柱塞副油膜温度分布的数值分析

在忽略温度在油膜厚度方向的变化而将温度求解视为二维问题的条件下,采用数值方法研究了轴向柱塞泵马达柱塞副油膜的温度分布规律.假设膜厚分布已知,通过黏温黏压关系方程、雷诺方程和能量方程联合求解,得出柱塞副油膜的温度分布.结果表明,按二维绝热模型计算的温升比传统的解析法更接近实测值,计算出的温度分布规律与实际测试结果一致.     

考虑柱塞两种姿态的柱塞副燃油泄漏研究北大核心

高压共轨喷油器运行时柱塞的姿态会有偏心和倾斜状态,为了更加全面地研究柱塞副的泄漏情况,建立了考虑柱塞姿态的柱塞副间隙流动数学模型,包括雷诺方程、油膜厚度方程、油膜截面速度方程、非等温流动方程、稳态导热方程和燃油物性参数方程,并对这些方程进行了基于有限差分法的数值分析。利用该数学模型计算了燃油泄漏速率,并与经典公式计算的燃油泄漏速率以及试验值进行对比,验证了该研究模型的有效性。经分析得出了柱塞在柱塞套内倾斜状态下和偏心状态下,间隙燃油的泄漏速率、油膜厚度、温度、密度、黏度和比热容的变化趋势。     

缸套-活塞环三维润滑状态模拟分析

以发动机缸套-活塞环摩擦副为对象,研究润滑表面粗糙度、润滑油的变黏度效应以及气缸套圆周方向的形变等因素对润滑状态的影响。运用三维瞬态平均Reynolds方程与微凸体接触模型,建立缸套-活塞环三维瞬态动压润滑模型,并使用Fortran语言编制了润滑状态计算程序,得出行程内的最小油膜厚度、压力分布、摩擦力等曲线。结合实际工况对计算结果进行分析,表明在活塞环圆周方向上的油膜压力及油膜厚度分布都是不均匀的,有明显变化;在压缩冲程上止点附近,微凸体摩擦力数倍于流体摩擦力,是引起摩擦磨损的主要原因。     

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。     

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。     

车用柱塞泵配流副径向表面轮廓对稳态润滑特性影响的研究

使用表面形貌仪实际测量了配流盘径向表面轮廓,同时假设缸体径向表面轮廓具有理想型、内凹型和内凸型3种类型,并使用倾斜方位描述法建立了考虑径向表面轮廓的油膜厚度模型;结合柱坐标系下稳态润滑控制方程,对比分析3种径向表面轮廓对偶形式配流副的动压力分布及其效果,最后搭建稳态润滑试验台进行试验验证。试验与仿真结果表明:与实测配流盘配合的理想平整缸体动压生成能力最强,但因加工问题无法实际应用,内凹型缸体动压能力次之,可应用于配流副工程设计,而内凸型缸体生成动压能力最差;内凹型缸体-实测配流盘对偶的配流副摩擦因数符合经典Stribeck曲线,其反映润滑状态转变的临界速度随负载的增大而升高。     

基于润滑分析的活塞环二维磨损数值模拟研究

进行了活塞环的二维磨损分析 ,联解了二维雷诺方程、膜厚方程和载荷平衡方程 ,分析了活塞环磨损量及磨损极限 ,并以试验结果对理论分析做了验证。     

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.     

发动机运转噪声的动力学分析及试验研究

建立了活塞系统工作过程的动力学方程和油膜润滑方程,并根据实测的解放CA6102汽油机的气缸压力对活塞二阶运动进行了计算。通过分析不同情况下活塞的无量纲横向位移和无量纲横向加速度随曲轴转角的变化关系,得出了影响发动机运转噪声的实质性因素。     

汽油机活塞组—气缸套整体耦合传热模型及应用

采用直接耦合的有限元分析方法对一汽油机的活塞组—气缸套系统的瞬态传热过程进行了研究。通过将润滑油膜假设为一维热阻,建立了活塞组—气缸套整体耦合系统的三维传热模型,应用所开发的三维流体动压润滑分析程序对活塞环组沿周向瞬时变化的油膜厚度进行了计算与分析。以LJ377MV汽油机活塞组—气缸套零部件为对象进行了应用研究,获得了更为清晰的多部件间的相互传热关系。     

