行程,以及其他设计改造来提升发动机的功率。通过优化冷却水套设计和水泵流量参数解决与冷却有关的问题。在保持发动机机体外形尺寸不变的情况下增大缸径会导致气缸体和气缸套之间的冷却水套减小,从而导致热负荷增加,采用优化冷却水套和改造水泵设计。来提高发动机的冷却能力。内燃机冷却系统包括具有复杂结构的水套。针对这些复杂的系统,计算流体动力学(CFD)模拟在短时间内就可以完成。CFD理论上具有模拟任何物理条件的能力。针对1款直列3缸水冷式柴油机,采用STAR CCM+软件8.04版本进行了有效优化。通过k-ε湍流模型,研究了冷却水流速和温度分布。采用UG NX 7.5软件对气缸体和气缸盖进行了模拟。     

微型汽车3缸发动机悬置系统匹配设计

从3缸发动机的振动规律出发,分析其合理的模态分布范围;分析了微型汽车悬置系统的布置型式及其常用悬置结构的特点。针对某微型汽车匹配3缸发动机怠速振动过大问题,对其悬置系统进行模态分析及受力分析。通过调整悬置刚度及悬置结构等措施对悬置系统进行优化,并对优化前后的动力总成模态分布及转向盘振动进行试验。试验结果表明,优化后的悬置系统解决了3缸发动机怠速振动及转向盘抖动问题。     

基于DoE的内燃机平衡轴优化设计

运用GT-Crank软件,建立直列4缸发动机模型,以发动机y方向二阶往复惯性力为优化目标,以平衡轴的结构参数为设计变量,进行仿真及DoE分析,并由DoE优化设计的结果设计计算平衡轴的结构尺寸。仿真数据表明,加装平衡轴后,y方向二阶往复惯性力大幅降低。     

基于HyperWorks的曲轴有限元建模及模态分析

对某四缸发动机曲轴进行简化,利用CATIA建立简化的三维模型,并利用HyperWorks软件中的HyperMesh模块对曲轴的三维模型进行同格划分,建立曲轴有限元分析模型;采用Nastran求解器对曲轴进行自由模态分析,得到了曲轴的前12阶固有频率和振型,为曲轴的动态性能设计和结构优化提供理论依据,同时为曲轴工作状态下...     

某柴油发动机非对称螺旋式进气道进气过程模拟分析

本文以STAR-CCM+作为三维数值模拟软件,对某柴油发动机最大进气升程下的进气道和缸内的流场特性进行模拟分析,通过模拟分析对比了更改发动机缸径对进气的影响,可以比较直观的了解进气道和缸内流场,为进气道结构优化、评价、再设计以及燃烧室的匹配提供了方法和依据。     

气缸套径向变形对活塞环弹流润滑性能的影响

以弹流润滑理论为基础,发展了一种活塞环三维弹性流体动压润滑数值分析模型。为了研究气缸套径向变形对活塞环弹流润滑性能的影响,建立了椭圆形气缸套模型,分析了气缸套不同变形量时的油膜压力、油膜厚度和润滑表面弹性变形等性能参数。计算结果表明,气缸套径向发生变形时,油膜压力分布、最大油膜压力、油膜厚度分布、最小油膜厚度以及润滑表面弹性变形等都会发生明显变化。因此,分析活塞环弹流润滑性能时考虑气缸套径向变形的影响是非常必要的。此外,为了提高活塞环润滑性能应尽量减少气缸套和活塞环的径向变形量。     

Experimental validation of a mathematical model of a reed-valve reciprocating air compressor from an automotive-braking system

Mathematical simulation is the process of designing a model of a real system and then conducting experiments with the simulation to understand the system’s behavior. Mathematical simulation is widely used for investigating and designing compressors, and with a minimal number of simplifying assumptions, mathematical models can be used in conjunction with modern computing tools to solve complicated problems. A considerable amount of previous research has focused on the mathematical modeling of reciprocating air compressors used in automotive braking. The aim of the present work was to experimentally validate the mathematical model for such compressors. We present a simplified and effective mathematical model for estimating compressor performance, and this model can easily be executed using personal computers. Parameters such as compressor speed, discharge pressure and clearance volume were evaluated in terms of their effect on the thermodynamic behavior of compressors. The model can predict cylinder pressure, cylinder volume, cylinder temperature, valve lift and resultant torque at different crank angles; it can also predict the free air delivered and the indicated power of the compressor. Therefore, the model has been validated using experimental results.     

