内燃机工作过程试验研究与分析

借助传递函数对农用四轮拖拉机内燃机工作过程产生的噪声进行了比较分析。首先,设定合适的时域,改变内燃机活塞到达上止点时燃烧室净容积大小和点火燃烧膨胀活塞下行过程中缸压脉冲的大小,捕捉做功燃烧噪声和活塞由于受侧压力的影响产生的拍击噪声。之后,改变时域,再检测不同的缸压脉冲的跳动情况和产生噪声的强弱,求取整个做功燃烧过程中噪声函数关系的传递信息,对不同的检测方法求取的传递函数进行比较分析。结果表明,不同的内燃机结构和燃烧压力,其工作过程燃烧噪声传递函数稍有差异,获得了内燃机工作过程噪声的一些有用信息,为进一步研究农用车辆内燃机燃烧噪声的机理和改良燃烧室的内部结构提供了一种有益的方法和试验数据。     

高压共轨式直喷柴油机噪声控制的研究

对高压共轨柴油机的噪声进行了试验研究。采用缸压传递函数法对柴油机燃烧噪声和机械噪声进行了分离,试验结果表明,在一定转速下,负荷减小机械噪声减小,而燃烧噪声增大;在负荷一定下,转速增大,燃烧噪声和机械噪声均增大,但机械噪声的增大高于燃烧噪声。低速时和高速小负荷时燃烧噪声是降噪重点,高速、大负荷时机械噪声是降噪重点。同时对影响柴油机噪声和排放的相关参数进行试验研究和分析,并取得了一些有价值结果,对高压共轨柴油机降噪具有一定的指导借鉴作用。     

柴油机燃烧噪声增压影响机理试验分析

研究了直喷式柴油机增压对燃烧噪声的影响机理.通过测量稳态和恒转矩增转速瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律.从燃烧室壁面温度、气体动力载荷和压力高频振荡等方面对试验结果进行分析.结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转矩增转速瞬态工况更明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好.     

柴油机活塞拍击的仿真分析

活塞敲击力是柴油机振动的主要激励源之一.在这篇文章中,首先对活塞拍击进行受力分析,建立计算拍击力的数学模型:其次用UG建立了LD1110柴油机几何模型并用MATLAB模拟了示功图,导入ADAMS创建活塞拍击振动模型:然后将数学模型计算结果与仿真结果进行对比,验证了模型的正确性;最后分析了缸套不同部位的受力大小,并研究了弹簧刚度对缸套辐射力的影响.结果发现,通过降低弹簧刚度,可以有效降低缸套辐射力的幅值,为减小振动的结构改进提供了理论依据.     

柴油机燃烧噪声的频谱特性

测量发动机工作和倒拖时的气缸压力,并在不同转速下从4个不同方向对单缸柴油机进行了1/3倍频程噪声频谱测量分析,分离出燃烧噪声级。基于柴油机燃烧示功图进行快速傅里叶变换得到气缸压力级频谱,同时计算2种不同转速下的柴油机衰减曲线。研究表明,随着转速的降低,除了柴油机前侧值有所提高外,其他3个方向上的总燃烧噪声值均下降。低频段时柴油机结构的衰减量大,高频段的衰减量小,2种转速下的衰减曲线走向基本相同。     

微型HCCI自由活塞发动机着火模型的研究

通过分析微型自由活塞发动机HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃烧过程主要受化学动力学控制的特性,结合自由活塞运动特点,使用变体积法对单次冲击微型HCCI自由活塞发动机着火时刻进行预测,并建立了相应的模型.在一台微型自由活塞发动机装置上,运用该模型对不同初始混合气压力情况进行了着火时刻的预测模拟,得到一定的结果,并进行了理论分析.     

