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非道路用柴油机热效率优化设计与开发研究

工程机械 2024年第5期55卷 39-46+256-257页

作者：杜鑫王增养许力强北京福田康明斯发动机有限公司

以某重型柴油机为研究对象，通过优化缸内燃烧系统和空气系统，提升柴油机热效率，并结合实际应用需求，使发动机最低油耗区间匹配挖掘机正常作业工况。研究结果表明：通过增加涡轮当量流通截面积，可以使发动机经济区域向高转速区域移... 详细信息

以某重型柴油机为研究对象，通过优化缸内燃烧系统和空气系统，提升柴油机热效率，并结合实际应用需求，使发动机最低油耗区间匹配挖掘机正常作业工况。研究结果表明：通过增加涡轮当量流通截面积，可以使发动机经济区域向高转速区域移动，同时，采用高效增压器，能够实现柴油机最低油耗区间与目标工况区间的匹配。以挖掘机实际工作循环工况为目标，采用CR21燃烧室配合具有较大涡轮当量流通截面积的增压器，得到较高的充气效率，使缸内混合气过稀区减少，燃烧放热速率加快，发动机热效率提高，进而实现发动机经济区域匹配目标工况。通过对发动机标定进行匹配优化，确保在发动机边界满足硬件需求的前提下，兼顾考虑燃油与尿素的液体消耗及排放的设计余量空间。优化后，在挖掘机主要工况区域，燃油消耗改善3%，综合液体消耗改善2%以上，同时确保发动机的排放维持在与现有产品相同的水平。

关键词：柴油发动机增压器燃烧室压缩比热效率

铝锂合金无针搅拌摩擦点焊接头组织演变与强化机制研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 150-158页

作者：褚强杨夏炜李文亚范文龙邹阳帆郝思洁西北工业大学材料学院西安710072 西安航天发动机有限公司西安710100

将2198铝锂合金无针搅拌摩擦点焊作为研究对象,围绕点焊接头微观组织与强化机制开展研究。结果表明,组织细化受连续动态再结晶、应变的几何效应和非连续动态再结晶的共同作用。其中,连续动态再结晶是主要的再结晶机制,同时伴随着剪切织... 详细信息

将2198铝锂合金无针搅拌摩擦点焊作为研究对象,围绕点焊接头微观组织与强化机制开展研究。结果表明,组织细化受连续动态再结晶、应变的几何效应和非连续动态再结晶的共同作用。其中,连续动态再结晶是主要的再结晶机制,同时伴随着剪切织构A/A({111}),B/B({112}),A_(1)*/A_(2)*({111})。焊接过程中析出相同样发生了显著变化,与母材晶体结构呈现半共格/非共格特征的T1相受焊接热循环影响发生粗化或固溶,搅拌区析出相几乎完全固溶,仅观察到少量弥散的与母材晶体共格的β'相,其强化效应明显减弱。无针搅拌摩擦点焊(Probeless friction stir spot welding,P-FSSW)接头非均匀组织特征导致其强化机制由析出强化和形变强化逐渐转变为细晶强化和固溶强化。

关键词：铝锂合金搅拌摩擦点焊微观组织强化机制

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汽车装配工艺混流线平衡优化与应用研究

机电工程技术 2024年第7期53卷 315-320页

作者：张沛文崔跃北京福田康明斯发动机有限公司北京102200

以某汽车发动机生产工厂装配线为例,由于企业日益多元化的产品布局,针对新产品导入前后,工位间负荷不均衡和生产能力不足的问题,先后采用单一线平衡率和混流线平衡率数学模型,结合工艺过程顺序和产线布局等多约束条件,以消除不同产品瓶... 详细信息

以某汽车发动机生产工厂装配线为例,由于企业日益多元化的产品布局,针对新产品导入前后,工位间负荷不均衡和生产能力不足的问题,先后采用单一线平衡率和混流线平衡率数学模型,结合工艺过程顺序和产线布局等多约束条件,以消除不同产品瓶颈、均衡工位间负荷、降低产品等待时间为目标,运用作业测定、方法研究、改进改善等方法,2022年主流机型线单一线平衡率由69%提升至81%;2023年多品种的混流装配线平衡率从15.7%提升至41.76%,混线生产效率提升16%,新产品生产能力满足30台/h的需求,有效提升装配线生产能力。实践表明,相比单一线平衡率,混流线平衡率优化更能全面考虑不同产品间的工艺平衡,有效提升企业混线生产能力。

