极限值中速试验机的设计与应用

本文介绍的极限值发动机(EVE)是一种独特的缸径为200mm、专门用于试验研究的中速试验机,其基本结构设计成可满足高负荷和易于接近燃烧室的需要。电空系统的采用扩展了发动机的能力,使之可以实时修改若干参数,能够快速改变气门定时、增压空气参数、排气背压以及燃油喷射参数。在2001年CIMAC会议上首次介绍了该单缸试验机,在2004年CIMAC会议上介绍了其首次运行试验情况。其后,在赫尔辛基理工大学的内燃机实验室完成了几种不同的发动机试验。这些试验导致了发动机和辅助系统的某些修改,使其实用性、运行可靠性和安全性得到提高。在首台样机试验和经验基础上推出了一种全新的第二代气门系统。该系统是与坦佩雷理工大学液力与自动化研究所合作研制的。新的气门装置有两个致动器(原先的系统采用4个),而且发动机机油用作液压流体。高速控制系统重新编程,以充分发挥气门系统可控性的优势。为了产生与产品发动机相似的燃烧室条件,更换了气缸盖和喷射系统。在本文中将介绍该发动机目前的运行状态,其中着重介绍试验发动机的试验结果和运行结果。特别令人感兴趣的是电子-液压气门系统、发动机控制系统和辅助系统。文中将对气门运行数据(诸如开/关点和速度、气门升程、可调气门重叠角和各种运行模式)、增压空气压力和温度限值、燃料喷射系统性能、冷却系统参数以及测量系统与测试仪器逐一进行介绍。另外,还将介绍一维模型的结构,该模型用于许多方面,本文介绍其在支持实验室试验或在设计、评估未来发动机研究工作中具备的优势。     

气门旋转机构在柴油机上的应用

柴油机的进排气主要由气门的开闭来完成,气门设计的好坏直接影响到柴油机性能.因气门工作环境恶劣,所以对气门优化设计尤为重要.在气门的结构组件中,增加气门旋转机构,使气门均匀受热,减少气门与气门阀座密封面的积炭和磨损,防止漏气、卡死等现象,可提高气门与气门阀座的寿命.     

具备相位可变功能的机械式连续可变气门机构的开发

已开发出可广泛应用于车用发动机的新型气门相位及升程／持续角连续可变机构。新机构可在发动机运行过程中同时、连续改变气门相位和升程,以及气门开启持续角。多体动力学模拟定向研究预测到在初始设计阶段没有预见的问题,在未经试验的情况下改善了该机构的性能。单缸机气缸盖上的原型机成功运转至发动机转速7000r／min,达到了目标发动机转速范围。介绍该新型机构的开发过程及设计方案。     

大功率柴油机和气体机可变气门技术

针对大功率发动机和燃气机,为提高进气控制的灵活性ABB涡轮增压系统有限公司提出了一种新型可变气门正时系统.介绍了这种可变气门正时系统的设计、试验和市场应用潜力的预期.     

现代柴油机性能预测

现代柴油机设计时通过CAE分析可以对性能进行预测,对新研制的柴油机的概念设计,采用先进的设计分析技术进行整机性能模拟计算,预测了发动机的性能指标,确定了气门定时、增压器匹配方案和进、排气系统几何尺寸.通过与样机试验结果的对比,验证了前期整机性能计算的正确性.     

柴油机气缸盖精密加工技术研究及应用

通过针对某型号柴油机气缸盖气门导管孔与气门座圈锥面的精密加工技术研究,从工艺方案、装夹系统、精密复合刀具的应用、刀片国产化的选用、加工过程中的冷却方式及其切削参数等各个环节进行了改进与优化,并在工艺试验验证的基础上,突破了气缸盖精密加工的关键技术,实现了气缸盖在批量生产加工中高精度加工的要求.     

带有可变气门正时和升程的新一代V8发动机的开发

介绍了为Infiniti FX50车开发的新款5．0L V8发动机VK50VE。VK50VE发动机配备了能够对气门正时和升程进行连续控制的机构,即可变气门正时和升程（VVEL）机构,以及对进、排气凸轮轴都能控制的液力可变气门正时控制系统,即双可变气门正时控制（D—VTC）系统。与之前用于FX45车的VK45DE发动机相比,这款新型发动机能够在节气门全开时获得较高的动力性,同时提供更佳的燃油经济性。另外,通过VVEL和D-VTC优化气门正时,这款发动机的排放性能较之VK45DE也有所改善。介绍了VK50VE发动机的技术特点,以及新近为改善带有VVEL和D-VTC系统的废动机性能而开发的控制技术．     

多重链路连续可变气门动作和升程系统的研究

应用多重链路机构开发出一种新型可变气门动作和升程（VVEL）系统。该系统可在从极小动作角和升程到较大动作角和升程的宽广范围内连续改变气门的配气正时角和升程。这种能力具有改善燃油经济性、功率输出、排放和发动机其他性能参数的潜力。采用VVEL系统获得的气门升程特性包括多重链路机构的摆动运动特性和摆动凸轮轮廓。采用多重链路机构,摆动凸轮的角速度在气门升高期间发生变化,但气门升程特性包括缓慢倾斜上升区段和急剧升高区段2个部分,这与常规发动机相同。根据系统基本原理概念模型和样机系统验证的模拟仿真数据,描述了多重链路VVEL系统的机械特性和所获得的性能水平。     