直喷式柴油机气动载荷与燃烧噪声的关系研究

通过测量柴油机气缸内压力和噪声,针对同转速不同负荷和同负荷不同转速工况,研究气缸内最大压力、压力升高率、放热率等间接因素与时间窗获取的燃烧噪声的关系。燃烧噪声的主要成分集中在800~4 000 Hz频段,是由压力升高率和压力高频振荡共同决定的。放热率曲线形式与燃烧噪声有着密切的关系。研究结果表明:气体动力载荷因素中,压力升高率和放热率是影响燃烧噪声的重要因素。     

燃用生物柴油的非道路用柴油机燃烧噪声特性

在一台非道路用柴油机上进行了燃用不同生物柴油掺烧率的试验,根据实测的气缸压力数据,对不同掺烧率下燃烧噪声进行了对比分析。结果表明:最大气缸压力、最大气缸压力升高率等时域指标都随生物柴油掺烧率的增大而增大;掺烧生物柴油后,燃烧噪声基准值(1 000 Hz气缸压力级)增大,全负荷B50燃烧总声压级最大,其值比燃用纯柴油高约0.5 dB(A)。生物柴油的掺烧对于燃烧噪声的影响是双重的,既有增大燃烧噪声的方面,也有减小燃烧噪声的方面。     

四冲程自由活塞发电机活塞运动控制方法

为实现四冲程自由活塞发电机的连续稳定运行,提出并研究了基于直线发电机工作状态切换和冲程终点预测的自由活塞往复运动控制方法.在混杂系统范畴内,完成了运动控制系统仿真模型的建立,结合自由活塞发电机仿真模型和循环燃烧波动仿真模型,对控制过程进行了仿真研究.基于高性能数字信号处理器建立了四冲程自由活塞发电机的电控系统,对所设计的运动控制方法进行了实验验证,分析了失火对活塞往复运动的影响.研究结果表明:该运动控制方法稳定可靠、算法简单,满足了四冲程自由活塞发电机对活塞运动控制的要求.     

双燃料发动机燃烧噪声特性及影响因素分析

从时域和频域两方面综合评价双燃料发动机的燃烧噪声,分析转速、负荷、供油提前角以及生物质气替代率等因素对燃烧噪声的影响,并与柴油机的相关数据进行比较,结果表明:在21℃A供油提前角时,转速对整个频率范围内气缸压力级的影响较小,在相同转速下随负荷的增加,生物质气替代率下降,燃烧总声压级普遍增大;而当供油提前角增大至24℃A时,两种机型的气缸压力级频谱曲线变化强烈,转速的增大使其在高频范围内呈振荡式发展,负荷的增加使其在低、中频范围内增大.     

轴向柱塞泵孔槽结合配流方式多目标驱动正向设计

基于配流盘过渡区优化的传统轴向柱塞泵降噪方法是在过渡区配流结构已知的前提下进行反向参数优化,缺少普遍性的指导意义.首先对轴向柱塞泵流体噪声和结构噪声激振源形成机理进行分析;在此基础上以消除柱塞腔压力冲击和控制柱塞腔流量倒灌峰值及分布位置为设计目标,提出开式轴向柱塞泵孔槽结合配流方式正向设计理论;采用轴向柱塞泵流动特性仿真模型,对此设计理论设计的配流盘的降噪效果进行分析,仿真结果表明可以显著降低轴向柱塞泵出口流量脉动幅值,基本消除柱塞腔压力冲击.由于此设计方法是基于目标驱动的,可以指导不同型号国产轴向柱塞泵配流盘的设计.     

收口型燃烧室边缘热裂纹缓解措施的研究

针对活塞收口型燃烧室边缘易产生热疲劳裂纹的问题,研究了在燃烧室喉口边缘上开应力释放槽对降低活塞热应力、减少热裂纹产生的作用.仿真计算结果表明在收口型燃烧室边缘开适当大小的圆弧槽对减少活塞热裂纹的产生是行之有效的.     