关键词：单一线平衡率混流线平衡率管理优化混线生产能力

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柴油发动机缸体的清洁度能力提升研究

内燃机与配件 2024年第14期 121-123页

作者：高锋北京福田康明斯发动机有限公司北京102206

随着国内排放法规的日趋严格,发动机制造商需要不断升级技术,以确保其产品符合环保要求。这就要求发动机零部件的制造标准也要不断提高。柴油发动机缸体润滑冷却油道的清洁度达标与否对于确保发动机的正常运转和延长发动机寿命至关重要... 详细信息

随着国内排放法规的日趋严格,发动机制造商需要不断升级技术,以确保其产品符合环保要求。这就要求发动机零部件的制造标准也要不断提高。柴油发动机缸体润滑冷却油道的清洁度达标与否对于确保发动机的正常运转和延长发动机寿命至关重要。本文研究在制造过程中如何提高柴油发动机缸体润滑冷却油道的清洁度能力。通过分析影响清洁度的关键因素,从来料毛坯控制、清洗工艺、清洁度检测过程等逐个给出优化和整改措施,实现了清洁度能力的提升。

关键词：柴油发动机缸体清洁度

变形高温合金在液体火箭发动机中的应用进展及展望

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火箭推进 2024年第1期50卷 57-66页

作者：王凯王东方刘友强杨卫鹏张鹏西安航天发动机有限公司陕西西安710100

变形高温合金以其良好的耐高温、抗氧化、抗热腐蚀性能和较好的冷、热加工性,在液体火箭发动机推力室身部、涡轮壳体、涡轮转子等热端部件中得到了广泛的应用。通过查阅文献,综述了国内外变形高温合金及热加工技术发展现状、液体火箭发... 详细信息

变形高温合金以其良好的耐高温、抗氧化、抗热腐蚀性能和较好的冷、热加工性,在液体火箭发动机推力室身部、涡轮壳体、涡轮转子等热端部件中得到了广泛的应用。通过查阅文献,综述了国内外变形高温合金及热加工技术发展现状、液体火箭发动机热端构件对高温合金性能需求、变形高温合金在国内外著名液体火箭发动机中的应用情况。结合液体火箭发动机可回收、高性能、轻量化、低成本的发展趋势,总结了变形高温合金在液体火箭发动机领域的主要发展趋势,包括研发针对液体火箭发动机服役工况的高温合金材料、改进热加工工艺,从而提升高温合金性能、降低高温合金构件制造成本;研发和推广耐高温轻质金属间化合物、降低热端构件质量。

关键词：变形高温合金液体火箭发动机推力室涡轮盘热加工技术

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锁底结构焊缝相控阵超声检测技术

火箭推进 2024年第3期50卷 124-130页

作者：赵灿闫明巍王建超刘伟超张锐王永红西安航天发动机有限公司陕西西安710100

针对锁底结构X射线不可检焊缝开展相控阵超声检测技术研究。通过相控阵超声声线与声场仿真分析,确定了合理的扫查方式。对比了4.0 MHz和7.5 MHz探头的检测信噪比及缺陷响应情况,结果表明:高频探头的检测分辨力与缺陷尺寸测量精度较高;... 详细信息

针对锁底结构X射线不可检焊缝开展相控阵超声检测技术研究。通过相控阵超声声线与声场仿真分析,确定了合理的扫查方式。对比了4.0 MHz和7.5 MHz探头的检测信噪比及缺陷响应情况,结果表明:高频探头的检测分辨力与缺陷尺寸测量精度较高;对于粗晶材料,低频探头比高频探头具有更高的缺陷检出率。通过对比超声、射线及剖切金相结果研究了锁底结构对回波信号的影响,获得了未焊透信号识别方法。利用焊接模拟样件进行工艺验证实验,实验结果表明,相控阵超声技术可有效检出除对侧坡口未熔合之外的全部缺陷,且定量结果与射线检测基本一致。采用研究获得的检测工艺累计完成多件产品检测验证,为持续优化焊接方法、改进接头坡口形式提供了参考。

关键词：相控阵超声锁底焊缝信号识别

航空发动机叶片装配执行过程智能检测及AR引导

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计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1263-1272页

作者：张杰王淑侠何卫平李江红吴世鑫魏兵钊王满贤西北工业大学机电学院陕西西安710072 中航工业西安航空发动机(集团)有限公司陕西西安710021

为了提高航空发动机叶片装配执行过程的作业智能化程度,本文提出一种航空发动机叶片装配执行过程智能检测及AR引导方法,该方法包括叶片编码识别、物料AR出入库和齐套摆放过程状态检测3个环节。针对航空发动机叶片物料缺乏自动化识别和... 详细信息

