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极寒条件下含氧燃料对柴油机冷起动特性的影响

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内燃机学报 2024年第1期42卷 18-25页

作者：王晓宇王正江贾丹丹万明定申立中昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500 山东京博新能源控股发展有限公司山东滨州256500

针对柴油机存在低温冷起动困难甚至无法起动的问题,基于起动/发电机集成一体化技术柴油机,在高原低温发动机冷起动试验舱,研究-50号柴油A0(氧质量分数为0%)、A1(氧质量分数为2.05%)和A2(氧质量分数为4.40%)燃料在-43℃下对柴油机冷起动... 详细信息

针对柴油机存在低温冷起动困难甚至无法起动的问题,基于起动/发电机集成一体化技术柴油机,在高原低温发动机冷起动试验舱,研究-50号柴油A0(氧质量分数为0%)、A1(氧质量分数为2.05%)和A2(氧质量分数为4.40%)燃料在-43℃下对柴油机冷起动过程的影响和燃烧特性分析.结果表明:相比A0纯柴油,燃用A1、A2含氧燃料起动时间分别缩短了36.64%和42.71%;起动累计油量分别降低47.8%和60.6%;怠速运行前60 s内转速波动率分别降低25.3%和43.8%.燃用燃料氧质量分数越高,起动燃烧首循环的缸内压力、燃烧放热率、缸内燃烧温度和缸内压力升高率峰值越高,且燃烧重心前移,燃烧持续期越短;起动转速上升过程循环数越少,平均最大缸内压力越大,起动过程燃烧稳定性越好.

关键词：柴油机含氧燃料冷起动过程燃烧

蜗壳喉口射流对径流涡轮叶片激振力的影响与抑制

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内燃机学报 2024年第4期42卷 367-375页

作者：李延昭于效顺马敏司英杰潍坊科技学院智能制造学院山东寿光262700 机械工业内燃机增压系统重点实验室山东寿光262718

涡轮增压器的涡轮叶片在转动过程中受到周期性的气动激励作用,过高的气动激励可能导致涡轮叶片发生高周疲劳(HCF).在无叶蜗壳中,气动激励主要来自蜗舌位置处的压力波动.为了降低涡轮叶片的激振力,笔者从激励产生的来源出发,提出了一种... 详细信息

涡轮增压器的涡轮叶片在转动过程中受到周期性的气动激励作用,过高的气动激励可能导致涡轮叶片发生高周疲劳(HCF).在无叶蜗壳中,气动激励主要来自蜗舌位置处的压力波动.为了降低涡轮叶片的激振力,笔者从激励产生的来源出发,提出了一种通过喉口射流孔把蜗壳进口段高压气体引流到蜗舌上游低静压区域的压力波动抑制措施,并利用非定常流场数值模拟方法,研究了通过射流孔引入蜗壳进口段高压气体到低静压区对涡轮叶片激振力的改善效果,以及射流孔对涡轮机整机性能的影响.结果表明,该措施可以明显弱化径流涡轮叶片激振力,叶片高振幅区的测点激励幅值最高降低34%,射流孔在弱化激振力的同时,对涡轮机效率的影响可忽略.

关键词：涡轮增压器激振力蜗壳喉口射流压力波动非定常流动

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柴油机气缸套空化现象与空蚀机理分析

排灌机械工程学报 2024年第1期42卷 49-56,78页

作者：韩峰刘泉李宇寒李晨阳林杰威内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261061 潍柴动力股份有限公司山东潍坊261061 天津大学先进内燃动力全国重点实验室天津300350

针对柴油机气缸套在工作过程中因冷却液的空化发生空蚀现象,文中在对单缸冷却水套进行空化流动数值模拟的基础上,结合近壁面多空泡溃灭过程的仿真,从宏观和介观上研究了柴油机气缸套的空化现象和空蚀机理.首先,基于单缸冷却水套的模拟发... 详细信息

针对柴油机气缸套在工作过程中因冷却液的空化发生空蚀现象,文中在对单缸冷却水套进行空化流动数值模拟的基础上,结合近壁面多空泡溃灭过程的仿真,从宏观和介观上研究了柴油机气缸套的空化现象和空蚀机理.首先,基于单缸冷却水套的模拟发现,缸套壁面的振动导致冷却液发生空化现象,生成大量空化气泡.然后,模拟了近壁面空泡的溃灭过程,并分析了空泡间距、空泡数量等因素对多空泡溃灭的影响.结果表明:空泡间距越小,溃灭时间越长,当泡心间距从0.050 mm减小至0.025 mm时,近壁面空泡的溃灭压力增大49.82%,产生的微射流速度增大10.56%;增加空泡数量,溃灭压力呈先增后减的趋势,当空泡数量由2个增至10个,微射流的速度增大44.93%.研究表明,空泡溃灭产生的微射流具有较高的水锤压力,该压力作用于缸套壁面,造成腐蚀破坏,是缸套发生空蚀的根本原因.

