绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 100
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 8085 条结果
[硕士论文] 苏飚
机械工程;车辆工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:排放是发动机性能的重要指标,使用替代燃料是一种降低发动机排放的有效方式。多种替代燃料的混合使用,可以通过合理选择燃料和掺烧比例以及优化发动机喷油进气等参数,在发动机动力性损失不大的情况下,保证发动机的排放性能,且通常替代燃料的经济性高于传统燃料。
  因此,本文在调研分析多燃料发动机的研究背景、意义以及发展现状的基础上,研究了不同物态多种燃料确定最佳掺烧比例的理论与方法和最佳掺烧比例下多燃料发动机排放和性能,并分析最佳掺烧比例下多燃料发动机进气过程中进气道和缸内的速度场与湍动能场,具体工作如下:
  首先,根据原机主要结构参数,利用CATIA和ICEM软件分别建立了发动机几何模型和网格模型。根据均匀设计的思想,设计了15种不同工况的均匀实验,通过分配燃空比实现多燃料掺烧比例的分配,利用有限体积法和动网格技术,借助FLUENT对多燃料发动机进行数值模拟,得出15种不同工况下发动机扭矩值以及CO、NOx、HC、Soot排放值。
  其次,利用打分法确定了低转速中等负荷、中等转速中等负荷、高转速中等负荷三个工况下扭矩、CO、NOx、HC、Soot各项功能指标的权重。根据价值工程基本原理,计算出三种工况下成本系数和功能系数,得出价值系数,从而得到了三种工况下的最佳掺烧比例。采用这三种工况下各自的最佳掺烧比例,选取发动机负荷为50%,与原机的动力性与排放相比,扭矩略差于原机,但动力性损失不大,CO、NOx、HC、Soot排放均较原机有所改善,排放性能提高。
  最后,通过对进气过程中进气道和缸内的速度场与湍动能场的分析,得到了发动机进气过程中进气道和缸内的涡流变化。进气门杆两侧产生的两个流速较大的涡流和进气门杆下方形成的流速较小的涡流,对发动机缸内气体的混合和燃烧起着非常有利的作用。
[博士论文] 茆志伟
动力工程及工程热物理 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:活塞式发动机是众多关键装备的核心动力机械,在车辆、船舶、电力和油气田勘探输运以及工程机械等国民经济重要领域有着广泛的应用。但恶劣的工作条件、复杂的机械机构、以及多变的工况状态使得活塞式发动机故障频发;部分机械故障的发生与发展较快,极易导致设备损毁。发动机恶性故障不仅会造成严重的经济损失,甚至导致人员伤亡,影响恶劣。目前普遍采用的活塞式发动机传统监测诊断方法已经越来越不能满足工业现场日益提升的实际诊断需求。因此,通过现代信号处理方法提取故障特征,并开展活塞式发动机监测诊断方法研究,进而在故障早期及时诊断故障,对提高活塞式发动机的运行安全性、可用性、及可靠性具有极其重要的意义和价值。
  本文以活塞式发动机为研究对象,以提高典型故障监测诊断水平及其工程应用效果为目标,从故障诊断机理特征的研究出发,通过动力学仿真计算及信号处理方法提取故障敏感特征,进而研究典型故障监测诊断方法及瞬变工况监测评估方法,并利用实验和工程实际故障数据进行方法验证。论文主要研究内容如下:
  首先,基于动力学建模仿真计算开展典型故障机理特征研究。分别针对气门间隙异常故障、连杆轴瓦敲击故障和传动轴系故障,建立三维实体模型和动力学仿真模型,通过模型参数调整和仿真参数设置进行故障仿真模拟,获取关键零部件动力学响应变化规律,捕捉故障机理特征,并通过实验实例和工程实例进行验证。
  其次,基于活塞式发动机信号特点开展信号处理及特征提取方法研究。提出了一种通过尺度参数控制包络线形状连续变化的振动信号包络方法,实现了振动包络线的平滑程度和紧致程度可连续调整,为振动信号的包络分析提供了新技术;同时将该信号包络方法引入到经验模态分解中,在信号筛选过程中优选包络线,提升了其自适应分解能力;此外,提出一种瞬时转速精确计算方法,为瞬时转速特征的准确提取和瞬变工况下角域精确重采样奠定基础。
  然后,基于典型故障动力学仿真研究结果,利用信号处理和特征提取方法,开展活塞式发动机典型故障监测诊断方法研究。分别提出了基于冲击起始相位精确提取的气门间隙异常故障诊断方法、基于变分模态分解的连杆小头轴瓦敲击故障诊断方法、以及基于多参数证据加权融合的失火故障诊断方法,并进行了实验验证。并对发动机典型故障在线监测与诊断系统的系统构架、测点布置和典型故障诊断算法进行了设计。
  最后,针对发动机非稳定工况,结合振动和瞬时转速在非稳定工况特点,基于瞬时转速角域精确重采样方法及特征提取方法,开展活塞式发动机非稳定工况监测评估方法研究。提取能够表征开机状态的角域振动冲击特征及瞬时转速敏感特征,提出基于灰色评价法的单缸做功能力监测评估方法和基于状态隶属度计算的整机启动性能监测评估方法,为发动机非稳定工况的监测评估提供了新途径。
[硕士论文] 陈韵之
动力机械及工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:压气机作为燃气轮机的重要部件,其性能的优劣举足轻重。燃气轮机的快速发展促使压气机拥有更高的负荷与压比,叶栅流道内的流向与周向逆压梯度也随之增大,由此导致复杂的端区二次流现象,给压气机性能带来了不利影响。现今,叶栅内的气动负荷已随着技术的发展而不断提升,栅内的三维流动特征愈发明显,二次流及其损失进一步加强。在低速扩压叶栅中被证明能有效抑制二次流的端壁翼刀技术是否能应用到高速扩压叶栅中还需进一步的研究。
  本文对具有不同几何参数(厚度、高度、长度及前缘形状)以及位置参数(轴向位置、周向位置)端壁翼刀的NACA65-K48压气机平面叶栅在0.7Ma、-6°冲角的设计工况下进行了数值研究,寻找单个参数变化对流场结构以及气动性能的影响规律,得出控制端区二次流的最佳翼刀几何参数(厚度为0.5mm,高度为10%来流附面层厚度,长度为75%流道长度,前缘形状为圆弧形)与位置参数(距压力面50%节距处的流道前部),最佳方案将叶栅总损失降低6.42%。
