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。     

柴油机设计理论与实践(3)——柴油机设计所需的基础理论要点

<正> 5.活塞侧压系数 非增压柴油机活塞的侧压,在每平方厘米活塞面积上为3～5公斤/厘米~2,它与爆发压力相比是微不足道的,因而往往被忽视。可是,由于设计时对此没有给予足够的重视,而导致缸套与活塞磨损快,并且润滑油的耗量大。     

x2110N型柴油机活塞设计

本设计选择x2110N型柴油机作为研究对象,针对发动机内部的活塞组与连杆组展开设计。首先确定x2110N型柴油机基本参数,其次查阅柴油机设计手册根据柴油发动机的基本参数及类型确定该型号柴油机相关的参数设计标准,并基于此对x2110N型柴油机的活塞进行参数设计,最后对不同的设计参数完成公式校核并确定涉及可行性,最终设计出密封性能好、稳定性高、质量轻的发动机活塞连杆组。     

对西德MTU公司331柴油机活塞组设计的评论

<正> 西德MTU公司331系列柴油机缸径165毫米,冲程155毫米,转速为2000～2400转/分,单缸功率85～120马力,根据上述技术参数换算至活塞的比负荷为0.39～0.56马力/厘米~2;气缸内最大爆发压力Pz=130巴,运转指数达到102.30～147.31米~2/分~2(一般为120米~2/分~2)。它表明活塞组的热负荷和作用在柴油机零件上的机械负荷均较严重。为此,该公司     

130柴油机螺旋进气道的改进

一、问题的提出6130×150型球形燃烧室柴油机是在原6120×140型球形燃烧室柴油机的基础上,首先发展成6130×140,尔后发展成6130×150型的。即气缸工作容积由8.5升增加到11.95升。发动机转速仍为2000转/分,活塞平均速度由9.33米/秒增加到10米/秒。6130×150型球形燃烧室柴油机设计任务书规定的发动机性能指标为:额定功率N_(eH)=200马力/2000转/分;最大扭矩M_(emax)≥80公斤-米/1200～1400转/分;最低油耗g_(emin)≤175克/马力小时。为满足上述要求,必须对原型发动机进行改进。     

双对置二冲程柴油机高原环境燃烧过程的模拟研究

为研究高原环境对对置活塞对置气缸(OPOC)二冲程柴油机性能的影响,采用三维数值仿真的方法对不同海拔条件下OPOC二冲程柴油机燃烧过程进行研究。通过混合气特征参数定量分析高原环境对OPOC二冲程柴油机缸内油气混合过程的影响。通过对燃烧特征参数的分析,研究高原环境对OPOC二冲程柴油机燃烧过程的影响以及对OPOC二冲程柴油机性能的影响。结果表明:高原环境下,OPOC二冲程柴油机缸内平均压力下降,平均温度升高,燃烧过程恶化,燃油消耗率增加,Soot排放显著增加,而NO_x排放下降不明显。     

陶瓷涂覆的柴油机活塞热分析

涂覆陶瓷涂层可以改善活塞顶部的热力性能,从而提高活塞的使用寿命。文章首先在三维软件PRO/E中建立了柴油机活塞模型,然后通过N-S方程对活塞进行稳态下热力场求解,得到活塞的稳态温度场。对比计算结果,发现在活塞顶部涂覆陶瓷涂层可以明显改善活塞顶部热力性能。     

车用柴油机的活塞设计研究

首次提出了车用柴油机活塞的设计可分为基本结构设计、强度设计和运动设计三个部分。阐述了各个设计部分与发动机结构、性能间的内在联系；提出了各个部分的设计要点；揭示了评价活塞综合技术水平的指标。     

N6102系列柴油机设计

N6102系列柴油机包括N6102Q型(自然吸气)和N6102ZQ型(增压)两种。给出了该系列柴油机的主要性能指标,并根据其设计目标,对整机布置、机体、缸盖、活塞连杆组、曲轴飞轮组、配气机构、冷却系统及润滑系统等结构特点进行了介绍。     

重型汽车柴油机活塞销用钢及表面处理技术

阐述了活塞销的受力特点和断裂特征,并对重型汽车柴油机活塞销用钢的主要技术特性进行研究分析。对16Mn Cr5渗碳钢的纯净度、淬透性、带状组织及活塞销热稳性能和装机等进行性能试验。通过改善钢的纯净度、减轻带状组织、优化渗碳淬火和表面加工工艺,活塞销的强度和尺寸稳定性大大提高,从而使16Mn Cr5渗碳钢制活塞销满足重型汽车柴油机高可靠性和高疲劳寿命的性能要求。     

