4100QBZ增压柴油机活塞机械负荷与热负荷耦合分析

针对4100QBZ废气涡轮增压柴油机活塞的机械负荷和热负荷问题,实测了标定功率工况下活塞表面19个特征点的温度和缸内燃烧压力,并结合有限元分析法分析了机械负荷与热负荷共同作用下活塞的耦合应力场与变形.研究结果表明,标定功率工况下,4100QBZ增压柴油机活塞头部表面工作温度最高达367 ℃,缸内最高燃烧压力11.9 MPa,其曲轴转角363.75°CA;在机械负荷和热负荷共同作用下,最大耦合应力125.7 MPa,出现在活塞销座与销接触面上以及销孔上方销座内侧;最大变形0.416mm,出现在活塞头部主推力面上.     

乙醇/柴油不同掺醇途径的性能对比

为了对乙醇/柴油混合燃料的应用和研究获取更全面的认识,在增压柴油机上对比了燃用纯柴油时与泵掺法(高压油泵掺醇)、化醇法和蒸气法(进气道掺醇)对排放性能的影响.研究结果表明,泵掺法的当量燃油消耗率优于原机;化醇法和蒸气法在低、中负荷范围内的当量燃油消耗率增大,在中、大负荷范围内接近原机水平,泵掺法的HC排放较原机有一定的增加;CO排放在小负荷工况略有上升,大负荷时明显低于原机;NO_x排放有所下降,排气烟度显著降低,化醇法和蒸气法与原机比较,在所有工况的HC、CO排放均大幅上升;NO_x排放降低的幅度不大,排气烟度有一定的降低.高压油泵掺醇方式对增压柴油机性能的改善效果明显优于进气道掺醇方式。     

不同大气压力和乙醇/柴油混合掺比对柴油机性能和排放的影响

在增压柴油机上进行了不同大气压力下燃用纯柴油和E10、E15、E20和E30的对比试验研究。试验结果表明,不同大气压力下的不同乙醇掺烧比例的当量燃油消耗率均优于原机,气压低于90 kPa时,气压的上升对当量燃油消耗率的改善明显;90~100 kPa的各排放参数均优于81~90 kPa。在81 kPa时,随着转速、负荷的下降和掺比的增加,HC和CO明显上升,气压大于90 kPa后,随着转速、负荷的上升和掺比的增加,对HC和CO的影响不大,在大负荷工况的CO排放均优于原机;大气压力和掺比的变化对NOx排放的影响不大,大部分工况的NOx比原机有小幅下降;大气压力低于90 kPa时掺烧乙醇对降低碳烟排放有显著的影响,大于90kPa后对降低碳烟排放的影响减弱,碳烟排放随掺比的提高呈明显下降趋势。     

490QBZL柴油机连杆强度与刚度分析

连杆在发动机的运行中起着非常重要的作用，其特殊的工作环境要求其具有很高的刚度和强度。本文针对490QBZL柴油机的连杆，运用I-DEAS软件对其进行静力和模态分析，寻找出了连杆结构强度的薄弱环节，为连杆的优化设计提供了理论依据。     

增压中冷柴油机活塞温度场试验研究

为了解4100QBZL型废气涡轮增压中冷柴油机热负荷问题,实测了最大扭矩工况点和标定功率工况点下活塞顶面21个特征点,燃烧室5个特征点,火力岸、环岸和群部10个特征点的温度,并应用Matlab软件对活塞顶部测点的温度值计算模拟得到了活塞顶部的温度场分布和等温线图。结果表明,增压中冷柴油机活塞顶部不同位置的温度分布差异较大,排气侧和燃烧室喉口处温度较高,离燃烧室中心越远其温度越低。     

