摘要：活塞作为柴油机关键部件之一,通过台架试验评估其使用寿命成本昂贵,因此为分析某型号国产研制改进后的柴油机活塞在热-机负荷作用下的疲劳寿命,以该V型增压柴油机的活塞为研究对象,建立活塞连杆机构装配体有限元模型,计算了活塞在热载荷下的温度分布和热-机耦合作用下的应力分布。在此基础上,将实测的柴油机命。计算结果表明,由于活塞头部工作环境恶劣、头部和裙部的接触面受螺栓预紧力挤压,使得活塞的短寿命区出现在燃烧室侧壁面与活塞裙顶部截面突变处;活塞裙部疲劳寿命满足厂商设计使用寿命45000 h,活塞头部仅在特定存活率下满足设计使用寿命45000 h。

摘要：针对环形多极柱高速电磁阀衔铁设计需要兼顾磁路磁阻、衔铁质量及衔铁运动的阻尼问题,提出了环形极柱电磁阀衔铁不同区域对电磁力贡献大小不同的设想,通过仿真计算结果证实了设想的正确性,并得到了电磁力在衔铁上的分布规律。据此,提出了两种在衔铁上开槽的结构设计。通过对比分析得出,扇形槽方案比梯形槽方案好。然后以电磁阀开启响应时间和关闭响应时间为目标,对扇形槽几何参数和衔铁厚度开展多目标优化。结果表明:优化后,运动件减重21.6%,电磁阀开启响应时间减少11.1%,关闭响应时间减少30.0%,减小衔铁运动油膜阻尼的同时提升了电磁阀整体的动态响应特性。

摘要：高压气动电磁阀在船舶柴油机起动系统中有着至关重要的作用,其响应特性是保障柴油机可靠和迅速起动的关键因素之一。首先,基于电磁有限元仿真软件ANSYS Maxwell对船用柴油机起动电磁阀的响应时间进行仿真分析;其次,采用国际标准ISO 12238和电磁阀阀芯位移试验验证优化前后仿真模型的精确度。结果表明,电磁阀在工作电压24 V和气隙1.1 mm时,开启和关闭响应时间分别为31.3 ms和43.3 ms。最后,通过Maxwell软件自带的参数化等功能进行了性能优化设计,研制了气动电磁阀专用试验系统并开展了性能试验;结果表明电磁阀在工作电压为28.8 V时,电磁阀开启响应时间加快5.9 ms;在5个500匝线圈并联时,电磁阀开启响应时间加快16.3 ms,满足船舶柴油机起动系统要求。

摘要：在船用发动机或核电应急柴油机起动系统中,起动电磁阀作为通、断压缩空气的关键部件。虽在其寿命周期内无需频繁启闭,但一旦工作就必须圆满完成任务,其性能直接影响到柴油机的起动性能,进而危及到整个船舶动力系统的安全。本文以某V16型的柴油机起动电磁阀为研究对象,分析其结构和工作原理、阐述其电磁学和动力学模型的构建方法;建立Ansys Maxwell有限元仿真模型,并试验验证该模型的合理性和计算精度,开启和关闭响应时间的误差分别是2.3%和2.8%。通过起动电磁阀静态性能仿真试验,分析不同工作气隙和驱动电压对电磁力的影响规律。通过动态性能仿真试验,探讨起动电磁阀开启过程中的电流、电感、电磁力以及阀芯位移等响应时间有关的参数变化过程,研究了不同驱动电压、动阀芯行程对开启响应时间的影响,可指导起动电磁阀优化设计。

摘要：为了同步提高船用柴油机电控喷油系统高速电磁阀的开启和关闭响应速度,提出了一种双复位弹簧的设计方案。首先采用数值模拟的方法建立了单弹簧电磁阀的数值仿真模型,在电磁阀试验台上验证了仿真模型的准确性,在此模型的基础上建立了双复位弹簧的电磁阀模型。研究了低刚度弹簧预紧力与刚度、高刚度弹簧刚度及高刚度弹簧端面与衔铁的初始间隙对电磁阀动态响应的影响。研究结果表明:相较于单弹簧的情形,双复位弹簧的设计可以同时优化电磁阀的开启和关闭响应,特别当低刚度弹簧预紧力为110 N,刚度为16 N/mm,高刚度弹簧刚度为100 N/mm,高刚度弹簧端面与衔铁的初始间隙为0.01 mm时,电磁阀开启响应时间减少了1%,关闭响应时间减少了15.2%。

摘要：以某大功率柴油机缸套为对象,通过GT-Power和ANSYS仿真平台,建立柴油机工作过程仿真模型和缸套热负荷模型,利用硬度塞法验证其热负荷模型的正确性。适当调整进气提前角及滞后角、排气提前角及滞后角等配气相位角,计算分析配气相位对缸套热负荷的影响。利用田口实验设计和方差分析法,制定以不同配气相位角为影响因子的优化匹配方案,进行配气相位对热负荷考核指标权重分析,并进行缸套优化分析。研究表明:确定的缸套热边界条件和仿真模型合理,热负荷计算模型误差较小,排气提前角和进气提前角对缸套热负荷影响权重较大,在功率不低于原标定功率情况下,确定的优化方法可有效降低缸套热负荷指标。