利用虚拟发动机进行发火次序优化

现代发动机机械负荷和热负荷不断增大,迫切需要在多个方面大范围地对发动机结构进行优化。许多发动机零部件的开发过程是由计算机仿真支持的,目前这类开发技术相当先进和成熟,高度优化的产品不断涌现。不过,有些设计变量的优化(诸如发火次序)对发动机运行的影响涉及多个学科,目前仍具挑战性。在施加高燃烧压力的情况下,多缸商用发动机发火次序的合理布局对于减轻曲轴乃至整机振动和减轻主轴承负荷是一种有效的手段,与此同时,还能在保持进、排气系统良好流体动力学特性的情况下控制发动机的平衡。推荐的四冲程柴油机通用发火次序选择方法(尤其是其第一部分—基于曲轴系统扭转振动的发火次序优化法)是文章主题。德国FEV公司开发专用算法,为预定的曲轴布局产生一系列发火次序,然后针对其结果进行发动机仿真。此种方法可减少理论上可能的发火次序方案数,只剩下与给定发动机设计边界相符且技术上可行的方案。最后,对每种给定发火次序的影响,利用多准则优化技术(例如所推荐的愿望指数法)进行分析评估。针对典型的发动机结构和曲轴布局,给出技术上可行的发火次序方案数,是上述算法的一种进一步改进。文章介绍了确定发火次序方案数的方法,并以V16商用柴油机为例,介绍了发火次序对曲轴扭转振动的影响。     

TBD620V16柴油机曲轴动平衡分析

根据TBD620V16柴油机曲轴的结构特点,对发动机曲轴动平衡力学原理及动平衡机的选择进行剖析.进行了TBD620V16柴油机曲轴不平衡量的计算,提供了一个有助于抑制柴油机振动的工程实例.     

以优化曲轴为目的的创新轴承设计

由于发动机功率和缸内最高燃烧压力不断提高，在相同甚至较小尺寸的情况下，对发动机零件的要求越来越高。轴承的承载能力和曲轴的结构强度越来越接近临界线。ThyssenKrupp和IAV公司提出一种创新的轴承理念，可明显改善曲轴的强度。     

斯太尔汽车发动机曲轴模锻工艺开发

分析了斯太尔汽车发动机曲轴的结构特点和锻造难点,通过改进锻模终锻型腔和预锻型腔的分模方式,使得斯太尔曲轴只需一火次一道工序,用16 t模锻锤即可完成模锻成型。     

曲轴制造工艺的革新——新一代曲轴淬火工艺

曲轴制造是发动机零部件制造商公认的难题。一方面,轿车、卡车和船用发动机制造商持续要求降低成本;另一方面,对性能的要求越来越高。现今的曲轴必须具有足够的强度和刚度,以承受由现代发动机产生的极端负荷,同时,还必须减少自重、外形尺寸和振动。所有这些必须以不牺牲曲轴的抗磨损性和抗疲劳性能为前提。因此,零部件制造商正在竭力研发曲轴制造工艺,以满足更低成本和更高性能的双重要求。     

再制造曲轴疲劳寿命分析

为进行某工程机械发动机再制造曲轴的疲劳寿命分析,在有限元软件MSC.PATRAN中分别建立了原有曲轴和再制造曲轴的三维有限元分析模型,对原始曲轴和再制造曲轴进行了静强度和疲劳强度分析。从仿真结果可知,再制造曲轴具有较高的疲劳寿命。     

BMW公司新型直列6缸汽油机

BMW M3大型轿车和M4双座小轿车配装新型直列6缸汽油机。该直接喷射汽油机采用BMW双涡轮增压技术及高转速方案,输出功率达到316kW。据BMW公司称,新型汽油机的最大扭矩远高于500N·m,并采用高扭力的锻制曲轴,发动机转速可高达7500r／min以上。新汽油机曲轴箱采用封闭式结构,刚性极佳,能承受极高的气缸压力。     

水平对置柴油机曲轴动应力有限元分析

现代发动机设计对功率密度提出更严酷的要求.在水平对置柴油机设计过程中,针对曲柄连杆机构的特殊结构形式,采用计算机辅助工程设计技术,利用运动学和动力学分析结果,使用Abaqus软件进行有限元动应力计算,分析不同时刻发动机的应力分布状况,为曲轴优化设计提供重要依据.     

降低发动机摩擦的轴承技术

当前,禁止在内燃机零部件上使用铅作为合金元素的法规业已实施,并且,由于普遍应用混合动力、发动机小型化、低黏度机油、起动一停车系统等新技术来降低发动机的燃油耗及排放,曲轴轴承的工作环境变得更加苛刻。针对曲轴轴承工作环境的变化,着重叙述在实现发动机高功率、小型化及降低摩擦损失等方面开展的摩擦学研究,介绍轴承材料研发及其设计理念的创新与成果．也对在曲轴轴承上应用的新型表面处理工艺及减摩技术进行评价。     

柴油机曲轴轴系的柔性多体动力学仿真分析

以曲轴有限元模型为基础,建立了包括活塞、连杆、飞轮和减振器皮带轮在内的三维实体曲轴系统多体动力学模型.通过进行曲轴系统在发动机工作状态下的柔性多体动力学仿真计算,求出了柴油机在不同工况下的扭矩输出特性和各主轴承在一个工作循环内的载荷变化情况,分析了曲轴在实际安装和运行状态下的扭振响应特性,并将计算与实测的结果进行了比较,证明柔性多体动力学仿真分析的结果是可靠的.     

