基于GT-POWER六冲程柴油机初始参数的仿真计算

受资源短缺以及碳达峰、碳中和的战略要求,在传统内燃机四个冲程的基础上,增加了废气与水蒸汽混合气体等熵膨胀过程;利用喷入缸内的水吸热后瞬间汽化,体积膨胀推动发动机二次做功.根据构建循环数学模型进行六冲程发动机缸内气体状态参数和增加指示功及热效率的计算.在进行计算之前,利用GT-POWER软件仿真发动机的运行过程,得到第四...     

气动发动机

专利申请号：９７１１５７９０气动发动机主要是为促进社会进步,造福于人类的一种新型动力机械。本气动发动机由气源系统、发动机、驱动机构等三部分组成,它无需任何燃料及电能,由气源系统提供的高压气体冲进气缸内,在气缸里猛烈膨胀,利用这个膨胀力推动活塞做功,然后借助驱动机构推动活塞向上运动,回收解放出来的气体再作循环使用。发动机不消耗能源,工作是封闭式循环,既没有废气排放污染环境,又可以降低噪音,是一种绿色发动机,一瓶高压气体可使一台密封性能良好的发动机长久运转,节约能源,造福人类,是一种前途无可估量的动…     

自由活塞斯特林发动机动力活塞气体作用效应

为了能够深入认识自由活塞斯特林发动机动力活塞的运行特性,找到提高自由活塞斯特林发动机效率的方法,对配气活塞固定不动时的动力活塞的气体作用效应进行了理论分析,并设计了动力活塞的单独运动实验,在此基础上提出了动力活塞自然频率的计算公式。研究了压缩腔压力波超前与滞后动力活塞位移两种情况下动力活塞受到的气体力的作用情况,采用旋转矢量法阐述了气体力的作用机理。当压力波超前或滞后活塞位移小于90°时,一部分气体力发挥了气体弹簧的作用,使系统自然频率增大;当压力波超前或滞后活塞位移大于90°但小于180°时,一部分气体力发挥了惯性力的作用,使系统自然频率减小,且热源温度越高,系统的自然频率越大。利用本实验室的一台自由活塞斯特林发动机进行实验,验证了上述气体力作用的效应与规律,利用此理论计算系统自然频率和实验相差不超过2%,使得斯特林发动机成功启动。     

基于AMESim的往复活塞泵建模与分析

新型轨/姿控发动机采用往复活塞泵对推进剂进行增压输送,可提高空间液体火箭推进系统性能,减轻发动机质量。通过AMESim软件建立轨/姿控发动机往复活塞泵模型,对该模型的建立过程进行了详细的阐述,并且进行了动态仿真。结果表明,受气体压缩性的影响,活塞的往复运动存在停顿现象,适当调整液缸内弹簧的弹性系数和液缸、气缸直径可以在保持流量不变的前提下有效提高输出流量的稳定性。     

发动机活塞窜气量试验与分析

活塞窜气量试验作为可以评定活塞、活塞环、气缸套间配合状态的一种有效手段,是发动机性能试验的重要组成部分。在某发动机循环负荷试验运行100 h后,对其进行活塞窜气量试验,分析活塞活塞环的配合状况。通过对试验数据进行分析,得到了窜气量随转速、平均有效缸内压力的变化规律,以及燃油消耗率和有效热效率随活塞窜气量的变化规律。结合试验结果,对活塞窜气通道进行分析,得到了活塞活塞环的配合情况、发动机转速、缸内平均有效制动压力和发动机排量是影响发动机活塞窜气量的主要因素。     

数控气动发动机动力系统设计

数控气动发动机以压缩空气或液氮为动力源,通过其膨胀做功,将压力能转化为机械能.该文根据气动发动机的特点,对其能量供给系统、做功系统及控制系统进行了研究.分析了气动发动机动力源与气动发动机之间的高压气体减压控制过程及气动系统能量变化的特性,在能量的供给系统中加入客积减压和定量预喷系统,提出了新型数控气动发动机动力系统的设计方案.     