关键词：柴油机气缸套空化空蚀空泡

适用于天然气发动机高EGR率的引射器仿真研究

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西南交通大学学报 2024年第2期59卷 467-476页

作者：王晓艳康天钦王培伦贾德民徐煜赵建辉潍柴动力股份有限公司内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261001 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对发动机抑制爆震的难题,提出采用无功耗的引射器实现天然气发动机高废气再循环(EGR)率的技术方案.首先,完成设计工况下的引射器结构参数设计计算;然后,建立引射器仿真模型,并根据实验数据开展引射器计算模型的校核与验证;其次,对引... 详细信息

针对发动机抑制爆震的难题,提出采用无功耗的引射器实现天然气发动机高废气再循环(EGR)率的技术方案.首先,完成设计工况下的引射器结构参数设计计算;然后,建立引射器仿真模型,并根据实验数据开展引射器计算模型的校核与验证;其次,对引射器引射性能随结构参数的改变进行分析,获取各结构参数对引射性能的影响规律;最后,提出了一种新的结构参数敏感性评价指标,研究了结构参数对引射性能的影响程度.研究结果表明:随着混合段长度和扩压段长度的增加,引射系数(μ)会随之增大;混合段直径(d_(3))、扩压段角度(θ_(s))和喷嘴出口至混合段距离(L_(NXP))的增加会导致μ先增加后减小,μ的最大值分别出现在d_(3)=46.1 mm、θ_(s)=4°和L_(NXP)=57.33 mm处;对μ影响最大的结构参数为d_(3),对应的敏感性指标为0.88,而L_(NXP)对μ的影响程度最小,敏感性指标为0.05.

关键词：引射系数敏感性分析引射器废气再循环天然气发动机

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连杆轴承润滑空化过程动态仿真与抑制

内燃机学报 2024年第1期42卷 87-95页

作者：尹晓青杨康博徐菁菁李渴忻杜祥宁黄钰期潍柴动力股份有限公司内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261061 浙江大学动力机械及车辆工程研究所浙江杭州310027

以某重型柴油机的连杆轴承为研究对象,引入运动边界和动网格smoothing网格光顺方法来探究不同入口条件对油膜空化现象的影响,研究了用于抑制轴承润滑空化现象的轴瓦开槽方法,对比开槽数量、深度及开槽形式对抑制油膜空化现象的影响.研... 详细信息

以某重型柴油机的连杆轴承为研究对象,引入运动边界和动网格smoothing网格光顺方法来探究不同入口条件对油膜空化现象的影响,研究了用于抑制轴承润滑空化现象的轴瓦开槽方法,对比开槽数量、深度及开槽形式对抑制油膜空化现象的影响.研究发现,润滑空化的范围和程度是一个动态变化的过程,引起空蚀的并非在空化形成阶段,而在空化溃灭的过程中.因而如果空化现象频繁发生和溃灭,相比持续存在的稳定空化状态,将更易破坏轴瓦表面,引发明显空蚀现象.由于重型柴油机的连杆轴承润滑油来自于主轴承,连杆轴承润滑油入口压力存在显著波动,导致空化程度波动剧烈,进一步恶化空蚀现象,这也解释了重型柴油机连杆轴承穴蚀损伤往往更甚于主轴承.通过轴瓦开槽可以有效缓解空化,从而达到抑制空蚀的效果;增加开槽数目和深度都可以强化抑制效果,但提升的程度有限.相比全槽模型,半槽模型可以强化油膜的轴向流动,对空化的抑制效果更好,可将油膜的气相体积分数最高值从0.94(未开槽)降至0.39.考虑到轴瓦的厚度与强度需求,选择适当槽深的半环单槽即可有效地抑制轴承运动过程中油膜的空化现象.

关键词：柴油机连杆轴承空化现象油槽

柴油/天然气/氢气三燃料化学动力学机理的构建

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 163-174页

作者：张韦毛仕迪陈朝辉李泽宏庞晨晨张翔宇昆明理工大学交通工程学院云南省内燃机重点实验室云南昆明650500 潍柴动力股份有限公司山东潍坊261069

为探究柴油、天然气、氢气3种燃料在发动机缸内的燃烧过程,构建了含120种组分、612步基元反应的柴油/天然气/氢气(DNH)三燃料机理。对DNH机理进行点火延迟敏感性分析、反应路径分析,调整关键反应指前因子,利用Chemkin验证DNH机理的点火... 详细信息

为探究柴油、天然气、氢气3种燃料在发动机缸内的燃烧过程,构建了含120种组分、612步基元反应的柴油/天然气/氢气(DNH)三燃料机理。对DNH机理进行点火延迟敏感性分析、反应路径分析,调整关键反应指前因子,利用Chemkin验证DNH机理的点火延迟期和层流火焰速度,同时通过计算流体动力学耦合DNH动力学反应机理的方法,对发动机缸内纯柴油、柴油/天然气、柴油/天然气/氢气3种燃烧模式进行验证。结果表明:基于高碳数多组分柴油模型构建的DNH机理,其预测结果与点火延迟期、层流火焰速度试验数据均能良好吻合;计算流体动力学耦合DNH机理的计算结果与实验测量得到的发动机缸内压力和放热率变化一致,DNH机理适用于预测柴油/天然气/氢气三燃料发动机的缸内燃烧过程。