微型电动车车室气流流场和温度场的数值模拟

空调车室内的速度场和温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价和研究的基础。本文采用稳态不可压缩N-S雷诺时均方程，用湍流涡粘度模型处理雷诺应力项．方程的封闭采用高雷诺数K-∈模型，应用整体法计算空调车室内气固耦合传热问题，并考虑了太阳辐射对温度场和强迫对流对空气流场的影响，对微型电动车空调车室内的三维空气流场和温度场的分布进行数值模拟研究，为电动车空调车室内舒适环境的优化提供了依据。     

桥梁河道三维水力与泥沙数值模型计算研究

从水动力和泥沙运动方程出发,采用雷诺时均的N-S方程,以k-ε双方程模型对紊流方程进行封闭,采用垂向分层的方法建立桥梁墩台冲刷的三维水动力模型。泥沙计算考虑悬移质和推移质泥沙输运,通过求解动网格方程更新整个计算域的网格坐标。通过数值模拟结果与模型试验结果的比较,建立的桥梁墩台冲刷数值模型具有较高的精度。     

汽油机活塞组一气缸套整体耦合传热模型及应用

采用直接耦合的有限元分析方法对一汽油机的活塞组一气缸套系统的瞬态传热过程进行了研究。通过将润滑油膜假设为一维热阻，建立了活塞组气缸套整体耦合系统的三维传热模型，应用所开发的三维流体动压润滑分析程序对活塞环组沿周向瞬时变化的油膜厚度进行了计算与分析。以LJ377MV汽油机活塞组一气缸套零部件为对象进行了应用研究，获得了更为清晰的多部件间的相互传热关系。     

发动机主轴承的油膜厚度测试技术

提高发动机燃油经济性的有效途径之一是改善各种零部件滑动部位的润滑状况,以降低摩擦,提高可靠性。因此,掌握发动机主轴承的油膜状态(油膜厚度、油膜压力)是至关重要的,这就要求对油膜状态,尤其是油膜厚度进行测试。介绍了几种常用油膜厚度测试技术的原理和应用范围,如激光诱导荧光法、总电容法、薄膜法等,并给出了相应的测试结果。此外,对发动机实际运转时的主轴承油膜动态,如油膜厚度的变化,以及发动机运转条件与最小油膜厚度的关系进行了描述。     

高原环境对缸内燃烧及壁面油膜的影响研究

为了分析高原环境下缸内燃烧过程及壁面油膜生成规律,采用 CFD 方法对不同海拔条件下柴油机燃烧过程进行了三维仿真计算,着重分析了海拔对壁面油膜的影响。结果表明：随海拔升高,过量空气系数降低,滞燃期延长,着火推迟,燃烧恶化,柴油机性能下降;高原条件对壁面油膜生成有较大影响,壁面累计油膜质量随海拔升高而增大,4500 m 海拔下壁面油膜累计质量最大可达19 mg ,约占总油量的8％;壁面油膜在燃油喷射弹着点处形成,随着时间推移,油膜向活塞边缘扩散,在高海拔条件下,燃烧结束时活塞边缘仍有油膜残留。     

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。     

PFI汽油机空燃比控制仿真及试验研究

基于发动机台架试验,建立并标定了进气道燃油喷射单缸汽油机一维仿真模型,探索了空燃比控制的新方法。依据经典控制理论,通过所建空燃比PID控制器与参数整定,实现了稳态空燃比控制。基于x-τ油膜模型,提出了其代数控制X-Y油膜方程,分析了进气道燃油传输过程对空燃比控制的影响;通过燃油阶跃扰动法,对X,Y参数进行识别,获得了X,Y参数MAP图,构建了离散化燃油动态补偿器,实现了空燃比在瞬态工况下的前馈控制。     

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。     

HT—CVT油膜动力传递过程的仿真研究

为适应对车辆动力性能、经济性能和排放性能的要求,本文以HT—CVT为研究对象,建立了其动力传递油膜模型和油膜动力传递模型,通过计算分析得到了基于变速单元结构设计的油膜变化历程,以及油膜动力传递特征,结果与实验吻合较好。模型可直接应用于HT—CVT的计算机设计,计算结果对实际变速系统设计具有指导意义。     

对旋式轴流风机非设计点流场的分析

从三维雷诺时平均非定常的ＮＡＶＩＥＲ－ＳＴＯＫＥＳ方程出发，采用压力耦合方程的半隐式方法（ＳＩＭＰＬＥ），对流项采用迎风差分格式（ＵＤ），结合各向异性Ｋ－ε湍流模型，数值模拟了对旋式轴流风机非设计点的流场，并与已有的结果进行了比较。结果表明，求解ＮＡＶＩＥＲ－ＳＴＯＫＥＳ方程是定性分析对旋式轴流风机非设计点性能的一种有效方法。