斜盘式气动发动机动力学仿真

斜盘式气动发动机是为满足特殊工作环境需求而设计的一种新型气动发动机,为了对该发动机的性能进行预测与评估,运用多刚体动力学理论对发动机的活塞、连杆、导槽约束机构等各组件进行运动学和动力学分析,在此基础上结合发动机气缸内气体状态模型以及负载模型,推导发动机的动力学仿真模型.根据动力学仿真模型编制仿真软件,进行发动机工作过程的动态仿真.建立发动机样机试验系统,并进行样机试验.试验结果与仿真结果的对比表明:这种新型发动机在工作原理和结构设计上都是可行的,所建立的动力学仿真模型是基本正确的,进行适当修正后可用于发动机优化设计.     

单活塞液压自由活塞发动机压缩冲程特性

以压燃式单活塞液压自由活塞发动机为对象研究其压缩冲程特性,以期得到高效可靠的压缩过程实现方案,满足系统着火条件要求.基于系统的基本结构,对系统不同工况下的压缩过程进行分类,并分别研究其主要特征,确定利用液压能实现系统压缩过程的基本控制量.通过建立系统压缩过程气缸状态和液压腔状态仿真模型,结合相关的试验测试结果,对不同工况下的压缩过程特性进行研究.研究表明:系统低压压缩过程着火条件易于满足,在非正常工作状态下的高压压缩过程需要消除压缩蓄能器的稳压作用,同时减小频率控制阀节流作用的影响.     

气动发动机在热发电中的功率问题

通过对二冲程气动发动机的活塞做功进行研究,建立活塞位移的数学模型,并对其傅里叶变换来简化位移公式。然后分析了活塞等压推动过程和绝热膨胀过程,进行了功率计算和MATLAB仿真。实验表明,在不同的气体压力和进气阀开通的截止角度情况下,气动发动机输出功率的变化,为气动发动机在热发电的应用提供了可靠的、有效的依据。     

跨临界二氧化碳压缩膨胀机的研究

为提高二氧化碳跨临界循环效率,解决系统节流损失大的问题,研究开发了新型的滚动活塞转子式压缩膨胀机,来代替二氧化碳跨临界系统中的节流阀。给出了滚动活塞转子式压缩膨胀机的设计思路和设计特点。对压缩膨胀机主轴的受力和力矩进行了分析和计算,分析结果表明在二氧化碳压缩膨胀机工作过程中,两个气缸内的流体流动过程相反,作用于主轴上的作用力和力矩的大小、方向都不相同,选择两个偏心轮合适的相位角有利于主轴上总力矩的平稳变化,设计时应选择最佳相位角,但同时两个偏心轮之间的主轴部分将是最薄弱的环节。     

多点电喷天然气汽车发动机进气干涉现象的数值解析

首先采用多维数值模拟的方法解析了从天然气喷射阀喷出的突发天然气喷流的发展过程,并由纹影试验验证了这个数值解析方法的可行性。在此基础上,解析了单进气阀和双进气阀发动机进气歧管内天然气的喷射和反射过程。结果表明,大量天然气与进气阀冲突后向进气歧管入口方向反射并造成进气阀附近气体压力升高;若进气歧管较短时,天然气-空气混合气反射到歧管入口并造成各缸混合气分配不均匀是完全可能的;即使较长的进气歧管时,由于发火顺序不同,各缸间的进气干涉程度也不一样,这将引起各缸实际的进气充量发生变化。     

汽车发动机各缸工作不均匀性的一种在线监测方法

提出一种利用瞬时转速信号在线监测汽车发动机各缸工作不均匀性和失火故障的方法,通过建立多缸发动机的非线性动力学模型。揭示了瞬时转速与气体力扭矩及各缸气体压力之间的本质联系,在此基础上直接定义了2种衡量各缸不均匀性的无量纲特征参数,给出了这些参数的快速提取算法和故障判断方法,实验研究结果表明,该方法有效可行,能满足在线分析的要求,从而为汽车发动机的性能监测、诊断与控制提供了一条可行的途径。     

基于高能量转换效率的旋转式气动发动机动力学分析

针对目前常用气动发动机能量转换效率低的现状,提出一种新型旋转凸轮活塞式气动发动机结构。根据气动发动机工作原理,针对旋转式气动发动机膨胀容积大,缸内高压气体压力直接推动凸轮活塞旋转对外做功的结构特点,分析缸内气体压力与输出扭矩之间的关系,建立动力学模型,并以此动力学模型为基础,利用Matlab/Simulink软件对该发动机单缸工作过程进行计算机仿真分析。仿真结果表明:旋转式气动发动机具有低速时有效扭矩大,能量转换效率高的优点。     