  研究结果表明:端壁翼刀在高负荷扩压叶栅中同样具有附面层控制效果,其作用机理一方面是阻断二次流的横向迁移,阻碍通道涡沿周向的的发展;另一方面通过抬升周围低能流体,并促进其卷吸形成与通道涡反向的翼刀涡,在削弱通道涡的强度同时促进端壁附面层与主流高能流体间的动量交换,从而减小角区分离范围、降低叶栅损失。
  原型叶栅的出口流场由壁角涡、集中脱落涡与通道涡相互作用。本文最佳方案的端壁翼刀能削弱通道涡的周向尺寸以及集中脱落涡的强度,并使得壁角涡在到达叶栅出口截面之前耗散。出口最终形成集中脱落涡与通道涡并存的稳定状态,简化了叶栅的漩涡结构。
[博士论文] 韦武
动力机械及工程 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:在全球化石能源日益枯竭与环境法规日趋严格的形式下,研发高效低污染的发动机至关重要。新概念发动机的提出和实现使高喷射压力、高增压、高背压等技术措施被广泛应用。而对于大多数烃类燃料的临界压力主要分布在1.5-3.0MPa的范围内,内燃机的喷雾和雾化环境已接近或者超过燃油的临界点。因此有必要对内燃机气缸内燃油在跨临界及超临界状态下的喷射雾化和蒸发过程进行深入的研究与探索。本文应用大涡模拟和分子动力学模拟方法对跨临界/超临界射流,以及界面现象进行深入探讨,以期从宏观和微观上对超临界流体与周围流体的混合特性与规律获得比较深入的了解。本文主要开展的工作及结论如下:
  (1)对PISO算法做适当的修改,纳入真实流体状态方程和非常规的输运系数,使其适应于跨临界/超临界射流的研究,并用一维激波管以及二维喷管对其进行验证。计算表明,对算法的改进可以用于跨临界/超临界射流的模拟研究。之后对跨临界/超临界液氮射流进行雷诺平均模拟研究,重点考察了立方形PR与SRK状态方程和湍流模型对射流特性的影响。
  (2)运用大涡模拟方法对低温液氮射流进行数值模拟,主要研究了跨临界/超临界工况、伪临界点和环境压力对超临界射流的影响。通过对比跨临界与超临界射流的混合特征,发现超临界射流表面更倾向于形成不稳定涡,这些涡促进射流与周围流体的混合,形成较短的“液核”区域,因此射流可以较快到达自相似状态。通过研究定压比热与密度梯度的关系,发现大的比热容区域比较容易形成大的密度梯度。
  (3)基于跨临界射流模型,构建一个无初始密度分层的“冷态”流体模型,重点探讨了伪沸腾及伪临界点对超临界射流的影响,结果表明,受伪临界点的影响,低温射流流体更倾向于往下游发展,从而形成较大的密度区域。同时伪临界温度基本对应于密度梯度最大的区域,表明温度、密度与密度梯度的分布受到伪临界点的影响,但速度场和湍动能的分布受其影响不大。当流体温度跨越伪临界温度即伪沸点时,流体从环境吸收的热能主要用于流体自身体积的膨胀,而非使其自身的温度升高,这与亚临界下的沸点是类同的。传统的热力学临界点仅仅是在临界压力下才有“临界”意义,而在更高的压力下,则必须用伪沸点代替之。因此,对于超临界流体,伪沸点的理论意义和实用意义都要大于临界点。
  (4)对柴油表征燃料正庚烷射入充满空气的超临界环境中进行大涡模拟。考察了临界性质、热物性和输运特性对跨临界/超临界燃油射流特性的影响。与低温液氮射流类似,超临界射流更倾向于与周围流体混合,并形成了较小的“液核”区域,同时形成了较小的密度梯度分布。由于环境流体的“溶解”效应,相比单一流体,混合流体的伪沸腾现象受到抑制,伪临界温度下的定压比热降低。对射流的分裂特征进行研究发现,跨临界射流存在“液态”核心区,而超临界直接步入“气体”稠密核心区,其界面厚度比较宽。通过对跨临界/超临界流场进行POD分析发现,超临界射流更容易生成涡结构,涡结构的分布范围比较广,超临界射流工况下涡比较容易形成且更倾向于往径向发展。
  (5)基于OPLS-AA全原子势函数,采用“气-液-气”模拟盒模型研究了跨临界/超临界工况、以及不同环境压力下正庚烷的蒸发特性。结果表明,随着氮气环境压力的增大,气液能量交换增强,并形成较大的混合层厚度。相比于跨临界环境,超临界模型中的氮气分子可以较早的扩散至液相区域,液相的温度升高较快,并很快形成统一的超临界流体。同时,基于联合原子势函数,对液相正庚烷液相射入亚临界/超临界环境进行非平衡分子动力学模拟,结果表明,随着环境压力的增大,气液界面逐渐拓宽,液相与气相之间连续过渡。基于密度曲线定义的界面厚度随着环境压力的增大而变宽,这与宏观尺度下利用密度梯度定义的界面厚度得出的结论相一致。
[硕士论文] 张逸轩
控制理论与控制工程 哈尔滨理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着燃气轮机技术的成熟,在各个行业的应用变得更为广泛,其中包括航空航天、舰船、能源等前沿科技领域。这些行业对设备要求非常高,燃气轮机却极容易出现故障,这些与其结构的复杂性和工作环境的恶劣性有关,其中最可能发生的燃气轮机气路问题显得尤其突出,气路一旦产生异常会对整机造成极大的影响。因此,许多学者将气路故障问题列为燃气轮机研究重点,及时有效的气路故障估计是设备稳定工作的基础,一方面可以保证工业工作过程的安全性,同时又可以提升经济效益,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要研究卡尔曼滤波器理论,并将其应用到燃气轮机气路的故障诊断中,具体的工作如下:
  首先,论文阐述燃气轮机气路故障的主要失效形式,以此为基础分析了燃机的故障特征。创建了三轴燃气轮机的线性状态空间模型,并对模型进行了归一化处理。为了表征气路部件性能蜕化程度,文中选择10个健康参数描述各部件的健康工况,将描述构件受损程度的流量和效率引入状态空间,得到包含健康参数的三轴燃气轮机线性气路故障模型。论文将线性模型与卡尔曼滤波(KF)技术结合,建立了适合于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的离散化的非线性模型。