HXN5型机车柴油机曲轴校直后应力消除方案优化

HXN5型内燃机车用6 000马力中速柴油机合金钢制造的曲轴热处理技术要求与以往所熟悉的机车柴油机合金钢曲轴有很大的不同,它的预备热处理要求采用喷雾正火加高温回火,最终表面热处理采用氮化.曲轴成品要求全长最大跳动量不超过0.06 mm,这个要求高于以往制造的机车柴油机曲轴.通过对锻钢曲轴消除应力的机理的探讨,提出了应力消除的最佳方案,并据此对校直后消除应力的工艺方案进行了试验研究.结果表明:曲轴消除应力热处理保温温度采用在正常热处理的回火温度以下20℃是合适的;采用雾冷正火后校直,再进行回火的工艺安排是可行的.通过工艺优化,解决了该型曲轴在校直后由于应力消除不彻底而造成的变形超差问题.     

CAE在柴油机设计开发中的应用

介绍了CAE在发动机研发中的作用,对某柴油机设计开发过程中所进行的整机热力学计算,轴系、阀系、燃油喷射系统分析,曲轴、连杆、主轴承壁、气缸盖一气缸套机体组的有限元计算,以及水套、气缸内气侧CFD分析的计算内容和方法进行了介绍.     

肥槽回填对装配式地下车站结构的力学影响

肥槽回填是明挖装配式地下车站的主要施工阶段,对装配式地下结构的内力和变形有重要影响。针对肥槽回填阶段装配式地下车站结构的力学特性,建立增量法结构计算模型,对不同肥槽的回填材料、回填方案以及中板结构施作的先后次序等工况下的装配式地下车站的结构进行分析,研究不同工况对装配式地下车站结构内力和稳定性的影响。研究结果表明：①采用常规土体材料进行肥槽回填,其回填荷载会导致该阶段装配式结构部分的接头内力超过接头承载能力,回填荷载作用下结构有失稳趋势(拱脚支撑受拉);②采用结硬性材料进行肥槽回填,不同分层方式的回填方案对装配式结构的接头内力和稳定性影响差异较大,其中结硬性回填材料一次性回填对结构的影响比常规土体回填更大,分多层回填时能有效降低回填荷载的影响,采用4次分层回填方案,结构受力与变形均有大幅改善,能确保结构稳定性,使接头承载性能满足要求;③在肥槽回填之前施工中板结构,能大幅改善肥槽回填荷载对结构接头承载能力和稳定性的影响,各种回填方案均能满足结构受力和稳定性的要求,因此中板施工前置工况可降低对肥槽回填材料和方案的要求,不排除今后采用较低强度结硬性材料回填的可能性。     

JL-902型机车柴油机燃烧系统分析仪的研制及应用

讨论了JL-902型机车柴油机燃烧系统分析仪的系统组成、结构特点、现场测试数据,并对数据进行了分析和讨论。通过对测试的示功图和高压油管压力波的分析能够得出柴油机燃烧系统的基本性能参数,并为柴油机提供了一种新的测试设备。     

内燃机车柴油机曲轴修复的探讨

通过分析内燃机车柴油机曲轴的重要性及在运用中存在的问题,指出曲轴在运用管理中应重点抓好的几个环节,强调要严格按规定的工艺进行修理,不能简化修理工艺,才能保证满足质量要求,并产生良好的经济和社会效益。     

50CrMo4曲轴热处理工艺研究与应用

研究了50CrMo4材质的特性,对50CrMo4曲轴进行了热处理工艺研究与试验,检测其硬度和力学性能.分析结果表明,50CrMo4曲轴经此工艺热处理,在增加曲轴表面硬度的同时,提高了综合力学性能.通过工艺研究和试验,50CrMo4曲轴试制成功,并通过中国船级社认证.     

HXN5型内燃机车活塞加工工艺

分析了HXN5型货运机车柴油机活塞的结构特点;介绍了活塞顶,销座和裙套的加工工艺;并对各个零件的加工难点和要点做了详细说明.     

280柴油机凸轮轴改进

针对12V280ZJ柴油机在某些方面存在的一些问题,提出改进方案：通过延长排气门关闭段,并加大关闭段后期的开度,以加强排气重叠期,增强对气缸和排气门的扫气,来解决排气温度和排气门温度偏高问题;将标定工况时的供油提前角向后推移2°凸轮转角,解决了部分负荷工况供油率偏低、油耗高等问题。经过在280单缸柴油机上的试验,试验结果达到了预计目标。