隔热涂层对活塞温度场及应力场的影响分析

以汽车发动机铝合金活塞为研究对象,建立等离子喷涂涂层隔热性能分析仿真模型,综合分析粘接层材料及孔隙率对涂层隔热性能的影响,并对涂层样块进行隔热性能试验。结果表明：隔热涂层的存在使活塞金属基体的温度显著降低,其中ZrO₂隔热层+NiCrAlY粘接层的组合隔热性能最好,且随着粘接层孔隙率的增加,涂层隔热性能提升,但孔隙率过大会导致涂层与基体的机械结合强度降低,综合考虑隔热性能与结合强度结果,涂层粘接层的最佳材料为NiCrAlY、最佳孔隙率为10%,喷涂上述隔热涂层后,在实际工况条件下活塞的等效热应力值满足产品设计要求。     

考虑进气冷却的柴油机活塞温度场分析

考虑进气过程对缸内气体温度和活塞顶面温度分布的影响,通过柴油机缸内燃烧过程仿真获得活塞顶岸对流传热系数、燃气温度曲线以及活塞组热边界条件,进行了柴油机冷起动和标定工况下的活塞温度场分析,利用活塞测温试验对仿真分析结果进行了验证。结果显示,考虑进气冷却影响的活塞温度场计算结果精度较高,与实测特征点温度的相对误差在6%以内,为活塞应力应变分析和结构优化设计提供了准确的边界条件和有意义的参考。     

CA488型发动机活塞温度场及热应力的有限元计算分析

根据ＣＡ４８８型发动机原设计后活塞的结构形状，建立了三种活塞计算模型，并采用有限元法计算分析了这三种活塞的温度场，热变形及热应力，在建立计算模型时由于考虑了防胀钢片的销孔偏心的影响，并采用了等参三维实体单元，从而避免了平面二维模型严重失真的问题。     

活塞振荡冷却的数值模拟计算及温度场分析

利用CFD动态网格层变法建立了活塞振荡冷却的瞬态计算模型,并应用VOF模型对活塞的振荡冷却进行了瞬态数值模拟计算。分析了活塞在不同位置时油腔内冷却油的流动情况,得到了内冷油腔的机油填充率、壁面传热系数等随曲轴转角的变化规律。为验证其冷却效果,提取了内冷油腔壁面的换热边界,对活塞的温度场进行了有限元模拟计算,并与试验结果进行了对比,为活塞的优化设计提供了依据。     

2135G柴油机活塞温度场的试验研究

对2135G柴油机活塞的温度用硬度塞法进行了测量，并用有限元法计算出了活塞的温度场。试验证明，用硬度塞法对工作在高温高压下的发动机活塞温度进行实测是一种行之有效的方法。     

柴油机活塞热负荷的研究

本文介绍了各种结构型式活塞热负荷的研究结果，分析了一些结构因素对活塞第一环槽温度的影响．     

基于一阶法的活塞温度场分析与优化研究

通过柴油机工作过程模型及各区域传热系数经验公式确定了活塞温度场计算的边界条件,结合一阶优化算法应用有限元软件计算分析了标定工况下该活塞的温度场分布,并通过试验数据验证了计算方法的可行性.应用此方法预测分析了柴油机最大扭矩工况下活塞的温度场分布,结合两种工况下的计算结果对活塞顶进行了优化改进,并对改进后的活塞温度场进行了仿真计算,结果显示改进后活塞的温度场基本保持稳定且消除了结构原因造成的局部温度梯度偏大的问题.     

高强化柴油机组合活塞温度场的三维数值模拟

在对PA6—280柴油机的钢顶铝裙组合式活塞的热负荷状况进行分析的基础上,建立了该型活塞的三维热分析模型,并借助于强大的有限元分析软件ANSYS5 5计算分析了活塞的热负荷,得到了与测量结果相吻合的三维温度场。数值结果为进一步进行柴油机活塞的结构改进和优化设计提供了依据。     

多工况下某柴油机活塞温度场有限元分析

通过UG软件建立了活塞的几何模型,在计算讨论了活塞热边界条件后,借助有限元分析软件ANSYS建立了某柴油机活塞温度场有限元模型,并进行了多工况下活塞温度场的有限元分析。     

车用自由活塞膨胀机-直线发电机系统发电机性能研究

针对汽车余热回收系统中的自由活塞膨胀机-直线发电机系统对直线电机的应用需求,以适用于该系统的一款无铁心永磁同步直线电机为研究对象,通过电磁场理论分析电机模型,搭建ANSYS Maxwell二维瞬态场模块,分析了电机空载、负载工况的磁场特性和极弧系数、气隙长度等参数对电机推力性能的影响,并进行了参数优化以减小电机的推力波动。仿真结果表明:在相同结构参数下,极弧系数和气隙长度相互作用,可以有效降低电机的推力波动。     