  其次,论文介绍了卡尔曼滤波方法的基本原理。针对三轴燃气轮机线性气路故障模型特点,给出离散型卡尔曼滤波器计算流程;利用(KF)的参数同步分析功能,估算燃机内部构件受损情况,列出气路部件的健康参数估计步骤,分别对渐变性部件和突变性部件进行了故障诊断,仿真表明(KF)估计结果比较准确、估计合理,但存在一定的误差。为此,基于燃气轮机离散化的非线性模型,论文推导了扩展卡尔曼滤波算法,并对渐变型和快变型故障分别进行了故障诊断,通过燃机6项参数的效率和流量估算表明,对变动范围较小的参数具有较好的追踪效果。
  最后,论文研究了无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,采用卡尔曼线性滤波框架,一步预测方程中使用(UT)变换处理均值和协方差,实现了非线性数据运用,解决了过度依赖线性模型的不足;文中给出了对称采样的无迹卡尔曼滤波算法,分别对渐变性部件和突变性部件的进行了故障检测,通过燃机部件健康参数估计结果表明,无迹卡尔曼滤波能够有效检测故障,且效果良好。
[博士论文] 刘婧
动力工程及工程热物理;热能工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2018(学位年度)
摘要:能源是人类各项活动的重要物质基础。在过去几十年中,我国经济飞速发展,但由此也带来日益显著的能源及环境问题。目前我国火力发电最主要的原材料是煤炭,然而对其极度依赖,不仅将面临着资源日益枯竭的困境,还导致了较为严重的SOx、NOx、粉尘等大气污染物以及CO2的排放,随之而来的环境问题,如雾霾、酸雨、气候变暖等也日益严峻,严重危害到周边居民的身心健康。因而,研究和发展不依赖于煤炭的发电技术,具有重大的现实意义。其中,以气体燃料为工质的燃气轮机发电技术,不仅能解决钢铁工业的电力生产问题,而且在节能减排和环境改善方面也有所突破。
  燃气轮机是一种旋转锅炉式热力发动机,它把热能转换为机械能,并使用连续流动的气体作为工质。它最初应用在航空发动机领域,之后在能源、国防、交通等领域获得广发应用,成为这些领域高新科技的核心装备。燃气轮机课题研究的重点是燃烧器的设计和性能分析,而对燃烧器的火焰检测则是分析燃烧器性能、优化燃烧器设计结构的重要手段。本文以过程层析成像(Process tomography,PT)技术为基础,针对本实验室自行设计研发的锥形燃气轮机旋流环保型燃烧器(即Swirl-induced environmental burner,简称EV燃烧器)进行三维内部结构的可视化火焰检测,开展的主要工作有:
  一、设计和搭建了基于过程层析成像系统的火焰检测平台。过程层析成像技术是一种应用于工业可视化检测领域的非侵入式实时测量方法,可以在不破坏被测工质的状态下,对工业过程量及被测参数的内部行为进行实时监测成像。其中电容层析成像技术(Electric capacitance tomography,ECT)是一种以电容变化量为检测参数的过程层析成像技术,被认为是多相流检测领域最有前景的可视化检测方法之一。将ECT应用于火焰检测领域是对该技术的一项应用创新。尽管目前学术界仍对ECT检测火焰的机理存在争议,但已普遍认可ECT能够检测到火焰的电离现象。本文在前人的工作基础上,设计和制作了多种适用于三维火焰检测的电容传感器,包括平面电极片全开放式传感器及平面与环形电极片集成式传感器,采用三维图像重建及数据融合等数据处理方法,实现了对火焰的燃烧状况及三维内部结构较为准确的实时成像。
  二、为了实现与ECT重建的火焰图像进行对照分析,本文在电学层析成像技术的基础上,进一步融合平面激光诱导荧光(Planar laser induced fluorescence,PLIF)技术等光学手段,实现对火焰中OH自由基的浓度分布实时检测。PLIF技术是一种用以探测待测的分子或原子被激光激发后在特定的量子态聚居密度的共振跃迁技术,在特定染料的激发下可用于检测火焰中OH自由基在平面内的浓度分布。根据火焰的电离理论,火焰中OH自由基聚居密度较大的区域通常也是火焰中燃烧化学反应较为剧烈的区域,体现在ECT图像中即为灰度值较高的区域。因此原理上可以将OH-PLIF检测图像与ECT的重建图像进行对照分析,两者的测量结果可以相互印证。
  三、本文还通过计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法对燃气轮机的EV燃烧器进行三维空间的数值模拟,采用非稳态湍流模型和湍流与化学反应相互作用的涡耗散概念(Eddy dissipation concept,EDC)燃烧模型对层流火焰及湍流火焰进行模拟,计算出实验条件下甲烷火焰的内部结构、组分及流场分布情况,并与ECT及OH-PLIF的测量结果进行对照分析。数值仿真结果不仅可以与实验测量结果进行良好的对照,还可以补充实验数据,分析燃烧反应的其他燃烧过程产物等,为后续燃烧器的研究提供理论分析基础。
  本文在对锥形燃气轮机旋流环保型(EV)燃烧器的燃烧特性深入了解的基础上,采用基于电学的过程层析成像技术(ECT)实现对火焰内部三维结构的可视化检测,融合了平面激光诱导荧光技术(PLIF)研究火焰组分,并结合数值模拟的方法从多角度对锥形燃烧器的结构及其燃烧状态进行分析,为后续深入研究奠定基础。
[硕士论文] 陈智
动力工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:压气机作为燃气轮机重要组成部件之一,如何提高其性能一直是主要研究方向。压气机叶片前缘的尺寸虽小,但其几何形状的变化会影响整个流场的分布,因此,对前缘进行合理的优化,可以有效抑制流动分离,提高压气机整体性能。本文以DMU37静叶90%叶高的典型截面叶型为研究对象,通过VS编程,将圆弧型前缘设计成不同的曲率连续前缘。之后用CFX数值计算软件进行数值研究,通过分析总压损失系数、吸力峰、前缘流线分布等参数,比较了圆型前缘与曲率连续前缘的流场性能,并寻求最佳的曲率连续设计方案。
  首先,用Numeca软件进行网格划分并进行网格无关性验证,并在实验结果的基础上选取了最佳湍流模型,以保证数值结果的准确性。对原型叶栅的流场进行数值分析结果表明:同一冲角下,马赫数增加会导致损失增大,上下端壁是损失增大主要区域;同一马赫数下,-6°冲角时分离泡出现在压力面侧,-3°冲角分离泡消失,从0°冲角开始吸力面出现分离,并随着冲角的增大分离程度增大。