基于拟序火焰模型的柴油机燃烧过程数值模拟

在分析经典的涡耗散概念燃烧模型(Eddy Dissipation Concept Model)的基础上,着重介绍了3区拟序火焰模型(3 Zones Extended Coherent Flame Model,ECFM-3Z)机理,并对一台直喷式柴油机的单缸燃烧过程进行了数值模拟。通过模拟计算与试验结果的对比分析发现,计算所得的缸内压力、燃烧放热速率和排放生成物与试验结果吻合良好,表明所应用的燃烧模型更能真实地反映柴油机燃烧过程,并能较准确地预测排放物的生成。     

准均质充气压缩点火燃烧的模拟和试验研究

利用单区模型，结合详细化学反应动力学机理，模拟了DMM燃烧时的缸内压力和NO浓度及几种基团的浓度变化曲线；并将上述计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明该模拟能准确预测着火时间，并能合理预测缸内压力峰值和NO浓度变化趋势。利用该模型能指导优化发动机参数，更有效地组织发动机的燃烧过程。     

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...     

基于S变换的柴油机燃烧差异的诊断研究

分析了传统的基于平稳过程的傅里叶变换存在的局限性,采用了S变换时频分析法对振动信号进行分析。对比不同燃烧状况时的缸内压力曲线、压升率曲线及振动信号S变换的结果,表明振动信号S变换得到的时频图像同缸内燃烧过程有密切的关系。为了便于对各缸的燃烧状况进行定量分析,提出了利用时频域内各点的幅值和表征各缸燃烧差异的新方法。在4缸柴油机上进行模拟试验对该方法进行验证,结果验证了该方法的有效性。     

预混合氢气对柴油机燃烧和排放性能的影响

针对预混合氢气的柴油机,在AVL Fire软件上建立了计算模型,并与试验结果进行对比,验证模型的准确性。在此基础上改变了喷射策略,对发动机缸内工作过程及相应的燃烧和排放性能进行数值模拟和分析。研究结果表明：随着预混合氢气质量分数的增加,缸内压力和温度升高,NOx 排放恶化,Soot排放改善;随着预喷射油量和预喷间隔角的增加,NOx 质量分数升高,Soot质量分数降低;随着后喷射喷油量的增加,缸内压力和放热率稍微减小,NOx 和Soot质量分数降低;随着后喷间隔角的增加,缸内压力、放热率、NOx 和Soot排放均未发生明显变化。     

多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究

基于1台高压共轨涡轮增压柴油机,采用不同的预喷正时、预喷油量与后喷正时等,研究了多次喷射对燃烧放热、排放生成与燃油经济性的影响,以实现均质压燃和低温燃烧过程。研究结果表明:随预喷正时提前,缸内峰值压力降低,主燃阶段的滞燃期缩短,NOx和炭烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷阶段燃烧的放热率和最大压力升高率增大,NOx和HC排放增大,而PM和CO排放降低;随后喷始点推迟,缸内压力与主放热率峰值差异变小,NOx排放降低,但炭烟排放先增大后逐渐降低。     

考虑非线性因素的气缸盖刚强度分析与评估

对不同工况下气缸盖的强度和变形情况进行了研究,建立了气缸盖—气缸垫—气缸套—机体的组合体三堆实体模型,进行了网格划分及仿真分析.考虑了气缸盖与气缸垫之间接触非线性因素以及气缸垫的材料非线性因素对气缸盖刚强度的影响,在进行正常工况机械强度计算的基础上,缸内最高燃烧压力增加为18 MPa和20 MPa工况下,对气缸盖的强化...     

基于强耦合理论的柴油机稳态传热计算

为了解决柴油机冷却水与机体组件之间的流动与传热问题,将强耦合理论应用于柴油机的稳态传热计算。建立了柴油机机体—缸盖—缸套—缸垫—冷却水腔的流—固耦合模型,通过内燃机工作过程仿真确定燃气侧的传热边界条件,进行了数值模拟。最终得到了冷却水腔内速度、压力、传热系数以及主要受热零部件的温度分布情况。