油液粘度变化对球塞泵球塞副泄漏量的影响

推导了变粘度条件下球活塞与缸筒偏心时，球活塞式液压泵球塞副泄漏量的计算公式，并将此结果与假定油液粘度为常数时的结果进行了对比，得出了球塞副的泄漏流量不仅与球活塞与旋转缸体缸筒间隙、工作油液的压力以及缸体转速有关，而且还与油液的粘温系数、粘压系数、密度和比热容等有关的结论，分析了上述各因素对球塞副泄漏量的影响。为设计高效球活塞式液压泵提供了理论依据，同时为高功率密度球活塞式液压元件的深入研究打下了基础。     

轴向柱塞泵全局耦合动力学建模

轴向柱塞泵内部子系统强耦合作用下柱塞泵呈明显的全局耦合特性,而柱塞泵传统局部动力学模型普遍存在恒压力、定转速等假设条件,缺乏对全局耦合特性的综合分析能力,为此在分析子系统间结构关系及耦合情况的基础上,提出一种基于数组的键合图建模方法,建立了斜盘式轴向柱塞泵键合图模型。进行了柱塞-滑靴子系统摩擦学-动力学耦合机理分析,并定义能量损耗因子,综合包含非线性因素的各子系统动力学方程参数,最终导出柱塞泵全局耦合动力学模型。对模型进行了仿真,仿真结果与实际情况吻合,验证了模型的有效性和正确性。     

直喷式柴油机燃烧压力波动的共鸣分析

基于直喷式柴油机燃烧气体高频压力波与声波在燃烧室内传播特征的相似性，利用有限元法计算并实验研究了燃烧压力波动的共鸣特性。结果表明，随着活塞的不断下行，燃烧空腔各阶模式的特征频率向低频方向移动。在燃烧室空腔内不同位置测得的信号频率及幅值有明显不同。有限元计算结果和实验结果较为吻合，反映了燃烧室内共鸣频率变化的规律。上述结果经过修正可以得到柴油机燃烧室内压力波动各阶模式的特征频率随燃烧过程的瞬态变化规律。     

双排油轴向柱塞泵配流特性理论分析与试验

通过改变缸体结构、柱塞数、端盖油路、配流盘形状等,设计了双排油内外环并联配流结构的轴向柱塞泵,实现了单柱塞泵两路高压供油。针对单环柱塞数减少,腔内压力冲击增大,脉动变大等问题,对配流结构进行重新设计。在排油腰形槽和吸油腰形槽过渡区取消卸荷槽,利用加大配错角,在排油完毕未接通吸油时,腔内封闭体积增大,未排尽的高压油液压力降低;在吸油腰形槽和排油腰形槽过渡区,排油卸荷槽利用阶梯变化通流面积代替原连续变化的通流面积,削弱了卸荷槽几何形状要求。重新设计后的双排油配流结构,以45 mL轴向柱塞泵结构为参考,对配流结构进行了理论分析,建立了双排油轴向柱塞泵仿真模型。以单柱塞腔内压力冲击、输出流量进行分析研究,得外环压力冲击小,与传统配流结构相比较双排油输出口压力脉动变化率变小,并试制双排油轴向柱塞泵。对试制泵进行压力脉动测试、容积效率测试和噪声测试,结果表明,与45 mL轴向柱塞泵进行对比,压力脉动降低了约30%,噪声也降低,容积效率不低于0.92。该双排油轴向柱塞泵可以代替双联泵,使系统结构简化,能耗降低。     

微型摆式内燃发电机频率的计算与分析

针对所研制的微型摆式内燃发电机(MICSPG),阐述了各组成部分的工作过程及工作特点,建立了微型内燃发电系统的数学模型。在引入平均指示压力和线性气体弹簧分别对内燃机动力腔中由燃烧和最大预压缩压力而引起的气体压力进行线性化分析的基础上,得到了系统的传递函数,并据此研究和分析了微型摆式内燃机发电系统的稳定性和运动频率。研究结果为微型摆式内燃发电系统结构参数的确定和控制系统设计提供了有益的参考。