  然后,采用了一种曲率连续设计方法,将圆型前缘设计为三种不同曲率连续前缘后,在不同工况下与圆型前缘流场进行分析对比。结果表明:在圆型前缘方案的总压损失系数较小时,曲率连续设计对总压损失系数降低效果不佳,圆型前缘方案的总压损失系数越大,曲率连续设计对总压损失系数的降低效果越明显;冲角越小,曲率连续设计削弱吸力峰效果越佳,同一冲角下设计时连接点选取越深的曲率连续前缘削弱效果越佳;当圆型前缘分离泡较小时,曲率连续设计能有效减小分离泡,设计时连接点选取深的曲率连续前缘甚至能完全消除分离泡;当圆型前缘分离泡较大时曲率连续前缘依然能有效抑制分离泡。
  最后,增加了一种前缘大曲率变化的曲率连续前缘方案,分析表明,这种方案的总压损失系数较优化效果最好的4.5r方案有所增大,部分工况下甚至大于原型方案;但这种方案削弱吸力峰,减小前缘流动分离的效果却能与4.5r方案相比。综合比较分析表明,曲率连续设计时连接点的选取存在一个最佳位置,超过该位置设计出的曲率连续前缘虽然能削弱吸力峰,但会增大损失。
[硕士论文] 赵梓安
动力工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:在喷气发动机的发展历程中,通过增大级负荷来减小压气机的级数,从而提高整个发动机的推重比是一个重要的发展方向,随着高负荷压气机的叶尖来流相对马赫数的进一步提高,利用复杂的激波波系来实现气流增压的超声速压气机逐渐成为高性能压气机的研究热点。
  本文在课题组设计已有的基础上,为旋转冲压压缩转子平面叶栅实验台设计连接风洞和平面叶栅之间的收缩段和超声速喷管,分析了不同壁型设计曲线对收缩段以及超声速喷管出口气流品质的影响,将遗传学的BP神经网络系统应用到收缩段的设计当中,设计了能提供稳定出口马赫数在1.8~2.1的范围内超声速喷管,能够为压缩转子叶栅提供超声速来流条件。并根据已设计的超声速喷管出口条件,对平面叶栅系统进行了数值仿真。
  本论文的研究结果表明,通过BP神经网络系统设计出来的收缩段出口气流品质相当好,从附面层厚度、偏转角、俯仰角、面不均匀度以及动压系数、静压系数方面都有明显改善。在设计超声速喷管时,应注意扩张段的壁型曲线,使用特征线法进行超声速喷管的扩张段设计时,应当根据不同的出口马赫数需求设计不同的扩张角,才能得到稳定的气流。最后将收缩段以及超声速喷管进行不同来流工况下的一体化仿真,能够获得不同的超声速喷管出口条件,从而为压缩转子叶栅提供了多个稳定的来流条件。给定特定的超声速进口来流,成功使平面叶栅系统产生激波系。
[硕士论文] 齐松博
动力工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:柴油机气缸润滑油膜厚度反映了接触面间的润滑情况,可以对气缸内摩擦情况做出评价,对于发动机的运行有着重要的作用。目前测量气缸润滑油膜厚度的方法诸如电学方法的电容法和电磁法,光学方法的光纤传感器法和激光荧光测量法等等都有一定缺陷,温度、外界干扰和设备本身都会对结果造成影响。超声波测量法具有应用范围广、探测精度高、穿透能力强、非侵入性、对探测环境亲和性好、测量便捷、危险性小等优点,是未来气缸油膜厚度测量的主流方法。
  由于柴油机工作过程较为复杂,影响因素多,因此本文对超声波方法测量润滑油膜厚度进行基础研究。本文根据声学与流体力学等相关知识,根据超声波在介质中传导的性质及公式,对于不同油膜厚度的情况分别采用谐振模型和等效弹簧模型,据此对超声波的频率、反射系数和油膜厚度之间的关系以及相互影响的原理进行研究对比。在模型建立后,对其测量精度进行了分析计算,并分析了实验室可能产生的误差以及外界环境因素对油膜厚度测量的影响,从而能在接近柴油机工作情况下进行试验台的设计的同时尽量减少实验误差。
  在了解超声波换能器工作原理后,对于谐振模型和等效弹簧模型两种模型,对实验台结构进行创新,设计和制作了千分尺结构和楔形结构的超声波测量油膜厚度实验台,并利用MATLAB程序对信号数据进行处理。
  本文通过实验完成了对三层介质结构润滑油膜反射特性的分析,验证了超声波测量薄油膜厚度的合理性和准确性,对所设计实验台的可行性进行了验证。为柴油机缸上润滑油膜厚度的超声波测量奠定了基础,并为仿真预测设计提出了标定的可行性方案。
[硕士论文] 何勇
动力工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:为了减少柴油、汽油等不可再生能源的消耗以及更好的改善发动机的燃烧与排放,寻找发动机代用燃料成为一些科研工作者所专注的方向。正戊醇燃料作为一种含氧燃料,在不引起较大油耗率下,可有效降低柴油机Soot和NOx的排放,且目前国内外针对正戊醇/柴油混合燃料的发动机试验研究并不多。
  基于此,本文在一台满足国五排放标准的四缸柴油机上对纯柴油(记作D100)、柴油中掺混10%体积比正戊醇的混合燃料(记作DP10)、柴油中掺混20%体积比正戊醇的混合燃料(记作DP20)、柴油中掺混40%体积比正戊醇的混合燃料(记作DP40)这四种燃料进行试验研究,系统研究了喷油压力、喷油正时、EGR率和预喷策略对四种燃料在燃烧过程中燃烧和排放特性的影响。
  试验结果表明:①提高喷油压力,可有效降低柴油机的Soot、CO和THC的排放,但会引起NOx排放升高;在柴油中掺混正戊醇可同时降低Soot和NOx排放,但CO和THC排放升高;提高喷油压力可有效降低燃料总颗粒物数浓度和总颗粒物质量浓度,达到降低PM排放的效果。②对于四种燃料,推迟喷油正时均可以有效降低柴油机NOx排放。③增大EGR率,对降低NOx排放效果明显,可有效平衡Soot与NOx的排放,但会引起聚集态颗粒物数浓度的增大,进而引起总颗粒物质量浓度的增大。戊醇-柴油混合燃料在较小和较大EGR率下,可改善PM排放,在较小EGR率下,随着戊醇添加比例的增加,改善效果减弱;在较大EGR率下,随着戊醇添加比例的增加,改善效果增强。④加入预喷,可有效降低最大压力升高率;四种燃料的PM排放主要由聚集态颗粒物组成,且随着预喷比例的增加,聚集态颗粒物数浓度峰值呈下降趋势;随着预喷间隔的增加,聚集态颗粒物数浓度峰值呈上升趋势;与单次喷射相比,采用大的预喷比例和小的预喷间隔能够减少总颗粒物数浓度,特别是对减少聚集态颗粒物数浓度效果显著。