连杆小头摩擦副间隙形状对活塞销润滑及冲击特性的影响北大核心CSCD

为改善柴油机全浮式活塞销与连杆小头间的润滑与冲击特性,基于弹流润滑理论和粗糙峰接触理论,采用测试与仿真分析方法,运用AVL Power Unit建立活塞连杆组柔性多体动力学模型,研究不同抛物型线和三角型线方案连杆小头衬套对连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性的影响。结果表明:在润滑与冲击特性方面,效果最好的是抛物型线衬套,而三角型线衬套由于平均间隙较大,不能形成有效的润滑,润滑与冲击特性相对较差,其中抛物型线相比直线型线最小油膜厚度最小值平均增加了0.104μm,峰值油膜压力最大值平均降低了8.29 MPa,峰值油膜压力平均值平均增加了7.62 MPa,峰值粗糙接触压力最大值平均降低了77.19 MPa。综合连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性,采用最大径向切削量为12μm的抛物型线衬套是最优的连杆小头衬套型线方案,对连杆小头轴承润滑与活塞销的冲击性能改善较大,其中最小油膜厚度的最小值增加了0.170μm,峰值油膜压力最大值减小了8.28 MPa,峰值粗糙接触压力最大值降低了119.49 MPa,进气冲程前期和排气冲程后期活塞销加速运动阶段相对于连杆小头的纵向加速度峰值分别减小了0.33 mm/s~2和0.24 mm/s~2。     

不同海拔下EGR对含氧燃料柴油机性能影响的试验研究

利用大气模拟系统,在81kPa和100kPa的大气环境下,试验研究废气再循环(EGR)对柴油、B15E5燃料动力性、经济性及排放特性的影响。研究结果表明:使用EGR后,柴油机动力性下降较明显,81kPa时转矩的下降幅度高于100kPa时,B15E5燃料在最大转矩转速时动力性下降幅度大,转矩峰值消失。EGR对柴油机的经济性影响不明显,B15E5燃料的经济性差于纯柴油;低负荷工况有EGR时,柴油机燃油消耗率在81kPa时增加,而在100kPa时下降。EGR使柴油机的NOx排放明显下降,随着负荷增大降幅增大。EGR使柴油机的碳烟和CO排放明显增加,B15E5燃料的碳烟和CO排放明显低于纯柴油;81kPa时碳烟和CO排放高于100kPa时。EGR使燃烧温度和压力下降;100kPa时燃烧始点比81kPa提前。     

不同载荷对柴油机缸套变形的影响研究

建立了缸体、缸盖、缸套等部件的四缸柴油机装配耦合模型,在加载热负荷的基础上分析了热应力、螺栓预紧力、缸内最高燃烧压力及活塞侧击力对缸套变形的影响。研究结果表明:在各加载方案中,缸套膨胀和压缩变形均表现为1#缸、4#缸缸套变形较大,2#缸、3#缸缸套变形较小;不同加载方案的缸套变形规律相似,缸套热应力产生的热变形占主导地位;在加载热负荷的基础上,螺栓预紧力、缸内最高燃烧压力对缸套综合变形最大值影响较大,而活塞侧击力对缸套综合变形最大值影响较小;活塞侧击力对缸套径向变形最大值的分布区域影响较大,但对机体与缸套主应力及变形值影响较小。     

发动机动态参数测量与分析系统关键问题的实现

针对发动机动态参数测量与数据处理及分析系统中的一些关键性技术问题,论述了如何确定数据采集的采样频率和实现数据处理中的一些问题,提出了处理这些关键性问题的技术,为实现发动机动态参数测量与分析系统提供了技术支撑。     

多绳提升机摩擦轮与主轴联接新结构及特点

多绳摩擦式提升机主轴装置主要由摩擦轮、主轴、滚动轴承、轴承盖和轴承座等单件组成。它不但传递扭矩,而且承受着两侧钢丝绳拉力,因此摩擦轮与主轴联接结构尤其重要。1早期的联接结构从1958年我国生产第一台塔式多绳摩擦式提升机到70年代末,生产的多绳提升机的摩擦轮与主轴联接方式均采用铸钢轮毂与磨擦轮轮辐直接焊接联接．与主轴采用过盈配合联接,如图1所示。轮毂热装到主轴上后与摩擦轮轮辐进行焊接,此焊缝无法进行退火处理,存在焊接应力,因此此处就容易较早产生疲劳裂纹,并逐渐扩展,发展到不能使用,造成停产,这种情况已在一…