某四缸机EGR各缸均匀性计算和结构优化

利用AVL BOOST软件针对某四缸柴油机建立带有EGR系统增压直喷柴油机的一维工作模型,根据设计好的EGR率,计算得到不同工况下的EGR流量、进排气流量等参数。根据BOOST计算结果,利用AVL FIRE软件进行EGR各缸均匀性的CFD计算,分析EGR均匀性计算结果,优化进气管结构,最终获得理想的EGR均匀性。     

喷油孔直径对柴油机燃烧及排放的影响

喷油孔直径是影响柴油机排放性能的关键因素之一,虚拟技术已经成为解决该问题的重要手段。在一台高压共轨直喷国Ⅳ柴油机上,研究了喷油孔直径变化对柴油机燃烧、排放性能、经济性及动力性的影响规律。结果表明,减小喷油孔直径可形成细小的油滴,缸内湍流动能变大,提高混合质量,同时缸内压力和燃烧温度增加,NOx排放恶化,而Soot排量减少;喷油孔直径减小使得燃油消耗率先增大后减小,扭矩则是先减小后增大,喷油孔直径为0.17mm时经济性和动力性最差,是因为孔径较大造成混合气不均匀及燃烧较差,使得缸内温度和爆发压力低。     

基于独立分量分析及小波变换的内燃机辐射噪声盲源分离和识别

为了分离和识别内燃机噪声源,结合独立分量分析和小波变换技术对内燃机辐射噪声信号进行了盲源分离和声源识别的研究.根据独立分量分析的基本原理,采用基于负熵极大的FastICA算法对4缸柴油机的辐射噪声信号进行了盲源分离,将噪声信号分解成一系列独立分量.采用快速傅里叶变换和小波变换技术对各个独立分量进行了分析,结合时频分析的结果和内燃机各噪声源信号的频谱结构,确定了分离得到的各独立分量与内燃机不同噪声源的对应关系.研究结果表明:这些独立分量分别对应着柴油机的燃烧噪声、活塞敲击噪声、正时齿轮噪声及排气辐射噪声等噪声源.     

柴油机机体结构振动信号特征参数计算分析

通过试验获得不同运行工况下不同测点的柴油机振动信号,采用时域特征参数计算分析柴油机工况变化对柴油机各测点振动信号的影响规律,并采用小波包技术计算柴油机不同测点振动信号各频带的能量及占总能量的百分比。研究结果表明:柴油机各测点的时域特征与频率特征参数能够体现出其不同的振动特性,很好地表征了与柴油机运转工况变化密切相关的振动状况变化规律及主要频率段的能量分布。     

基于拓扑与形状优化的柴油机机体低振动设计

为实现机体的低振动优化设计,在试验验证有限元模型正确性的基础上,采用拓扑优化和形状优化方法,保证不同层次优化模型的承接性,以机体模态频率和整机振动烈度值作为优化设计目标,采用数值模拟方法对机体进行振动响应分析,为机体的优化设计识别出机体振动状况分布。以四缸柴油机机体的虚拟样机为设计对象,通过拓扑优化与形状优化得到设计变量最优解,并综合考虑相关因素确定全部布局和细节设计的最终优化方案。优化结构分析结果表明,优化后各阶模态频率均得到了提高,同时整机振动烈度值降低了34.8%,优化后的机体在满足结构刚度和强度条件下实现了机体振动烈度处于安全区域。研究表明所提出的拓扑优化和形状优化在设计效率和精度都有所提高,在机体的低振动设计中可行且有效。