[硕士论文] 贾杨
机械工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:柴油发动机是社会生产生活的重要动力源,在船舶、核电、化工、交通等多领域广泛使用。柴油机结构复杂、激励源多,长期受不平衡惯性力、爆燃冲击力作用,其运动件、易损件故障频发。当前柴油断齿故障、曲柄连杆机构故障研究成果很多但研究方法较为传统,缺乏对其它关联零部件原因导致的故障进行精确分析的方法,因此常出现故障不能一次性彻底解决的问题。柴油机故障轻则停机维修造成企业和社会巨大经济损失,重则引起机组失控危及人身安全影响企业声誉。因此提高柴油机故障分析诊治水平,发展柴油机故障在线监测诊断技术实现故障预警,降低恶性故障发生概率减小故障损失极具社会和经济价值。
  本文针对柴油机实际运行中齿轮系与曲柄连杆机构故障频发,严重危害机组稳定安全运行的问题,考虑到实际故障数据缺乏,部分故障进行故障模拟实验难度大、风险高、成本昂贵的现状,采用计算机建模仿真技术,结合实验与实践验证的方式,开展柴油机齿轮系与曲柄连杆机构故障机理与监测研究。论文的主要研究内容如下:
  (1)针对曲轴窜动超标导致传动齿轮断齿故障,开展了曲轴窜动对传动齿轮动态载荷影响的多体动力学仿真研究,获得了齿轮载荷动态变化规律。在此基础上,开展推力轴承磨损速率的影响因素研究,获得了推力轴承磨损速率的改变规律。研究成果为柴油机曲轴窜动与断齿故障的分析诊治与监测奠定基础。
  (2)针对连杆大头瓦常见的间隙异常、承压区严重磨损故障,开展了故障后轴瓦润滑状态的弹流润滑仿真研究,获得了故障状态轴瓦润滑参数变化规律、轴瓦温度分布特征,为柴油机连杆大头瓦故障分析与基于温度监测的轴瓦故障监测奠定基础。
  (3)针对曲轴窜动对齿轮动态载荷影响研究难以通过实验模拟验证的问题,采用实际机组曲轴窜动导致凸轮轴齿轮断齿故障案例进行验证。基于连杆大头瓦故障后显著的温度变化特征,开展大头瓦磨损故障实验模拟,采用测量到的轴瓦温度变化规律对仿真结果进行验证。结合海水泵断齿故障,对比分析不同故障状态下机组的振动信号特征,为基于振动监测的柴油机故障监测奠定基础。
  本文研究成果揭示了柴油机齿轮系与曲柄连杆机构故障机理及监测信号变化特征,已被应用到柴油机实际故障监测工作中,提升了对柴油机故障分析诊治的效率,优化了柴油机故障监测测点方案布置,形成了理论指导并获得了良好效果。
[硕士论文] 覃倩倩
热能工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:尿素-选择性催化还原(Urea-SCR)技术作为当前降低柴油机氮氧化物排放的重要技术,存在尿素沉积物风险问题,且尿素沉积物影响催化器入口前端的NH3均匀性,降低SCR系统NOx转化效率。本文新构建包含缩二脲、三聚氰酸和三聚氰酸一酰胺子模型的尿素分解化学动力学模型,包含了尿素反应涉及到的15种组分和11步反应。采用分子贡献基团法,建立C3H4N4O2的比热容关系式,获得C3H4N4O2反应式的热力学参数。基于过渡态理论计算反应速率常数,间接求解化学式C3H3N3O3+NH3→C3H4N4O2+H2O的活化能和指前因子。
  尿素喷射详细反应和总包反应的计算结果表明,详细机理模型能够反映实际尿素分解过程。分析尿素在150℃~600℃排气温度下分解组分的变化规律。结果表明,认为排气温度对沉积物的生成和分解起重要作用。低温时沉积物生成明显,异氰酸是尿素分解副产物形成所需的最重要的反应物,缩二脲是尿素沉积物形成中最重要的中间产物。排气温度超过175℃后,缩二脲的摩尔分数迅速降低,225℃后保持稳定且已趋近于零。三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺随温度升高的变化趋势基本一致:150-200℃之间大量生成,摩尔分数迅速增加;200℃后,摩尔分数急剧减少,250℃后基本不变。
  研究混合器和管路结构对尿素沉积物生成量和NH3均匀性的影响的计算结果表明,增加混合器可以增加管路内的湍流强度,从而增加排气管路出口处的NH3均匀性。增加排气管路长度和管路半径,都会增加尿素在管路中的停留时间,增加排气管路出口处的NH3均匀性系数。
  以NH3均匀性系数为单优化目标,设置管路长度、管路半径、混合器叶片数量、混合器叶片长度、混合器倾斜角度、混合器安装位置6个结构变量,喷雾锥角、喷射方向、喷射流量3个喷射变量,采用最优拉丁超立方方法进行试验设计(DOE),得出各个设计变量对NH3均匀性系数的影响程度关系图,建立Kriging近似模型,通过Evol优化算法排气管路结构和喷射参数进行优化。结果表明,混合器叶片长度、混合器叶片倾斜角度对NH3均匀性系数贡献率为较强正效应。混合器安装位置、喷射流量、管路半径对NH3均匀性系数贡献率较强负效应;管路长度、混合器叶片数量、喷射方向、喷雾锥角对NH3均匀性系数贡献率较小。当管路长0.8m;管路半径为71mm;混合器叶片数量为4;混合器叶片长度0.058m;混合器叶片倾斜角度73.44°;混合器安装位置0.2m;喷雾锥角61°;喷射方向45.6°;喷射流量2.92×10-4kg/s,NH3均匀性系数明显提高。
[博士论文] 金梅
轮机工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:随着柴油机强化指标的提高,对气缸套的耐磨性和摩擦功耗提出了更高的要求。合金镀铁层与基体结合强度高,耐磨性和抗拉缸性能好,能强化气缸套表面。微织构复合固体润滑剂可针对缸套的特定位置进行选区加工,强化润滑效果,减小摩擦,因此,本论文开展合金镀铁缸套的微织构复合固体润滑剂摩擦行为研究,这对进一步减少合金镀铁缸套的摩擦系数、提升合金镀铁缸套的综合摩擦学性能有着重要意义。
  首先,本论文基于载荷级试验和贫油试验方法,以摩擦系数、磨损量和断油摩擦时间为表征参数,以常用的合金铸铁缸套为参照,获得了FeNi合金镀铁缸套及与其配对的活塞环的摩擦磨损规律。结果表明,与合金铸铁缸套相比,FeNi合金镀铁缸套磨损量降低了11%,抗拉缸性能提高了6.5倍,但摩擦系数增大了11~20%。CKS活塞环与FeNi合金镀铁缸套的配对性能综合最优。
