新型2D25卧式柴油机燃烧系统研究

针对新型2D25卧式柴油机设计要求,对其燃烧室、喷油系统和进气道进行了设计研究与匹配。通过综合匹配优化研究,新型2D25卧式柴油机达到了设计性能要求,标定功率达37kW(2 400r/min),最大转矩167N.m(1 600r/min),最经济燃油消耗区范围宽广,最低燃油消耗率224g/(kW.h)、最高排气烟度2.5BSU、最高排气温度610℃,排放达到中国非道路移动用柴油机第Ⅱ阶段排放限值要求。     

应用无量纲分析法对柴油机性能的大气修正

随着海拔变化,大气状态随之变化,导致内燃机性能相应变化。现行内燃机性能的大气修正标准在实际运用中还存在问题。为了深入探求柴油机大气修正的实质性问题,采用内燃机大气模拟综合测控系统,试验研究了不同大气状态下的柴油机性能。建立了一套柴油机运行在不同海拔地区的无量纲分析方法,提出了应用无量纲分析法对柴油机燃油消耗率和功率进行大气修正的方法     

湿式气缸套周向应变的动态测试与分析

针对内燃机气缸套在工作时的动态变形问题,提出一套对湿式缸套工作时的变形进行测试与分析的方法,得出应变-时间波形,根据所测数据,给出应变频谱,并用曲线拟合的方法近似绘出缸套圆周在工作时受冲击产生的变形。比较缸套各部位不同工况下变形的特点,结果表明,缸套变形及其振动能量所分布的频带和转速的关系十分密切,并且缸套主推力面中部变形和振动最为剧烈。     

柴油机噪声测试与分析系统的开发及应用

基于近场声全息(NAH)技术及空间快速傅里叶变换(FFT)算法,利用虚拟仪器软件Labview开发了柴油机噪声测试与分析系统;对系统中的数据采集模块、NAH模块、仿真程式模块进行了分析;通过已知声源进行仿真模型校正,该系统具有对噪声进行频域分析及识别的功能。该文以直列四缸涡轮增压柴油机为测试对象,在次推力侧主要对1800r/min、3000r/min两转速工况进行了测试及声压级分析;对主推力侧、发动机前端寻找最大声压级。结果表明:系统仿真时能准确识别已知声源信号;1800r/min工况下,噪声幅值较大区域主要有:油底壳、带轮端、发电机与带轮端相接处等。3000r/min工况下,在气缸盖罩、带轮端、下缸体等位置产生了较大噪声;主推力侧、发动机前端都在高转速3600r/min,1410-2820Hz频段内出现最大声压级。     

国六柴油机轨压和喷油正时对柴油机性能的影响

为优化柴油机性能,基于一台配备了完整国Ⅵ后处理系统的高压共轨直列4缸柴油机,开展了柴油机负荷特性研究,在此基础上研究轨压和喷油正时对柴油机性能的影响。研究结果表明：以适当较小的轨压配合较为提前的喷油正时可以达到较为理想的柴油机油耗及排放;轨压和喷油正时对HC排放的影响较小;轨压对柴油机油耗、排温、NO_x排放、CO排放的影响较大,且在中等偏高负荷时更为敏感,随着轨压增加了57 MPa,柴油机油耗、排温分别下降了16.1 g/（kW·h）、63 ℃,NO_x排放上升了663×10^-6,CO排放下降了785×10^-6;喷油正时对烟度及柴油机氧化催化器前端温度T₄、柴油机颗粒捕集器前端温度T₅、选择性催化还原系统前端温度T₆的影响较大,且在低负荷时更为敏感。随着喷油正时提前6.0°,烟度下降了0.43%,T₄、T₅、T₆峰值出现在轨压为76 MPa且喷油正时为上止点前7.5°时,温度分别为315.3、338.4、329.3 ℃。     

新型非道路卧式柴油机机体结构及动态特性分析

针对自主创新设计开发的非道路龙门卧式柴油机机体,分析了龙门卧式机体的结构特点,建立了机体装配组件有限元模型并通过自由模态试验进行了验证,计算分析了龙门卧式机体结构低阶固有频率和振型,并与传统隧道卧式机体结构的低阶模态进行了对比分析.研究结果表明：新型非道路卧式柴油机龙门机体结构紧凑、润滑油道短、冷却效果好、铸造和加工方便;其低阶固有频率较高,整体刚性较好,各阶模态固有频率均大于500 Hz.     

活塞二阶运动对非道路高压共轨柴油机振动及噪声影响分析

活塞敲击是柴油机主要的振动和噪声源,其主要原因是活塞在其与缸套的间隙中做横向和偏摆的二阶运动,因此研究活塞设计参数对活塞二阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以某非道路四缸高压共轨柴油机为研究对象,建立活塞动力学计算模型以及整机多体动力学计算模型,通过机体和曲轴的模态试验,验证了有限元模型的准确性;采用正交设计方法,研究了活塞销偏置量、活塞裙部中凸点位置、配缸间隙对活塞动力学、整机振动与噪声的影响。研究结果表明:活塞配缸间隙对活塞敲击能量、活塞敲击力、活塞所受力矩影响最大;对发动机振动噪声敏感性分析显示,活塞销偏置是影响发动机振动与噪声性能的关键因素。     

新型非道路卧式柴油机龙门机体结构的设计与分析

针对非道路卧式柴油机结构特点,分析了现有卧式柴油机隧道式机体存在的技术问题,自主创新设计开发了卧式柴油机龙门机体结构。结合自由模态试验,建立了机体组件有限元分析模型,计算分析了机体结构刚度和强度状况。研究结果表明:新型卧式柴油机龙门机体结构紧凑、润滑油道短、冷却效果好、铸造和加工方便;其低阶固有频率较高,整体刚性较好,各阶模态固有频率均大于500Hz;在计算的预紧工况、最大扭矩工况下第1缸爆发和第2缸爆发3种情况下机体没有出现很高的应力集中现象和较大的变形,计算得到的安全系数均在1.5以上;其结构刚度和强度满足非道路柴油机使用工况要求。     

增压中冷柴油机主轴承润滑特性研究

基于弹性流体动力润滑理论,建立了4缸柴油机主轴承润滑仿真模型,研究了不同转速下内燃机轴瓦与轴承座的弹性变形、轴瓦与轴颈粗糙度对主轴承润滑特性的影响。研究结果表明:5个主轴承膜厚比均大于1,其中第5主轴承峰值油膜压力与其他4个主轴承相比明显偏大,而且存在偏磨现象,润滑相对恶劣;优化后第5主轴承峰值油膜压力平均降低了20%,最小油膜厚度平均增加了25%,摩擦功耗平均降低了43%。     

柴油机螺旋气道结构参数对其流动特性的影响

针对柴油机复杂的螺旋进气道结构,在前期螺旋进气道的参数化设计方法研究的基础上,结合气道稳流模拟试验,建立不同结构的螺旋进气道流动仿真模型。采用计算流体动力学三维模拟的方法研究了螺旋进气道最小截面处的几何形状、螺旋段螺旋半径和螺旋终止角等结构参数对气道流动特性的影响关系。研究结果表明:通过改变螺旋气道最小截面处外侧形状、增大最小截面积和改变螺旋段形状、增大螺旋半径,可增大气道平均流量系数,降低平均涡流比;改变最小截面处内侧形状和改变螺旋段螺旋终止角对气道流动特性的影响较为复杂,不呈现单调变化规律。