發(fā)動機(jī)配氣活塞與UNIVER氣缸間隙動態(tài)
與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比,，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,、運(yùn)行平穩(wěn)、維修方便,，更不會發(fā)生爆震,，充分實(shí)現(xiàn)了高效率、低噪音,、低污染和低運(yùn)行成本,。隨著能源危機(jī)的加劇和發(fā)動機(jī)技術(shù)的提高，發(fā)動機(jī)在車輛上的應(yīng)用再次得到人們的關(guān)注,。

發(fā)動機(jī)配氣活塞與UNIVER氣缸間隙動態(tài)
配氣活塞與UNIVER氣缸間隙的合理設(shè)計是自由活塞發(fā)動機(jī)設(shè)計的一個重要課題,，間隙過大影響配氣效率，間隙過小會產(chǎn)生粘缸和拉缸,，針對自由活塞發(fā)動機(jī)的配氣活塞和UNIVER氣缸的間隙特征進(jìn)行研究,，主要完成工作：對一臺4kW自由活塞式發(fā)動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了設(shè)計，首先確定了循環(huán)壓力,、發(fā)動機(jī)工作頻率,、行程、缸徑,、熱交換系統(tǒng)無益容積等參數(shù),，進(jìn)而對發(fā)動機(jī)換熱系統(tǒng)、UNIVER氣缸,、活塞等零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計,；基于軟件ADAMS，對配氣活塞進(jìn)行了動力學(xué)分析,，分析了活塞運(yùn)動中柔性彈簧的變形特征,、受力、動能和勢能,、活塞的軸向與側(cè)向頻譜特征等力學(xué)性能,；利用軟件ANSYS對配氣活塞的關(guān)鍵部件柔性彈簧進(jìn)行了性能模擬，獲得了柔性彈簧厚度,、漸開線長度,、漸開線封閉半徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)與柔性彈簧的軸向剛度和徑向剛度之間的關(guān)系,，并用軟件Workbench對柔性彈簧的zui大應(yīng)力進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果顯示,，通過改變?nèi)嵝詮椈傻牟糠殖叽缈梢杂行?yōu)化柔性彈簧的zui大應(yīng)力,，zui大應(yīng)力減少了25%左右，可以有效地提高柔性彈簧的使用壽命,；分析了影響配氣活塞與UNIVER氣缸工作間隙的各個因素所造成的間隙特征,，在此基礎(chǔ)上提出了配氣活塞與UNIVER氣缸的間隙設(shè)計方法，利用該設(shè)計方法確定了發(fā)動機(jī)的配缸間隙,，并利用軟件ADAMS進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,，得到活塞與UNIVER氣缸的zui小配缸間隙為0.168mm，穩(wěn)態(tài)振動中活塞與UNIVER氣缸的zui小徑向間隙為0.0145mm,，為該類型發(fā)動機(jī)設(shè)計提供了參考依據(jù),。正由于柴油機(jī)爆發(fā)壓力高、噪聲大,，UNIVER氣缸墊燒蝕時不易察覺,，難以判斷，導(dǎo)致UNIVER氣缸墊更換不及時,，造成UNIVER氣缸套變形,、密封阻水圈損壞以及缸蓋和缸體之間過梁處受高溫高壓氣體的沖擊,，導(dǎo)致嚴(yán)重?zé)g溝痕,，致使維修困難以及機(jī)件報廢等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了發(fā)動機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)性及可靠性,。如何及時發(fā)現(xiàn)缸墊處于不正常使用狀態(tài),，成為避免整機(jī)損壞的關(guān)鍵，以下從幾方面對UNIVER氣缸墊燒蝕原因進(jìn)行分析,、判斷及預(yù)防,。利用計算流體力學(xué)（CFD）軟件FIRE對16V240ZJE型柴油機(jī)的UNIVER氣缸內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真，通過仿真計算及對UNIVER氣缸內(nèi)流場,、溫度場等的綜合分析,，研究了噴油提前角對整個燃燒過程及NOx和碳煙生成的影響。結(jié)果表明,，噴油提前角影響噴霧和油氣混合質(zhì)量,，進(jìn)而影響燃燒過程和排放物生成。通過計算,，得到16V240ZJE型柴油機(jī)的*噴油提前角為15°BTDC,即345°CA,此時生成的排放物zui少,，且經(jīng)濟(jì)性良好。CFD計算對優(yōu)化燃燒室參數(shù),，進(jìn)而改進(jìn)燃燒系統(tǒng)具有指導(dǎo)意義,。

發(fā)動機(jī)配氣活塞與UNIVER氣缸間隙動態(tài)
建立了某四缸龍門式柴油機(jī)UNIVER氣缸體的有限元分析模型,，從某四缸龍門式柴油機(jī)UNIVER氣缸體的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性和振動響應(yīng)進(jìn)行分析，采用模態(tài)試驗(yàn)對有限元模型進(jìn)行修正,，通過有限元,、多體動力學(xué)手段研究柴油機(jī)在額定工況下，以UNIVER氣缸燃?xì)鈮毫?、活塞?cè)壓力和主軸承作用力為主要因素,，確定了柴油機(jī)所受的激勵力，利用模態(tài)疊加法對柴油機(jī)進(jìn)行了動態(tài)響應(yīng)分析計算,，得出了額定載荷下的整機(jī)振動烈度,，并與整機(jī)振動烈度的實(shí)測值進(jìn)行比較，驗(yàn)證了模型的正確性,。