  随后,本论文针对FeNi合金镀铁缸套摩擦系数偏大的问题,开展了微坑织构复合MoS2的选区制备方法和试验验证研究。采用电火花加工技术在缸套表面制备了微坑,采用MoS2与润滑油10∶1混合碾压填充方法可以更好地实现微坑与MoS2的复合。研究了在缸套试样磨损区端部、中部和全程采用微坑织构复合MoS2技术对摩擦磨损性能的影响规律,以及MoS2释放后的作用范围,优化了微坑织构复合MoS2的设计方案。
  进而,基于优化的微坑织构复合MoS2的设计方案,制备了微坑织构复合MoS2缸套试样,研究了微坑直径、深度、密度和分布角度等微坑织构参数对微坑织构复合MoS2缸套试样的摩擦系数和磨损形貌的影响规律。结果表明,微坑织构复合MoS2的FeNi合金镀铁缸套试样的摩擦系数比单一的微坑织构缸套和原始缸套分别降低了7.3%和11.4%,还能改善磨合。从干摩擦到充分供油的不同润滑条件下,润滑油的流动有助于微坑中MoS2的释放,但供油过多会使分散在润滑油中的MoS2过快流失。处于边界润滑的上止点区域具有最佳的减摩效果。
  最后,针对润滑油中含有MoS2固体颗粒的现象,建立了固体颗粒对微坑表面流体润滑影响的数学物理模型,获得了颗粒直径与含量对微坑织构表面最小油膜厚度和流体、微凸体、颗粒三相承载力的影响规律,以及颗粒对表面压力分布的影响。采用XPS研究磨损表面的摩擦化学反应产物,揭示了MoS2与ZDDP添加剂对FeNi合金镀铁缸套表面摩擦化学反应膜的影响机理。
[硕士论文] 李勇俊
动力机械及工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:现今随着燃气轮机技术的发展,对压气机负荷提出了越来越高的要求,叶片作为压气机重要部件之一,其性能好坏直接影响到燃气轮机整机性能。前缘作为叶表附面层起始位置,对于叶栅通道内流动具有重大影响,合理的前缘设计与优化可以有效控制流动分离、改善栅内流场结构、提高压气机叶片气动性能。
  对此,本文以DMU37动叶5%叶高截面叶型作为研究对象,通过前缘重构及型线堆叠将椭圆形前缘与鼓包前缘结合形成一种复合前缘改型,并通过对不同控制参数改型的计算比较,探究复合改型对原型叶栅流动的影响及作用机理,寻找出最优前缘改型参数。
  通过网格无关性及实验校核的CFD方法对原型叶栅不同工况进行计算,结果表明原型叶栅在不同来流马赫数下损失-冲角分布规律相似,负冲角时流动状况较好,随着冲角增大,前缘鞍点位置偏向叶片压力面一侧,吸力面逆压梯度增强,近端壁处分离结构改变,分离流动范围沿端壁横向及吸力面径向扩展,损失增大。
  对不同前缘复合改型,两种前缘结构对流场及损失分布的影响不尽相同,椭圆形前缘在不同冲角下均可有效降低叶栅损失,其机理在于椭圆形前缘可以消除自0°冲角开始近端壁处产生的大范围回流区域,使叶栅中径通流面积增大,部分叶高损失减小,同时由于低能流体向端区聚集,端壁分离程度加剧,流动恶化,端壁损失增大;鼓包结构在冲角大于一定值后,可以在椭圆形前缘基础上进一步减小回流区径向尺度,使整体损失进一步减小,两种前缘对流场的优化效果叠加,大幅改善了叶栅的气动性能。
[硕士论文] 曹灿
动力工程及工程热物理 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:随着排放法规的逐步提升,天然气在船舶领域中的地位也在逐渐加重。目前天然气燃料的发展趋势主要影响中速发动机市场,特别是LNG船舶中已有成熟产品,如W(a)rtsil(a)公司的Flex-DF机与MAN公司的ME-GI机。本文将主要对W(a)rtsil(a)公司的Flex-DF机型进行研究,掌握低压喷射的低速二冲程双燃料发动机结构特点,采用仿真技术对40DF低速双燃料发动机进行方案设计以及性能分析。
  以W(a)rtsil(a)公司的RT-Flex50DF为基础,在此基础上对40DF低速双燃料发动机进行开发。收集了RT-Flex50DF以及X40-B低速双燃料发动机的相关资料,包括结构参数,试验数据等,利用GT-POWER软件建立了低速双燃料发动机仿真模型,实现了柴油模式以及天然气模式仿真计算。仿真模型建立完成后,通过比较RT-Flex50DF仿真结果与不同负荷工况下标定参数,验证模型正确性后,对40DF低速双燃料发动机进行计算及分析。
  由于40DF低速双燃料发动机缺乏相关实验数据,通过分析GTD数据库计算相似机型性能参数,分析在相同转速功率下,各个设计工况下以及不同运行模式下性能参数的变化趋势,通过灰色预测模型计算预测40DF低速双燃料发动机的性能参数的大致范围,并在缺乏实验数据条件下提出Wiebe燃烧模型和三角形燃烧模型的仿真方法,并通过与实验数据的对比,可以发现Wiebe燃烧模型以及三角形燃烧模型仿真结果准确性较高,而且相较与Wiebe燃烧模型,三角形燃烧模型调节过程更加简便。结合RT-Flex50DF和X40-B的参数特点,建立40DF仿真模型,对比分析仿真结果与灰色预测结果,确认参数接近且发展趋势一致,则证明40DF仿真模型计算结果合理可靠
  在40DF仿真模型的基础上,研究燃气模式稀薄燃烧下的发动机性能以及排放。由于喷油提前角对燃气消耗率影响重大,而过量空气系数对发动机进气量影响重大,因此分别分析喷油提前角和过量空气系数对稀薄燃烧下发动机性能、燃烧以及排放的影响。
  研究了燃气模式下克服环境条件的调制策略,通过仿真计算,研究了不同环境条件对发动机性能的影响,并在此基础上,制定了克服环境条件的调制策略,通过仿真计算,验证了策略是否可靠。
[硕士论文] 张新赟
动力机械及工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:内燃机是社会生产不可缺少的一部分,但是内燃机的蓬勃发展也造成了严重的环境污染,寻找一种高效清洁的替代燃料是解决污染的途径之一。聚甲氧基二甲醚(PODEn)作为一种生物质含氧燃料,具有高十六烷值、含氧量多、与柴油互溶性好、可大量工业化生产的优势,备受学者们的关注。燃料的喷雾特性决定了混合气的形成,进而直接影响到燃料的燃烧特性,所以对柴油/PODE3-4混合燃料喷雾特性的研究是必不可少的。
