- 周涛涛;唐志全;王辰;张郁;
为高效精确模拟航空动力系统的液态燃料横向射流多尺度雾化过程，分别采用离散相模型(discrete phase model, DPM)、流体体积(volume of fluid, VOF)法耦合DPM(VOF-DPM)对横向射流雾化过程进行数值模拟，对比2种模型对横向射流雾化过程的仿真结果，并研究模型转换直径与破碎模型对横向射流雾化过程仿真结果的影响。仿真结果表明：相比DPM,VOF-DPM仿真得到的射流穿透深度更接近试验结果，射流雾化过程更真实，并且能够捕捉到更详细的流场信息；当模型转换直径较小时，不能转换为离散相颗粒的液滴相对较多，这些液滴仍由VOF求解，并阻挡气流导致在其周围产生小涡团；添加破碎模型对射流穿透深度和流场结构几乎没有影响，但导致离散相颗粒继续破碎成更多更小的颗粒。
2024年04期 v.41;No.202 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1883K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 崔毅;
<正>内燃机活塞-环组-缸套、活塞销、连杆大端轴承、主轴承等运动摩擦副,是发动机将燃烧热能转化为机械能的关键部件,常在高温、高压、润滑不良的复杂条件下工作。现有研究中对接触界面的摩擦动力学耦合行为润滑域复杂边界的适应性、中高频的振动分析、计算收敛性和效率等存在不足。上海交通大学研发团队提出一种描述运动副润滑及三维柔体动力学行为的通用建模方法,并系统阐明发动机关键往复式运动副的敲击、振动及润滑耦合机理,深入分析激励在运动副接触界面间的传递规律,建立的仿真模型如图1所示,振动多介质传递过程如图2所示,活塞油膜压力和厚度仿真结果如图3、4所示,活塞环组运动如图5所示。
2024年04期 v.41;No.202 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 崔万鑫;商显上;王璐;孔祥安;刁艳涛;李新海;
为了明确氢燃料电池极板内气-液流动规律，提高氢燃料电池的输出性能，优化电池输出特性，设计径向流通蛇形流场方案，仿真分析流场分路和面积对气-液传递及电池输出特性的影响。仿真结果表明：在不同分路数量的流场中，3条分路的流场结构水堵塞面积更小，更利于氧气传输，输出性能更佳，电流输出范围比5条分路扩宽14.1%,但在电流密度较大时流场内部气体输送不及时，功率输出受浓差极化电压的影响较大；流场面积主要影响欧姆控制区和浓差控制区，大面积流场在欧姆控制区输出性能较好，小面积流场在浓差控制区输出性能较好。
2024年04期 v.41;No.202 11-19+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1879K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 颜鑫宇;张祥山;房征先;蒋金喜;张耀飞;李国祥;白书战;
为减小柴油机高压共轨系统的共轨管内压力波动，使用AVL Boost Hydsim软件建立某柴油机高压油泵及共轨管一维仿真模型，分析柴油机转速和柱塞直径、柱塞腔容积、柱塞个数、共轨管内径等高压共轨燃油系统结构参数对共轨管压力波动的影响。仿真结果表明：增大柴油机转速、增大高压油泵柱塞直径、减小高压油泵柱塞腔容积，可以减小轨压波动；增大共轨管内径能有效抑制压力波动；柱塞个数变化使供油次数和喷油器喷油次数一致时，可以减小轨压波动。
2024年04期 v.41;No.202 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张进;李凯;王浩;刘井年;许连超;
为解决某高压共轨系统油嘴开裂故障，通过宏观形貌分析、扫描电镜分析、能谱分析、断口金相分析、硬度测试等查找故障原因，并对油嘴材料、结构和工艺进行优化。分析结果表明：机组用燃油中含有P、K等腐蚀性元素形成酸性环境，安装工艺导致油嘴肩胛处存在非对称拉应力，肩胛圆角过小导致应力集中，油嘴表面马氏体组织粗大、硬度高造成的应力敏感是油嘴开裂的主要原因。采取优化油嘴材料，将油嘴肩胛处圆角半径由0.45 mm加大到1.20 mm,在喷油器和高压连接器最终紧固前增加预紧工序等优化措施，优化后油嘴经过4 000 h的耐久试验未开裂，有效解决油嘴开裂故障。
2024年04期 v.41;No.202 27-32+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 房运涛;李爽;韩晓琴;翟强;庄顺胥;齐伟;宋丽娟;
为解决人工检测发动机缸内异物时的漏检和误检等问题，设计基于改进目标检测算法YOLOv8的发动机缸内异物检测算法并进行试验验证。基于CoTNet中的注意力机制，设计Contextual Attention模块，重构C2f中的Bottleneck结构为CoA＿C2f,替换YOLOv8骨干网络中的C2f模块；将模型Neck部分连续上采样后的特征图Concat模块替换为上下文聚合模块CAM;在Neck和Head之间嵌入Triplet Attention模块。试验结果表明：设计的发动机缸内异物检测模型可有效识别缸内异物，在原始YOLOv8基础上引入CoA＿C2f、CAM和Triplet Attention 3个模块后的平均检测精度提高21.65%。