改善柴油机性能和使用寿命的复合合金活塞

<正>改善的中型Titin卡车装有Mazda公司的SL型3.5升直喷式增压柴油机,这台柴油机采用了一种新型复合合金活塞材料,其性能和寿命都有显著地改善。Mazda公司声称:该发动机的功率提高了10%以上,磨损减少20％,活塞寿命提高了二倍,与通常的铝体带耐蚀镍合金环槽的活塞相比,每一个活塞的重量减轻约10％。     

轿车柴油机用钢活塞

近几十年来,铝活塞已被成功应用于轿车柴油机。然而,不断升高的热负荷和机械负荷使得钢用作活塞材料更具吸引力。为满足负载能力和性能日益增长的需求,KS Kolbenschmidt公司为轿车柴油机开发了钢活塞。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

一种提高柴油机性能的方法

本文叙述了增加柴油机活塞行程改善柴油机性能的原理，并列举了几个应用实例。     

某大功率柴油机机械损失试验研究

为了获得某大功率柴油机的机械损失随机油温度和转速的变化规律以及各系统的机械损失组成比例,采用倒拖法进行了机械损失试验研究。试验表明,同一转速下,机油温度每升高10℃,平均机械损失压力减小约0.01 MPa;将倒拖法测得的机械损失通过Chen-Flynn模型进行修正,和油耗线法测得的平均机械损失压力相比,倒拖法更为准确;获得了各系统的机械损失分配比例,其中活塞连杆组的机械损失所占比例最大,活塞平均速度为11.7m/s时所占机械损失比例达65.5%。     

康明斯K系列柴油机的设计特点

介绍了康明斯K系列柴油机在设计上采用的偏置活塞技术、分级正时控制和低温中冷却技术。偏置活塞技术可以大大减轻活塞对气缸套的敲击，有效地预防气缸穴蚀的发生；相对于电探柴油机的全程控制来说，在采用机械控制的燃油系统的柴油机上，康明斯的分级控制系统对柴油机的所有工况能获得比较理想的正时控制；在船用柴油机及一些不宜装用风扇冷却的场合，康明斯K系列柴油机采用低温中冷技术以后，进一步降低了进气温度、燃油耗耗也可降低1％－3％。     

车用高负荷柴油机活塞

近年来,柴油机在功率和可靠性等性能方面取得了惊人的进展,因而柴油机作为汽车、工程机械和船舶等的动力得到了广泛的应用。而社会对改善柴油机固有的问题,如噪声、振动、排气等也提出了越来越严格的要求。随着大城市排气污染的恶化,车用柴油机的排放规则也将更加日益严格,仅变更较少的因素是很难实现改善柴油机排气的。从活塞设计的角度来说,在整体设计上实现这一要求并非不可能,但本文不予讨论。本文重点介绍高负荷柴油机活塞的活塞销孔、燃烧室、活塞环槽等方面的改进措施。     

柴油机活塞内冷油道CAE优化设计

本文针对国内某款柴油机活塞在售后市场上较大范围出现活塞开裂穿孔等失效问题,对柴油机活塞内冷油道位置及结构尺寸进行优化设计,采用ANSYS软件对优化方案进行CA E模拟分析,通过对活塞温度及温度-结构耦合应力结果对比分析研究,对柴油机活塞内冷油道进行设计优化,通过台架试验和市场应用验证,有效降低了柴油机活塞开裂穿孔等失效风险和售后市场赔偿率。     

丰田柴油机技术

在柴油机技术全面发展的今天,日本丰田柴油机采用的几项技术显得特别重要:在高性能柴油机上采用CFA陶瓷纤维强化铝活塞;采用新型电子控制喷油系统,并对燃烧开始采用光学传感;在2L—THE涡轮增压高性能汽车柴油机上采用陶瓷涡流燃烧室和在轻型卡车上采用排量为3.5升的新的直喷式13B系列柴油机。     

道依茨公司的B/FL513系列风冷柴油机

道依茨(Deutz)公司乌尔姆(Ulm)厂在自1979年以来生产的B/FL312/413/413F柴油机的基础上,新研制和发展了B/FL513系列。该系列柴油机采用新的燃烧过程,其中非增压发动机缸径扩大了3mm,使其在较低的转速下发出与旧系列柴油机相同的功率,从而降低了活塞平均速度,进一步提高了发动机工作的可靠性并延长了其使用寿命。发动机的燃油消耗率也进一步降低。 B/FL513系列是新一代柴油机。该机由于装有较多的电子部件,对各种不同的使用条件有很强的适应能力。陶瓷技术也在该机上得到部分应用,从而提高了一些部件的热强度,使发动机向绝热概念的发动机迈进了一步。在本文中的设计部分还介绍了该系列柴油机发展过程中积累的一些经验。