关键词：柴油天然气氢气发动机化学动力学燃烧模式层流火焰

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国外石砌民居抗震研究综述

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 586-598页

作者：陈再现王超余子聪哈尔滨工业大学(威海)土木工程系威海264209 哈尔滨工业大学(威海)山东省高等学校土木工程结构与防灾实验室威海264209

为对国外石砌民居抗震研究成果进行综述,首先从Web of Science核心数据集中筛选相关文献205篇,应用CiteSpace软件进行计量分析.随后从试验研究、数值模拟和抗震加固3个方面进行概述.以文献中整理的123组试验数据为例进行统计分析,并对... 详细信息

为对国外石砌民居抗震研究成果进行综述,首先从Web of Science核心数据集中筛选相关文献205篇,应用CiteSpace软件进行计量分析.随后从试验研究、数值模拟和抗震加固3个方面进行概述.以文献中整理的123组试验数据为例进行统计分析,并对数值模拟模型盲预测能力进行概述.结果表明:国外石砌民居抗震研究过程可分为起步、上升和发展3个阶段,现有承载力计算公式和数值模型均不能准确预测试验结果,力学模型的可靠度需通过试验数据库进行提升,数值模拟中材料和模型的不确定性问题亟待解决;提高石砌民居整体性的构造措施是很好的加固手段,但加固机理和量化还需进一步研究.最后对试验数据库应用、模型不确定性解决方案及抗震加固研究发展方向进行展望.

关键词：石砌体历史民居面外响应抗震加固可视化分析

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径流涡轮机流道壁面冲蚀特性及对性能的影响

中国机械工程 2024年第7期35卷 1232-1240页

作者：马超张健健王宁宁郭姗姗潍坊学院机械与自动化学院潍坊261061 机械工业内燃机增压系统重点实验室寿光262718 康跃科技(山东)有限公司寿光262718

碳颗粒作为内燃机燃烧的固有产物,随主流运动时会对涡轮机壁面产生冲蚀,在长时间运行后对性能产生影响。通过两相流数值仿真手段对某径流式涡轮机的壁面冲蚀特性进行了分析,并研究了多种关键参数对涡轮机冲蚀率及性能的影响规律。研究... 详细信息

碳颗粒作为内燃机燃烧的固有产物,随主流运动时会对涡轮机壁面产生冲蚀,在长时间运行后对性能产生影响。通过两相流数值仿真手段对某径流式涡轮机的壁面冲蚀特性进行了分析,并研究了多种关键参数对涡轮机冲蚀率及性能的影响规律。研究结果表明:颗粒尺寸会对壁面冲蚀分布特征产生影响,对性能的影响呈非线性变化规律;颗粒排放裕度和膨胀比对性能变化率的影响呈线性关系;涡轮机转速的变化对效率变化率的影响呈线性关系,对相似流量变化率的影响呈先快速增加后持续下降的规律。颗粒尺寸和涡轮机工况是影响涡轮机性能变化率的显著因素,比颗粒排放裕度及膨胀比对效率变化率和相似流量变化率的影响分别大5~7倍和19~24倍。

关键词：涡轮增压器径流涡轮机冲蚀率两相流性能影响

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搜索域维度扩展稳健匹配场声源辐射功率估计

西北工业大学学报 2024年第1期42卷 1-10页

作者：张少东孙超西北工业大学航海学院陕西西安710072 陕西省水下信息技术重点实验室陕西西安710072 西北工业大学青岛研究院山东青岛266200

与传统声源辐射功率估计方法相比,匹配场声源辐射功率估计方法能获得更准确的估计结果,但环境失配对其性能影响较大。针对这一问题,提出一种搜索域维度扩展稳健匹配场声源辐射功率估计方法。定义环境失配影响因子,量化表示环境失配对信... 详细信息

与传统声源辐射功率估计方法相比,匹配场声源辐射功率估计方法能获得更准确的估计结果,但环境失配对其性能影响较大。针对这一问题,提出一种搜索域维度扩展稳健匹配场声源辐射功率估计方法。定义环境失配影响因子,量化表示环境失配对信道传递函数和匹配场声源辐射功率估计方法的影响,确定提升环境失配稳健性的关键在于准确估计信道传递函数。传统匹配场声源辐射功率估计方法中信道传递函数搜索域是一个距离-深度二维平面,环境失配时,其中必然不包含真实信道传递函数,因此信道传递函数估计结果与真实信道传递函数也必然存在偏差。文中提出的搜索域维度扩展稳健匹配场声源辐射功率估计方法将信道传递函数搜索域扩展为距离、深度和不确定参数组构成的三维搜索空间,将真实信道传递函数包含在搜索域中,使得最优备选信道传递函数等于真实信道传递函数。随后构造三维搜索空间的目标函数,目标函数的绝对值越小,备选信道传递函数与真实信道传递函数偏差越小。使用目标函数绝对值取最小值时对应的备选信道传递函数可以更准确地估计声源辐射功率,仿真验证了理论分析的结果。

关键词：声源辐射功率估计搜索域维度扩展环境失配稳健性