2．0L涡轮增压进气道喷射与缸内直接喷射汽油机应用无节气门负荷控制策略的对比研究

对1台2．0L涡轮增压进气道喷射汽油机和1台对比用的2．0L涡轮增压缸内直接喷射汽油机进行了台架试验研究,这2台汽油机都采用全机械式连续可变气门升程技术的无节气门负荷控制策略。对比中使用的基础发动机是不带连续可变气门升程机构的缸内直接喷射涡轮增压汽油机。运行试验重点是研究部分负荷时的燃油耗及全负荷时的低速最大扭矩。在这2种发动机运行模式下,采用连续可变气门升程机构后,发动机性能比无连续可变气门升程机构的涡轮增压发动机更好。这是因为更好的涡轮增压器响应优化了扭矩特性。带连续可变气门升程机构的涡轮增压进气道喷射发动机的扭矩与涡轮增压直接喷射的基础发动机相当,但低速状态下扭矩比基础发动机更好。涡轮增压连续可变气门升程缸内直接喷射汽油机在全负荷低速状态下能获得最大扭矩。涡轮增压连续可变气门升程进气道喷射汽油机在降低燃油耗方面具有更大的潜力。     

可变气门机构技术的发展与动向

可变气门机构现已几乎成为车用汽油机的标准配置，对提高发动机效率及降低发动机排放正在发挥较大的作用。介绍了可变气门机构的种类及结构，并较为详细地描述了可变气门机构的发展过程和采用的新技术，以及在不同时期对提高发动机性能所作出的贡献，也阐述了可变气门机构技术未来的发展动向。     

和谐号动车组备用制动系统关键部件试验台

描述了动车组备用制动试验台的设计目的、原理、结构以及主要功能。试验台用于备用制动系统中的分配阀、中继阀、司机制动阀、紧急制动阀、紧急按钮的性能测试,包括漏泄、充排风能力、灵敏度、输出要求等,试验台智能化程度高,人机界面良好。     

缓和曲线过渡段长度对地铁车辆动力性能的影响

少数地铁车辆通过缓和曲线时会出现高度阀偏离安装位置或其安装座损坏的现象。基于车辆动力学理论,采用SIMPACK动力学仿真软件建立了车辆动力学模型,研究车辆通过曲线段时动力学性能指标的变化规律,进而分析高度阀偏离安装位置等异常现象出现的原因。结果表明:轮轨力的突变发生在缓和曲线过渡段,并且随着缓和曲线过渡段长度的增加轮轨力突变值减小;高度阀偏离安装位置或其安装座损坏主要是由于车辆通过缓和曲线过渡段时产生的异常轮轨力及异常冲击所致,地铁车辆速度为80 km/h时缓和曲线过渡段长度应至少达到3 m。     

机车紧急排风阀的研究及仿真

机车制动系统中,紧急排风阀是机车紧急制动设备的重要组成部分。现介绍装备在HXD1C电力机车法维莱制动机上紧急排风阀的结构、工作原理、理论静态分析,并且利用AMESim软件对紧急排风阀进行建模和动态仿真,从仿真结果中分析影响紧急排风阀排气速度的因素。     

KZ1型控制阀仿真模型及列车制动性能仿真研究

根据空气流动理论和KZ1型控制阀(KZ1阀)的工作原理,建立使用KZ1阀的列车空气制动系统仿真模型,并开发相应的列车空气制动仿真系统,对KZ1阀置于快速及普通位时单车的制动、缓解和紧急制动进行仿真。与试验结果对比表明,仿真模型能够较好地模拟单车制动性能。对KZ1阀应用于时速160 km快速货车的列车制动特性进行仿真分析可知,KZ1阀在快速位时的列车制动性能与104型控制阀接近,在普通位时与120型控制阀接近;KZ1阀在制动、紧急制动时性能较好,但是在缓解时波速过低,初步分析是由于副风缸容积过大所致。因此,使用KZ1阀的车辆与使用其他型号控制阀的车辆混编时,可能会发生缓解传播不连续的问题。     

城轨车辆制动控制系统的分析

制动系统是城轨车辆关键系统之一,根据故障导向安全原则,制动系统失效时应有充足的措施确保列车和人员安全。北京地铁四号线车辆的制动控制系统通过G阀和RIO阀,完成列车的保持制动、常用制动、紧急制动、防滑保护等功能,并且将列车制动控制系统接入到TCMS系统中,保证了车辆的安全运营。     

120阀试验台的技术改进

对120阀试验台现存的问题进行了分析,提出了对试验方法、硬件结构和软件部分的技术改进方法,改进后的120阀试验台及配套试验方法既能对120阀也能对120-1阀进行准确、全面的性能试验。改进的试验台及程序在全路所有120阀的生产及检修单位得到了推广运用。     

基于ANSYS电空制动EP阀线圈稳态温升的研究

阐述了EP阀在城轨交通车辆制动系统中的作用,根据EP阀线圈的几何模型特点建立了线圈有限元模型,利用ANSYS有限元软件,对电空制动EP阀线圈稳态温升进行了仿真计算,仿真结果与利用电阻法测定的结果基本相符,达到了国产化电空制动EP电磁阀线圈稳态温升的设计要求。仿真为EP阀电磁系统的优化设计提供了理论依据,对提高城轨交通车辆电空制动系统的稳定性和可靠性具有重要的应用价值和现实意义。EP阀作为城轨交通车辆制动系统的关键部件已于2005年2月23日通过国家有关部门鉴定。     

109型分配阀紧急增压方式的改进设计

分析目前109型分配阀用安全阀紧急增压方式所存在的问题,提出一种新的紧急增压方式,并对其进行试验,试验结果满足使用要求.