摘要：针对发动机功率密度进一步提升的设计要求,气缸盖的服役工况更加恶劣,气缸盖的最高溫度和应力已经超过了传统气缸盖材料的许用极限,发动机的可靠性和功率密度的提升受到了制约。高温合金材料具有优异的高温强度、抗氧化和抗热腐蚀等优良的综合性能,本文运用经验设计和正交实验方法,基于热机耦合强度分析,设计了一种高温合金(GH4169)气缸盖。气缸盖采用3D打印成型,并进行了单缸机试验验证,满足设计要求。

摘要：以一型发电功率大于15 kW的质子交换膜氢燃料电池系统开发为例,详细介绍了低压质子交换膜氢燃料电池系统总体设计理念,给出了空气供给、氢气供给、冷却散热三个关键辅助子系统的零部件匹配设计方法和选型依据。采用验证过的系统仿真模型对该15 kW工程样机的系统效率和输出功率进行了仿真预测,计算结果表明该系统性能指标满足预期设计要求。

摘要：为保证柴油机在低温与高原环境下能够顺利启动,基于热力学理论与柴油机试验,提出一种具有环境适应性的柴油机最小压缩比设计方法。通过光学测试确定柴油喷雾自燃的临界着火温度,获得临界着火温度关于喷雾背景密度的拟合关系式;通过整机倒拖试验得到柴油机压缩终了状态随转速的变化关系;结合光学诊断和整机倒拖试验,基于热力学理论,建立柴油机最小压缩比与环境温度、海拔高度间的数学关系。试验结果与理论研究表明:随着环境密度的增加,柴油喷雾的临界着火温度先快速下降然后缓慢下降,最后稳定在700 K左右;随转速的增加,压缩冲程缸内漏气量的减少导致缸内压缩终了压力和温度均增加;对于采用进气预热的柴油机,0 m海拔高度下,环境温度从273 K降低到238 K时,柴油机最小压缩比需从13.8增加到18.0;进气温度263 K时,海拔高度从500 m增加到4400 m,柴油机最小压缩比需从12增加到17;基于光学诊断和热力学分析确定最小压缩比有利于极端条件下柴油机冷起动性能的提升。

摘要：针对对置活塞轴向气缸结构的二冲程发动机,开展了对置活塞空间圆柱凸轮同步机构优化设计研究。为提高对置活塞发动机的性能,建立空间圆柱凸轮模型,对压力角、空间圆柱凸轮型线进行优化设计,进而得到发动机活塞的最佳运动位移曲线。利用发动机性能仿真软件GTpower,计算了不同活塞位移曲线下发动机的性能参数,分析活塞运动位移曲线对发动机性能参数的影响规律。计算结果表明:优化设计后的空间圆柱凸轮型线可以改进活塞运动位移的变化规律,进而提高发动机动力经济性能;随着活塞运动位移曲线的变化方向,发动机的性能先有所提升,而后开始下降,得出对置活塞发动机同步运动机构圆柱凸轮的优化设计方法。

摘要：针对柴油机摩擦磨损过程中的主要摩擦副——缸套-活塞环,基于摩擦磨损机理对磨合过程中以接触面塑性变形为主的磨合时间进行了设计,并采用摩擦副负荷能储备系数方法对磨合工况进行了设计和优化,最后采用润滑油样光谱和铁谱分析方法对设计的磨合规范进行了验证和分析。结果表明,270min的台架磨合规范未能使缸套-活塞环摩擦副的磨合进行彻底,采用新方法对磨合时间和磨合工况调整后,磨合过程得到了进一步的改善。

摘要：针对高强化柴油机气缸盖排气门鼻梁区严重的热负荷问题,提出在该区域冷却水腔中建立特殊的结构表面以强化其传热的能力,并建立8种不同的特殊结构表面.采用欧拉多相流以及壁面沸腾换热模型分别对8个不同结构表面的鼻梁区简化流道进行流动传热仿真分析,并设计了流动沸腾试验平台,验证仿真计算的可靠性.在此基础上,研究各种结构表面对表面流动的扰乱程度以及对传热系数的影响,最后进行各结构表面传热能力的综合评价.结果表明:特殊的表面结构对表面湍流强度以及传热系数有不同程度的影响,其中柱体结构表面与两种槽肋结构表面对湍流强度的提升都达4.9倍以上,叉排式柱体结构表面与垂直流向的槽肋结构表面的提升传热系数分别提升了65.9%和57.4%;并且在传热能力的综合评价得到上述3种结构对火力面最高温度降低均达23℃以上.

摘要：为了评估某新机型气缸盖的热负荷水平和安全性,以某V8高功率密度柴油机为研究对象,进行单侧气缸盖和水套的流固耦合分析以及单侧气缸盖热机耦合应力分析,其中应力分析考虑到各缸爆发的不平衡性.发现在4个缸火力面上最高温度和最大热应力分别出现在第3缸火力面排气门鼻梁区和进气门鼻梁区.在分析结果基础上进行水套改进,根据上水孔的位置和作用提出一套优化思路,最终得到优化效果明显的方案并与原方案进行比较.结果表明,优化方案火力面最高温度降低6.2K,火力面最高等效应力降低了21.4 MPa,可以为柴油机气缸盖的设计优化提供一定参考.

摘要：为提高扭振减振器设计的速度和精度,建立了一种基于灵敏度分析的减振器结构参数优化设计模型。通过考察减振器结构参数对振动性能影响的关系,探讨了减振器各个参数的优化设计方法,然后通过扭振模型灵敏度分析以及设计导数的选择,对实际减振器进行了优化设计。将优化结果所得的扭振与经验设计结果进行对比,优化计算结果的共振峰向高频方向移动,共振的振幅大小比经验设计方法的结果更小,说明了上述优化设计方法的快捷和精确。

摘要：限流阀是高压共轨系统在喷油器卡滞或管路泄漏故障时的压力保护器件,在喷油量或泄漏速度较大时能切断燃油流动。针对限流阀与喷油器进行了匹配计算,通过对物理模型与计算过程的简化处理,导出了限流阀阀芯位移与运动周期计算式,并通过试验测试验证了计算式具有足够的精度。给出了限流阀工作时阀芯3种关闭情况的设计判断依据,绘制了与喷油器特性的匹配图。在应用此结果时,依据喷油器油量与持续期的测试数据,可对限流阀结构参数与喷油器的匹配进行精确的设计。

摘要：针对气阀式二冲程柴油机扫气过程优化问题,在侧向直气道结构基础上设计了一种顶端入口切向进气道结构,该结构在接近入口区域设计为切向气道,同时在进气道出口处设计一种导气屏结构.该进气道结构可强制新鲜充量沿气缸壁面进入缸内,产生一定强度的逆滚流.通过对3 000 r/min全负荷工况下的二冲程扫气过程进行三维模拟计算,重点研究进气道结构对扫气过程中气流运动、残余废气分布及扫气特性的影响.结果表明:与侧向直气道结构相比,逆滚流气道结构下扫气路线得到优化,进气短路现象得到一定程度的改善,扫气效率提高了10.8%,新鲜充量捕获率提高了9.3%.