2024年04期 v.41;No.202 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 钟祥麟;李彤;黄鹏程;孟庆梁;
为研究不同干湿基修正方法对压缩天然气(compressed natural gas, CNG)重型车冷起动阶段CO_2排放测量结果的影响，在底盘测功机上对某国六CNG车辆进行不同试验循环下冷起动测试，分别采用国六标准中推荐的干湿基修正法和排气中水的体积分数湿基修正法计算车辆冷起动阶段的CO_2排放。结果表明：车辆冷起动阶段，采用国六标准推荐的干湿基修正法计算的CO_2排放结果偏差较大；充分热机后，2种方法的计算结果趋于一致；采用国六推荐方法修正时，相比直接湿基测量结果，冷起动热机阶段的排放中CO_2体积分数偏低约14%。对于排气中水的体积分数较大的燃用CNG、甲醇、汽油等燃料的车辆的冷起动阶段CO_2排放计算，采用排气中水的体积分数计算CO_2湿基修正因子，结果更准确。
2024年04期 v.41;No.202 41-47+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1547K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨声云;肖进;
针对增压柴油机运行过程中增压器压端出口处的机油结焦问题，以规格为CD 15W-40和CI-4 15W-40的柴油机机油为研究对象，在金属片结焦台架上进行模拟试验，研究机油在不同温度下的高温结焦规律，并对结焦产物进行显微红外光谱分析。结果表明：温度影响机油的高温结焦过程，机油结焦产物的质量随温度变化存在峰值；不同温度下机油结焦产物组成存在差异，温度越高，结焦产物的氧化程度越深。
2024年04期 v.41;No.202 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张方方;张波;吕林兴;
为解决某直列8缸脉冲增压柴油机各缸排气干扰问题，设计4种排气管布置形式，利用GT-Power软件搭建柴油机模型，分析排气管布置形式对排气干扰的影响，并进行优化和试验验证。结果表明：排气管的布置形式和发火顺序是产生排气干扰的主要因素，各缸扫气不均匀是排气干扰的直接原因，在25%额定负荷时过量空气系数异常降低；4排管结构、增压器双流道、单个流道排气间隔曲轴转角为180°的排气管布置型式在低负荷工况下排气压力会高于进气压力，各缸形成均匀排气干扰；排气门开启曲轴转角由120°推迟至140°后，过量空气系数由1.82提高至2.15,低速性能明显改善。
2024年04期 v.41;No.202 56-63+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2054K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张坤;李琦;张佑源;
为提高重型纯电动商用车各部件运行效率，降低能量消耗，进行重型商用车瞬态循环，速度分别为80、60、40 km/h等速，4种工况下转毂台架能量流测试试验。结果表明：4种工况下电池包充放电效率为92%～95%,电池包工作稳定且效率较高；微控制器工作效率为94%～98%,电机输出效率为91%～96%,电机能量回收效率约为94.37%,电机运行正常；直流电压转换器转化效率均在85%以上，处于较高水平；油泵在静置状态下的能耗较大，为0.39 kW,其余附件能耗正常。可采用减少油泵压力、优化系统结构、减少油管阻力等措施对油泵进行优化。
2024年04期 v.41;No.202 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1137K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 岳远航;纪少波;刘振革;胡珑渝;陈忠言;张强;
为提高某混合动力装载机远程操作性能，采用32位高性能单片机开发控制器，基于5G通信技术和Simulink软件，设计开发装载机行走系统、液压系统、制动系统、转向系统及附件系统的控制策略，并通过时延、行走制动、作业测试进行试验验证，实现对装载机的远程驾驶控制。测试结果表明：整车端与远程端之间数据传输完整，数据传输时延约为25 ms;随着踩下远程端制动踏板，大约经过0.3 s整车端电机转矩从100 N·m降为0,大约经过0.7 s电机转速从800 r/min降为0;装载机摇臂、动臂均能根据远程先导手柄的控制指令正确反应，但动作存在轻微滞后；远程驾驶控制逻辑设计符合远程驾驶要求，满足实际使用需要。
2024年04期 v.41;No.202 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 庞同嘉;王金波;田宇洋;张卫海;
为解决采用传统比例积分微分(proportional integral differential, PID)控制智能车辆纵向运行时自适应能力差、响应速度慢的问题，基于PID控制和模糊控制理论，采用MATLAB/Simulink搭建仿真控制模型，上控制器将期望速度与实际速度的偏差及偏差率作为仿真模型中模糊控制器的输入参数，按照模糊规则，输出比例、积分和微分因数，并与传统PID控制器算法加权，输出车辆期望加速度；下控制器通过加速制动标定表实现车辆驱动或制动切换。采用Carsim搭建车辆运行平台，将仿真控制模型与车辆运行平台联合，在期望车速为5、10、16和25 m/s时进行传统PID及模糊PID车辆纵向控制策略仿真对比。结果表明，传统PID控制策略平均速度偏差约为0.122 m/s,模糊PID控制策略平均速度偏差约为0.015 m/s;采用模糊PID控制策略，控制精度明显提高，且响应速度更快。