为了提高航空发动机叶片装配执行过程的作业智能化程度,本文提出一种航空发动机叶片装配执行过程智能检测及AR引导方法,该方法包括叶片编码识别、物料AR出入库和齐套摆放过程状态检测3个环节。针对航空发动机叶片物料缺乏自动化识别和智能化纠错的问题,搭建基于编码识别的叶片物料管理架构,提出基于图像处理的叶片编码图像前处理增强操作,并利用贝叶斯纠错对识别结果进行正误判断和纠错校正的后处理操作,提高了叶片编码识别准确率;在物料人工出入库环节,利用AR增强可视化信息辅助用户快速执行作业任务,降低了叶片物料选取作业的时间;针对叶片物料齐套准备过程,构建了基于检测比对的防错纠错系统,避免发生人为错误。所提叶片装配执行过程智能检测及AR增强辅助引导方法可以有效减少人力物力和时间消耗,在推动航空发动机迈向智能化和自动化生产上起到技术支撑作用。

关键词：航空发动机叶片光学字符识别后处理增强现实装配执行过程

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铝合金双面搅拌摩擦焊接的研究进展

机械工程学报 2024年第14期60卷 77-96页

作者：杨夏炜孟廷曦褚强范文龙苏宇马铁军李文亚西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西安航天发动机有限公司西安710100

随着铝合金在航空航天、轨道交通及船舶制造等工业制造领域的应用持续增长,实现铝合金的高质量焊接已成为目前铝合金结构件轻量化发展的迫切需求与研究热点。搅拌摩擦焊接(Friction stir welding, FSW)作为一种固相焊接技术,在铝合金连... 详细信息

随着铝合金在航空航天、轨道交通及船舶制造等工业制造领域的应用持续增长,实现铝合金的高质量焊接已成为目前铝合金结构件轻量化发展的迫切需求与研究热点。搅拌摩擦焊接(Friction stir welding, FSW)作为一种固相焊接技术,在铝合金连接方面取得了显著进展。然而,随着大厚度铝合金板应用需求的日益增加,单面FSW接头由于焊缝底部的热量供应不足,易在焊缝底部形成缺陷,难以达到质量要求。为改善上述单面FSW接头中存在的缺陷问题,双面搅拌摩擦焊接技术应运而生。基于目前研究较为广泛的两种双面FSW工艺——常规顺序双面搅拌摩擦焊(Conventional double-sided friction stir welding,CDS-FSW)和双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin tool frictionstirwelding,BT-FSW)的研究成果,梳理和总结两种工艺的研究进展,重点从焊接工艺优化、接头宏微观组织形貌、力学性能及影响因素、搅拌头设计、焊接温度场和材料流动行为等方面进行详细分析与评述。最后,对双面搅拌摩擦焊接技术的热点问题及研究难题进行总结与展望,以期为双面搅拌摩擦焊技术的发展和实际工程应用提供理论参考。

关键词：铝合金搅拌摩擦焊接双面接头组织特征力学性能

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DD5缓进磨削表面粗糙度和硬化率对疲劳性能影响研究

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中国机械工程 2024年第8期35卷 1472-1479页

作者：靳淇超包虎子李良万汪文虎张锦淇叶子银郭磊长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 中国航发西安航空发动机有限公司西安710021 西北工业大学航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室西安710072

为研究DD5镍基单晶高温合金缓进磨削表面粗糙度和硬化率对疲劳性能的影响规律及机理,设计实验并进行了试件磨削与疲劳性能测试。结果表明:表面粗糙度的增大引起应力集中加剧,导致疲劳性能降低,不同磨削工艺下表面粗糙度由0.347μm增大到... 详细信息

为研究DD5镍基单晶高温合金缓进磨削表面粗糙度和硬化率对疲劳性能的影响规律及机理,设计实验并进行了试件磨削与疲劳性能测试。结果表明:表面粗糙度的增大引起应力集中加剧,导致疲劳性能降低,不同磨削工艺下表面粗糙度由0.347μm增大到0.687μm,其疲劳寿命由5.51×10^(5)降至3.38×10^(5),下降率约38.66%;表面粗糙度小于0.4μm时表面硬化可提高试件疲劳寿命,表面粗糙度超过0.4μm时表面硬化对疲劳性能的影响不显著;形貌测试结果表明,随着表面粗糙度的提高,磨削表面耕犁产生的沟壑数量和深度均增大,疲劳载荷作用下磨削表面裂纹源数量增加、应力集中加剧,从而导致疲劳寿命降低。较小的表面粗糙度与较大的表面硬化率均可提高DD5缓进磨削疲劳性能。

关键词： DD5高温合金缓进磨削表面粗糙度表面硬化率疲劳性能断裂机理