  本文搭建了光学可视化喷雾试验台,利用高速相机和纹影仪拍摄了纯柴油以及掺混不同比例(20%、50%)PODE3-4的柴油/PODE3-4混合燃料在不同喷油压力下(80、120、160MPa)、不同环境温度下(300、350、400℃)、不同喷孔直径下(0.10、0.14、0.18mm)的喷雾发展图像。其中,采用直拍法获得的是喷雾液相,采用纹影法获得的是喷雾气液两相。然后利用MATLAB对直拍法图像和纹影法图像分别编写图像处理程序,计算出喷雾整体以及气液两相的特征参数。
  试验结果表明:在纯柴油中掺混一定比例PODE3-4后,有利于燃料的破碎雾化,进而增强燃料的蒸发程度,促进混合气形成,随着PODE3-4比例的增加,燃料的气液两相分离时刻提前,并且气相长度和气相面积比例均增加。提高喷油压力,三种燃料的扩散和蒸发程度增强,气液两相分离时刻提前,气相面积比例增加,气相长度增加并且可以贯穿到更远的地方,而液相贯穿距离增长幅度很小,尤其是P50的液相贯穿距离几乎不随压力变化,这有利于避免高喷油压力下的湿壁现象,并且P20以及P50在三种喷油压力下后期的气相面积比例几乎相等,表明其在低喷油压力下仍有较好的蒸发特性。提高环境温度可以改善燃料喷雾在空间的分布,三种燃料的喷雾面积和气相面积比例增加,有利于油气混合,尤其是P20和P50,在300℃和350℃时仍有较好的蒸发特性,但是当温度在350℃以下时,三种燃料的液相贯穿距离几乎不随温度变化,气相长度增长幅度也很小,当温度高于400℃时,三种燃料的喷雾前端才会有大量液相燃料蒸发。增加喷孔直径不利于燃料的蒸发,三种燃料的气液两相分离时刻延后,液相贯穿距离增加,气相长度和气相面积比例均降低,容易导致湿壁现象以及增加着火后火焰区域的液相燃料比例,另外,P50在孔径0.14mm和0.18mm时后期气相比例相差不大,表明较大孔径对P50的蒸发特性影响程度小。
[硕士论文] 黄宇熙
动力机械及工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:燃气轮机是能源工业中重要的动力设备,耦合双转子-组合支承系统是目前高功重比燃气轮机普遍采用的轴系结构型式。作为燃气轮机的核心部件,耦合双转子-组合支承系统的振动特性在保证整机稳定运行和可靠性方面具有至关重要的作用。本文以典型的燃气轮机耦合双转子-组合支承结构为分析对象,研究了系统的非线性动力响应特性。
  首先,基于有限单元法建立了高压转子-滚动轴承系统高维非线性动力学模型,并进一步建立了更高自由度的耦合双转子-组合支承系统非线性动力学模型。在模型中,考虑了转子剪切变形、陀螺力矩和转动惯量,滚动轴承的非线性支撑力及挤压油膜阻尼器的阻尼与弹性鼠笼的刚度。
  然后,对求解高维非线性运动微分方程响应的几种数值积分方法进了分析和比较,数值方法包括:Newmark-β法、Newmark-β自适应步长法、精细积分法、增维精细积分法,Runge-Kutta法。以燃气轮机高压转子-滚动轴承系统动力学模型为例,对比了各算法的精度和效率。综合分析表明目前Newmark-β法在求解高维非线性转子动力学响应中更具有优势。
  最后,数值计算了高压转子系统和耦合双转子系统的固有特性,通过Campbell图获得了系统各阶临界转速,并绘制了系统振型图、分岔图、轴心轨迹图、频谱图、庞加莱图。分析了转速、不平衡量、滚动轴承游隙对高压转子-滚动轴承系统的非线性响应的影响。分析了同转、反转、转速比、中介轴承刚度对耦合双转子-组合支承系统固有特性的影响,分析了转速、不平衡量位置、中介轴承对系统非线性响应的影响。并且,探讨了突发不平衡对耦合双转子系统响应的影响。
[硕士论文] 黄小凡
动力工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:能源的大量消耗和环境的严重污染,迫使人们加快了对新能源开发的步伐。天然气作为一种储量较为丰富、燃烧清洁的燃料,很快成为当前多个行业的主要替代能源,这也推动了天然气发动机的快速发展。而天然气发动机的燃烧特性决定着发动机的动力性、经济性和排放性,对其进行深入的研究是非常有必要的。
  因此,本文利用6K天然气发动机,通过三维CFD仿真技术,在全负荷工况点下,针对其6#缸体不同管径的喷管分别研究了不同喷气方向和喷气位置对发动机进气混合和燃烧特性的影响。在不同管径的燃气喷管下对喷气方向对发动机燃烧特性的影响的研究结果表明:相较于原机喷管,6mm管径的燃气喷管,适当地减小喷气方向与水平方向的夹角有利于在点火时刻时缸内形成较为明显的上浓下稀的混合气浓度分层,从而可以提高缸内燃烧速率,而对于管径为8mm的燃气喷管,适当地增大喷气方向与水平方向的夹角则更加有利于发动机燃烧特性的提高;在不同进气位置下对发动机的燃烧特性进行对比分析发现:进气位置的改变对发动机的进气均匀性有明显影响,随着喷管喷气位置向进气道内延伸,燃气射流与进气道及进气阀壁面的碰撞效果增强,加快了CH4与空气的掺混,提高了进气效率。
  研究不同管径的喷气方向和喷气位置对发动机燃烧特性的影响程度可以发现,在喷气量一定的前提下,管径的不同主要影响了燃气的喷出速度,这种速度的差异直接导致了进气道内速度场变化的不均匀性,促使了每个工况下混合气分层的不同。其中,6mm管径的喷管在不同的喷射方向和喷气位置下对燃烧结果的影响程度明显大于8mm管径的喷管,相应的优化效果也更加明显,所以在喷管管径设计要求的范围内,适当减小喷管管径,有利于燃气的迅速喷出,缸内的进气的优化效果明显。
[博士论文] 马旋
轮机工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:活塞组件是往复设备中最典型和最重要的运动部件之一,往复设备缸套/活塞系统的润滑特性直接影响机械设备的滑油消耗量、泄漏量、振动特性、磨损以及摩擦产生的能源消耗率。机械设备良好的摩擦学性能不仅能够有效的降低摩擦损失,延长零部件和设备的使用寿命,还能对设备的振动噪声和有害物排放起到一定的抑制作用。应用表面织构改善活塞/缸套摩擦副的润滑特性是提高其运行可靠性、经济性的有效方法。因此探究表面织构的作用机理与设计规律对往复设备的可靠性与经济性设计具有重要的意义和广阔的应用前景。
