新型模块化机械臂的研制及其有限元分析研究

针对机械臂的设计特点和技术难点,对机械臂的本体结构进行了研究,提出了一种全新的模块化设计方法,该方法通过Solidworks建立了机械臂三维模型,进行了模块化机械臂伺服单元的设计。首先,对机械臂的电机和谐波减速器进行了选型,通过实验计算了不同关节角度的转矩,确定了最终的选择方案;然后,利用Ansysworkbench对机械臂的关键零部件进行了有限元分析,得出了机械臂第二关节等重要部件的应力和位移云图,从体积布局以及工作模式等角度进行了硬件设计,采用闭环控制算法和力反馈算法开发方案,实现了三闭环的伺服电机控制和一体化伺服驱动单元的力反馈;最后,在结构和算法的基础上开发出了OUR系列模块化机械臂。研究结果表明,关键零部件具有较大的刚度和强度,各关节具有高度的独立化和模块化。     

VGT对柴油机经济性和动力性影响的试验研究

将VGT60应用于YN4100QBZ柴油机上，建立了试验台架，确定了试验方法。利用VGT实时监控系统进行了系统全面的试验，考察了VGT对增压压力和过量空气系数的调节特点。对各种负荷和转速工况下的大量试验数据进行了整理分析，并与原机的经济性和动力性进行了对比，得出了VGT对柴油机经济性和动力性的影响特点和规律，为实现电控VGT与柴油机在全工况范围内的优化匹配打下了基础。     

电控顺序喷射CNG发动机喷射定时的试验研究

从理论上分析了影响电控顺序喷射CNG发动机喷射定时的因素及其影响特点。建立了CNG发动机试验台架并确定了进行喷射定时试验的方法。在两个转速和三种负荷工况下进行了喷射定时试验。分析了喷射定时对单燃料CNG发动机动力性、经济性以及排放性能的影响，验证了发动机转速和喷射脉宽对于喷射定时的影响特点，得出了CNG发动机各工况下喷射定时调整的方向和大致范围。     

电控顺序喷射CNG发动机过量空气系数研究

分析了影响电控顺序喷射压缩天然气（CNG）发动机最佳过量空气系数（Фat）的主要因素。建立了CNG发动机试验台架，进行了过量空气系数对发动机经济性、动力性和排放性影响的试验。试验结果表明：过量空气系数对于CNG发动机经济性的影响非常明显，经济性最好时的过量空气系数大于NOx排放量最大时对应的过量空气系数，HC排放随着过量空气系数增大而增大，CO排放在过量空气系数为1．2到1．4之间时急剧下降，排气温度随过量空气系数增大而下降。该发动机的过量空气系数在1．5左右时其综合排放性能和经济性最佳。     

有叶普通涡轮增压器与发动机稳态匹配模型的建立、验证与模拟

建立了在稳态工况下有叶普通涡轮增压器和发动机匹配的数学模型，讨论了建模中的几个关键问题。在此基础上，利用Simulink建立了有叶固定截面涡轮增压器与发动机匹配的模拟模型，并通过发动机与涡轮增压器的匹配试验对模拟模型进行了验证，结果表明模型是正确的，并互具有较高的准确性。最后，通过模拟给出了不同发动机工况下的增压压比、过量空气系数、涡轮膨胀比、增压器转速等变化情况，得出了一些有关涡轮增压器与发动机匹配的结论。     

发动机燃用煤层气的燃烧性能研究

为了分析发动机燃用煤层气时的燃烧特性,本研究在现有的单缸柴油机上加装点火系统和燃料喷射系统,将其改装成为适合燃用低热值气体的电控气体燃料发动机。采用台架试验研究与模拟分析相结合的研究方法,按照真实的煤层气的成分和各成分体积比例,配制出煤层气,并对发动机燃用不同组分的煤层气的性能进行了试验研究,对其燃烧特性进行了分析和总结。     

缸内直喷不同CH4/N2配比的混合燃料发动机掺氢燃烧负荷特性试验研究

在一台改装的单缸气体发动机上进行缸内直喷不同CH4/N2配比的混合燃料发动机掺氢燃烧负荷特性的试验,研究不同负荷下混合燃料中掺氢比和掺氮比对发动机动力性、排放性以及经济性的影响。研究结果表明,当混合气体燃料中氮气体积分数不同时,不同负荷区域,掺入氢气对缸内最大爆发压力影响不同。结果显示,掺氮25%燃料CO排放较掺氮15%的明显增大,且当不掺氢时,增长近30%,并且掺氢对减小HC排放有利,但氢气对不同氮气比燃料CO排放与NOx排放影响不同,对于掺氮15%燃料,掺氢10%后,CO排放升高,NOx排放降低,而对于掺氮25%燃料掺氢后CO排放降低,NOx排放升高。另外,随着负荷增大,有效燃气消耗率呈逐渐减小的趋势,而且掺氢有利于热效率的提高。     

电控共轨喷射系统高速电磁阀驱动升压电路研究

根据柴油机电控共轨喷射系统的驱动要求,笔者对升压电源的Boost升压方案和全桥升压方案进行了仿真研究和试验研究.首先根据它们的电路原理,建立仿真模型,计算电路参数,分析Boost升压方案和全桥升压方案在相同电路参数设置下的性能差异,然后设计出这两种直流升压方案的实际电路.试验结果表明Boost升压电路和全桥升压电路都能满足高速电磁阀的驱动要求.     

可变几何涡轮增压器与发动机稳态匹配模型的研究

首先建立了在稳态工况下可变几何涡轮增压器（VGT）和发动机匹配的数学模型，讨论了建模中的几个关键问题。在此基础上，利用simulink建立了VGT与发动机匹配的模拟模型。通过大量的试验对模型进行了验证，结果表明模型的建立是正确的，应用该模型能较准确地预测各种工况下可调叶片的位置、涡轮流量等，最后，利用该模型模拟了过量空气系数一定时叶片转角随发动机转速、负荷等的变化。以及过量空气系数不同时对叶片转角和增压压力的要求的变化，得出了一些有关可调涡轮增压器匹配和设计的结论。