Precise instrumentation of a diesel single-cylinder research engine

The accuracy of any empirical result is a direct consequence of the quality of experimental setup and the strict control over testing conditions. For internal combustion engines, a large number of parameters that also exhibit complex interdependence may significantly affect the engine performance. Therefore, this work describes the essentials required to establish a high-quality diesel engine research laboratory. A single-cylinder diesel engine is taken as the fundamental building block and the requirements for all essential sub-systems including fuel, intake, exhaust, coolant and exhaust gas recirculation (EGR) are laid out. The measurement and analysis of cylinder pressure, and exhaust gas sampling/conditioning requirements for emission measurement are discussed in detail. The independent control of EGR and intake boost is also highlighted. The measurement and analysis techniques are supported with empirical data from a single-cylinder diesel engine setup. The emphasis is on providing the necessary guidelines for setting up a fully-instrumented diesel engine test laboratory.     

回收船舶柴油机余热的有机朗肯循环系统热力学性能比较分析

利用有机朗肯循环(ORC)系统对某型号船舶柴油机(最大持续功率为996 kW)的余热进行回收,以系统净输出功为指标,对比分析5种不同结构形式的ORC系统的热力学性能,结果表明:回收柴油机排烟余热的基础ORC系统最大净输出功达49.83 kW;增设回热器进一步回收膨胀机出口工质废热后,系统最大净输出功达54.84 kW;...     

生物质燃料汽车的发动机改装技术与设计

为使热值相对较低的生物质裂解气能满足车用发动机的使用要求,本文在对比了生物质裂解气和汽油的理化特性基础上,介绍了生物质气发动机的特点,详细论述了将汽油机改装为生物质裂解气机的关键技术及相应措施,设计了一套生物质燃气汽车的工作原理方案。     

普通机床加工发动机缸盖球形燃烧室的工艺试验

发动机缸盖是发动机的关键零部件.发动机缸盖的燃烧室容积,直接影响到发动机的工作性能,所以在发动机缸盖制造过程中,最终必须保证发动机缸盖燃烧室的形状、表面粗糙度、尺寸精度、容积等一系列参数,从而保证发动机总机性能.     

低气压对发动机轴承性能的影响

以立式单缸柴油发动机为研究对象，分析了低气压对发动机主轴承和连杆大端轴承工作情况的影响。首先建立了考虑气压影响的单缸发动机模型，然后通过实验测得发动机在不同环境气压下气缸内的燃气压力，将此压力作为载荷加载到单缸发动机模型上，利用AVL公司提供的商用软件EXCITE Designer计算得出主轴承和连杆大端轴承的载荷、偏心率和摩擦功率损失。计算结果表明：随着环境气压的降低，发动机的主轴承和连杆大端轴承载荷减小，转速越高载荷减小幅度越大；在转速较低时，随环境气压减小，偏心率的形状变小，轴承工作更稳定，在转速较高时，随环境气压减小，偏心率的形状反而变大，工作不稳定；主轴承和连杆大端轴承摩擦功率损失随着气压减小略有减小。最后，通过实验对计算模型进行了验证。     

缸内直喷技术在中小型汽油机上的应用研究分析

为实现更高的燃油利用率以及提高发动机效率,在进气管喷射技术的基础上研发了适合乘用车的缸内直喷技术,文章介绍了缸内直喷技术的发展过程并详细说明了其工作原理以及不同类型的缸内直喷发动机,另外对缸内直喷发动机相关发动机系统的要求也做了相关简介,进而证明缸内直喷技术是目前最适合的发动机技术,同时混合喷射技术也可作为可行的研究开...     

发动机气缸盖与气缸套温度场测试系统

发动机在稳定工况运行时,气缸内气体温度呈现剧烈周期性变动,气缸盖也将发生一定的温度波动.以某柴油发动机气缸盖和气缸套温度场分布规律为研究对象,采用存储测试技术设计了体积小、输入通道多、同步性好、精度高的温度测试系统.准确可靠的测试数据能够为柴油发动机的可靠性研究,发动机的设计、改进和验收提供依据.