热障涂层对活塞材料平板温度场的影响规律研究

为了简化隔热涂层对活塞温度场影响研究的试验设计方案,并给实际活塞的隔热涂层设计提供设计依据,以活塞材料制成的平板为研究对象,通过数值仿真分析和试验验证的方法,探究隔热涂层对平板表面温度场的影响规律,并对某型汽油机平顶活塞进行仿真计算,分析活塞表面形状的影响,验证平板研究中所获规律对活塞模型的适用性。结果表明,数值分析结果与试验所得规律有着很好的吻合度,两者的误差在10%以内;活塞设计中可利用仿真方法进行初步计算,用以指导试验设计,优化试验温度测量布点,降低试验工作量及成本;隔热涂层对活塞材料制成的平板有着显著的隔热效果,涂层的导热系数越小,厚度越大,隔热效果越佳;选用热障涂层时应优先考虑导热系数小于8 W/(m·K)的材料,且对于ZrO₂涂层,厚度每增加0.1 mm,活塞基体表面温度降低4～5 K,尤其厚度在0.2～0.4 mm段隔热效果改善最为显著。     

基于C8051F310的内燃机活塞温度场测试系统

介绍了由C8051F310单片机组成的温度场测试系统,提出了高速运动状态下测量发动机活塞温度场的方法,利用热电测量原理和无线传输技术,实现了活塞表面多点温度的同时测量.详细阐述了测试系统的硬件电路设计和程序设计,在某活塞温度场测量中的应用表明,该系统具有较高的测试精度和可靠性.     

汽车转向系统的直线步进电机控制

采用直线步进电机（LSM）控制的汽车电动转向系统（EPS）是当前国际上的新技术之一。本文通过直线步进电机的原理、核心芯片的选用、控制系统的构建,概要研讨新型转向系统的设计要点,重点阐述直线步进电机的EPS系统架构、技术方案的确定,控制系统结构图及程序流程图,对应软硬件等对实施系统控制的影响。     

基于活塞热机耦合仿真的柴油-天然气双燃料发动机替代率研究

建立了柴油-天然气双燃料发动机活塞、活塞销、连杆的有限元模型,分析了活塞在不同替代率下标定功率工况时的温度分布情况,将活塞上某些点处的仿真值与实测值进行了对比,误差满足工程要求.将温度场分布作为热机耦合的初始条件加载到活塞上,计算活塞热机耦合作用下的应力场和变形场.结果表明:活塞最高温度值出现在活塞顶部偏离燃烧室一侧,热机耦合的最大应力出现在销座内侧上部,最大变形值出现在活塞顶部偏离燃烧室的外侧,并随着替代率的增加而升高.     

小型风冷柴油机受热零件温度测试的研究

本文从产品设计和热负荷研究两方面阐述了小型风冷柴油机受热零件温度测试的必要性，介绍了常用测试方法、测点布置以及测试工况的选择，详细介绍了直喷式、涡流室式、预燃室式等若干机型的活塞、气缸盖及气缸套的温度测试结果，并对测试结果作了分析讨论．     

基于丰田普锐斯混合动力汽车的发电系统研究

研究在发生地震及类似紧急情况时利用汽车的混合动力系统提供紧急电源，利用混合动力汽车现有的驱动电机和逆变器，通过电机中性点向电网输出大容量电力，并在丰田Prius轿车上进行试验。     

基于瞬态分析的柴油机活塞疲劳寿命预测

以某增压柴油机活塞为研究对象,建立了由曲柄连杆机构和缸套组成的装配体有限元模型,计算了活塞在热载荷、机械载荷和热-机耦合作用下的应力分布,在此基础上将计算得到的热-机耦合应力场作为疲劳载荷,采用名义应力法对活塞进行疲劳寿命计算。结果表明:活塞的短寿命区域出现在活塞销座内侧上部,最低循环次数为8.823×10~7次,折合1 470.5h。从计算结果看,活塞的结构较为合理,能满足柴油机的使用要求。     

基于流场和温度场的轿车乘员舱热舒适性分析

本文中基于流场和温度场分析不同送风温度对轿车乘员舱热舒适性的影响。仿真与实验结果基本一致,表明:在极端炎热条件下,将送风量增加至临界风量附近,有利于快速降温,并可避免过强的吹风感。入口温度较高时会使乘员舱降温效果明显变差,但舱内空气新鲜度变化不大。建议在设计空调系统时要考虑舱内空气,包括乘客脚部附近空气的流动与散热,调整风道格栅角度,以避免出现速度死区而造成散热不佳。     

采用电磁直线电机的主动悬架控制系统的设计与能量分析

针对因特殊的动力布置形式导致的轮边驱动电动汽车操稳性和平顺性之间冲突,本文中提出了一种新式电磁直线电机式悬架系统的主动控制系统。考虑到其能量回收性能不佳的弊端,基于LQR控制设计了一种包含能量管理单元的能量回收控制器,并在Matlab/Simulink中对整个系统进行了仿真。结果表明,所设计的能量回收控制器不仅能够改善汽车的操稳性和平顺性,而且能有效回收汽车悬架的振动能量。