2024年04期 v.41;No.202 77-82+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵真真;刘红莉;董淑锦;
为准确评估发动机水套换热性能，基于AVL＿FIRE软件对某发动机缸盖、缸体水套的流速、换热系数进行计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真分析。仿真结果表明：第4缸排气侧流速相对其他缸偏低，部分区域换热系数较小，无法满足评价标准；缸盖集成排气歧管后端法兰处冷却液流速较低，下层水套基本没有冷却液流动，为流动死区，容易使热负荷集中；冷却液体积流量为136 L/min时，发动机水套流阻为42 kPa,相对匹配功率为450 W的电子水泵，水套流阻较大。将第4缸气缸垫的一个水孔截面积增大80%,增设1个气缸垫水孔，另外一个水孔截面积减小10%,同时将堵棒流通长度增加150%,通过碗形塞优化排气歧管后端水套上、下层的连通，对优化水套进行CFD分析及流-固耦合分析，结果表明：冷却液体积流量为136 L/min时，水套流阻为35 kPa,满足匹配的电子水泵功率要求；优化后第4缸缸体下层水套冷却液流动明显改善，第2、3缸进排气门鼻梁区后端换热系数偏低，但缸盖水套关键区域温度满足限值要求。
2024年04期 v.41;No.202 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 徐庆增;张洋洋;徐俊义;傅晓磊;
为降低发动机生产成本，提高产品竞争力，从产品设计、加工、装配等环节分析降低产品成本的方法，利用几何公差正向设计、精准设计、公差分析、公差分配、尺寸链计算等尺寸工程技术实现设计与工艺的平衡、精度与成本的平衡，并以某柴油机信号盘为例进行验证。结果表明：在保证满足信号盘功能要求的前提下，应用尺寸工程技术并对公差进行优化后，单件成本减低15元，该方法在降低成本和废品率等方面效果显著。
2024年04期 v.41;No.202 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1158K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 孙京博;张英;王喜高;王祎堃;
为提高发动机组合式凸轮轴装配精度，保证组合式凸轮轴各缸同名凸轮相位角的精确度，设计制作操作方便的组合式凸轮轴装配装置，并进行实际应用。应用结果表明：该装配装置可以快速、精准地装配凸轮轴；各缸相位角调整操作简单、方便、快捷，准确度高，使用该装配装置调整的各缸同名进、排气凸轮相位角满足使用要求，凸轮轴装机后，发动机性能稳定、可靠。
2024年04期 v.41;No.202 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1097K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王恒;李杨;胡志芹;伍云;赵亚斌;周聪;
为解决某柴油机凸轮轴衬套AlSn6CuNi合金层表面出现的大量白斑，利用白光干涉仪、X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜和能谱仪，分析合金层表面三维形貌、表面物相、合金成分、微观组织形态和元素成分强度，确定白斑形成原因。结果表明：白斑附着在合金层表面，主要成分为Si;对比无白斑合金，白斑合金层中Sn质量分数减小，Al质量分数增大，白斑合金层表面、微观组织致密性较差，有明显的坑洞，白斑区域外表面有一定的Si、Ca、Na等元素，确定白斑产生的原因为热处理退火温度较高造成部分Sn熔化流出，合金层表面形成坑洞缺陷，引发表面微裂纹，使浸泡过程中清洗剂中的硅酸钠黏附在合金层表面。为获得良好的合金层组织性能，应严格按照生产工艺控制合金层退火温度。
2024年04期 v.41;No.202 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴根强;张贺;石刚;陈杰;
为准确判断发动机零部件生产线上试漏设备的工作状态，结合直线式、直线分段式、直线分段平移式、根式函数分段式4种泄漏率检测方法确定合格标准件、不合格标准件的泄漏率。结果表明：采用直线式检测方法，允许泄漏率变化较小时，标准件泄漏率偏差过小，导致标准件判断结果不准确；采用直线分段式检测方法，泄漏率偏差区间设置混乱且合理性较差；采用直线分段平移式检测方法，不满足允许泄露率变化较大时，标准件泄漏率偏差变化应较小的要求；根式函数分段式检测方法符合标准件泄漏率偏差要求，当允许泄漏率不大于7 cm~3/min时，标准泄漏率偏差与允许泄漏率之间为相关因数为0.3的线性关系；当允许泄漏率大于7 cm~3/min时，标准泄漏率偏差与允许泄漏率之间为相关因数为0.8的根式函数关系。
2024年04期 v.41;No.202 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 991K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据