  本文以往复设备活塞/缸套摩擦副为研究对象,以卡特皮勒公司往复式斜盘泵和福特汽车公司发动机为具体载体,建立了动压润滑和混合润滑两种润滑状态下活塞/缸套的润滑模型,综合考虑摩擦副的几何参数、运行工况、表面织构的尺寸、深度、密度、分布、类型等参数,探究了表面织构的作用机理,研究了表面织构对活塞润滑特性的影响,并初步尝试了运用人工智能手段对表面织构设计参数进行优化分析。
  针对动压润滑状态,以卡特皮勒公司往复式斜盘泵为研究对象,建立了变计算域、移动边界的瞬态动压润滑模型,提出了不同结构的往复式斜盘泵活塞/缸套润滑状态的统一求解方法,通过与文献结果的对比,验证了求解方法的准确性。通过对比两种典型的斜盘泵摩擦学特性,研究了活塞/缸套间隙和缸套长度对活塞/缸套间最小油膜厚度、平均流体压力、流体摩擦力以及活塞倾斜角的影响,研究发现,增大缸套的长度有利于斜盘泵安全稳定的运行,但同时会导致摩擦力和摩擦功损失增大,因此,探究活塞表面织构设计方法来降低摩擦损失十分必要。
  基于变计算域、移动边界的活塞瞬态润滑模型,通过参数化分析,得到了表面织构的类型、位置、尺寸、深度等因素的对活塞润滑特性的影响,并根据影响规律,对比分析了沟槽和凹坑两种织构的特点,提出了阶梯式多重沟槽设计方案和沟槽凹坑组合设计方案,组合织构设计方案能够较大程度的提高油膜承载能力。相比之下,阶梯式多重沟槽设计方案在降低摩擦力方面略有优势,其最大的特点就是加工容易且精度较高。活塞/缸套摩擦功损失降低了13%左右。
  针对混合润滑状态,以福特公司内燃机活塞环/缸套为研究对象,根据表形貌的测试数据和材料特性参数,建立了真实形貌参数下的微凸体接触力、接触面积与微凸体间隙之间的对应关系,完善了现有的活塞环/缸套混合润滑模型,得到了活塞环/缸套摩擦学特性。通过与合作单位开展的初期实验研究,初步探讨了活塞环/缸套表面织构的设计方法,其结果表明,表面织构作为改善活塞环/缸套润滑特性的手段,其作用效果取决于设计方案是否合理,设计参数是否优化,因此综合考虑表面织构几何参数、运行工况等,系统的研究活塞环/缸套表面织构设计方法十分重要。
  基于考虑表面真实粗糙度混合润滑模型,探究了活塞环表面织构作用机理,并分别就活塞环表面织构、缸套表面织构设计方法展开研究,得到了表面织构设计的规律,研究发现,对于表面织构的设计位置,表面织构位于活塞环中部时微凸体承载力急剧下降,油膜厚度减小,故应避免将织构设计到最小油膜厚度附近,当沟槽位于活塞环型线两端时,对活塞环的润滑特性基本没有影响;对于表面织构的深度,活塞环和缸套表面织构的深度都存在最优值,可以使其作用效果最大化,选择合理的设计参数,能够显著地降低摩擦损失。论文提出的表面织构组合设计方案在保证流体承载力不下降的同时,使得活塞环/缸套表面摩擦功损失降低了10%左右。
  综合考虑摩擦副的几何参数、运行工况,表面织构设计参数时,将引入至少8个自由度,系统复杂程度显著增加,仅仅依靠参数化分析无法找到织构设计的最优解集,也不能满足优化设计的要求。因此,本文最后初步尝试了运用人工智能手段对表面织构设计参数进行优化分析。采用Kriging模型,建立了活塞几何参数、运行工况参数与润滑特性之间的映射关系,并通过与仿真结果对比,验证了模型的准确性。在此基础上,基于往复式斜盘泵变计算域移动边界瞬态动压润滑模型,考虑了活塞的往复运动和旋转运动,建立了不同的沟槽位置、宽度、深度与活塞的最小油膜厚度和最大摩擦力的映射关系。应用上述预测模型,给出了目标函数最优解集下的沟槽设计参数。
[硕士论文] 熊杨
动力机械及工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:柴油的替代燃料一直是人们的关注热点,柴油/PODE3-4混合燃料近年来在国内外得到广泛研究。PODE3-4在降低Soot方面有显著的作用,但是PODE3-4在燃烧时产生的高温以及本身的高含氧量,会造成NOx生成量的增多。添加具有低十六烷值、高含氧量的正戊醇,形成三元混合燃料柴油/PODE3-4/正戊醇,延长了滞燃期,降低缸内温度。再配合废气再循环(EGR),即可在柴油/PODE3-4的基础上降低NOx的排放。
  基于此,本文在试验台架上进行纯柴油(记为D100)、柴油掺混体积比20%的PODE3-4(记为DP20)、DP20掺混体积比20%的正戊醇(记为DPPt20)的燃烧试验,通过改变喷油压力、预喷策略、EGR率和负荷来研究这三种燃料的燃烧和排放特性。
  试验结果显示:(1)增大喷油压力,三种燃料的缸内平均压力峰值和放热率峰值增大,Soot排放减小,NOx排放增大,聚集态颗粒物数浓度峰值减小,总颗粒物数浓度和质量浓度减小;在同一喷油压力下,Soot排放D100>DP20>DPPt20,NOx排放DP20>DPPt20>D100,总颗粒物质量浓度D100>DP20>DPPt20。(2)采用预喷策略后,三种燃料的最大压力升高率减小,Soot、NOx排放减小,CO、HC排放增大;核态颗粒物数浓度峰值减小,聚集态颗粒物数浓度峰值增大;增大预喷间隔,总颗粒物数浓度增大,质量浓度减小;增大预喷率,总颗粒物数浓度减小,质量浓度增大。(3)增大EGR率,三种燃料的缸内燃烧温度、缸内平均压力峰值和放热率峰值减小;Soot排放D100>DP20>DPPt20,NOx排放DP20>DPPt20>D100;核态颗粒物数浓度峰值减小,聚集态颗粒物数浓度峰值增大,总颗粒物数浓度,总颗粒物质量浓度增大。(4)BMEP为0.4MPa、0.8MPa时,缸内平均压力峰值和放热率峰值DPPt20>DP20>D100;BMEP为1.2MPa时,缸内平均压力峰值和放热率峰值DPPt20>DP20>D100;BMEP为1.6MPa时,缸内平均压力峰值和放热率峰值D100>DP20>DPPt20;增大BMEP,三种燃料的最大压力升高率增大,Soot排放D100>DP20>DPPt20,NOx排放DP20>DPPt20>D100;增大BMEP,三种燃料核态颗粒物数浓度减小,总颗粒物数浓度和总颗粒质量浓度减小。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

万方选题

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部