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直线增程系统匹配建模与负荷特性研究
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作者 张志远 魏铄鉴 +4 位作者 马煜国 冯慧华 贾博儒 帅石金 何洪文 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第1期97-106,共10页
直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLA... 直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLAB/Simulink建立了系统热动力学耦合仿真模型,确定系统负荷极限范围,得到了负荷极限范围内随着负荷的改变系统运行特性和性能特性的变化规律。结果表明:负荷对于系统运行特性有着决定性作用,当负荷从392增大到538N/(m·s^(-1)),系统运行频率从39.6减小到30.6 Hz,运行压缩比从15.0降低到6.0,指示热效率从41.4%降低到31.1%,系统输出功率从9.2 kW降低到5.3 kW,指示燃油消耗率由197.6 g/kWh增大到263.0 g/kWh。 展开更多
关键词 发动机控制 直线增程系统 混合动力 多燃料发动机 负荷特性
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基于BEM/FEM耦合技术的柴油机外声场模拟技术研究 被引量:15
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作者 冯慧华 左正兴 +1 位作者 廖日东 马朝臣 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期155-161,共7页
采用BEM /FEM耦合技术对某高强化V6柴油机结构的声辐射情况进行了模拟 ,得到了整机辐射声功率、辐射效率、主要部件对声学结果的贡献以及近、远场声压 (级 )、整机外场声强矢量分布等声学结果 ,为该柴油机针对减振降噪的结构声学优化提... 采用BEM /FEM耦合技术对某高强化V6柴油机结构的声辐射情况进行了模拟 ,得到了整机辐射声功率、辐射效率、主要部件对声学结果的贡献以及近、远场声压 (级 )、整机外场声强矢量分布等声学结果 ,为该柴油机针对减振降噪的结构声学优化提供了详细信息与重要参考。在此基础上 ,重点对主要声辐射部件—下曲轴箱的结构进行了修改 ,并对修改方案的声辐射情况进行了重计算。主要声学量的对比结果表明 ,在所研究的频率域内 。 展开更多
关键词 BEM/FEM 耦合技术 柴油机 外声场模拟技术 结构声辐射 声学量 噪声控制
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高效柴油机整机结构动态特性有限元分析 被引量:10
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作者 冯慧华 左正兴 +1 位作者 廖日东 张玉申 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期294-298,共5页
在完成了基于实验对比的离散误差收敛性分析的基础上建立了某军用V型柴油机主要零部件及整机的有限元分析模型 ,采用Lanczos法对零部件及整机组合体多方案的自由模态进行了计算 ,并由计算结果对修改方案的动态特性进行了初步评价。
关键词 柴油机 模态分析 有限元法 结构动态特性
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基于统计能量法的变速箱振动特性研究 被引量:6
4
作者 冯慧华 赵志芳 +1 位作者 鲁守卫 左正兴 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第5期86-89,共4页
应用统计能量分析方法对变速箱结构进行高频振动特性的分析。通过有限元计算得到1/3倍频程频带内的模态数目,确定适合统计能量分析的频率范围。研究复杂结构等效质量的试验方法,测量得到两个子系统的等效质量、内损耗因子和耦合损耗因... 应用统计能量分析方法对变速箱结构进行高频振动特性的分析。通过有限元计算得到1/3倍频程频带内的模态数目,确定适合统计能量分析的频率范围。研究复杂结构等效质量的试验方法,测量得到两个子系统的等效质量、内损耗因子和耦合损耗因子。结合测量结果,在VA One中建立统计能量分析模型,计算得到随机激励力作用下的振动响应,并与试验测量结果进行对比,验证结果表明所建模型是正确且有效的。运用所建立的变速箱SEA模型计算在实际工作激励下的振动响应。结果表明统计能量分析方法可以有效地对复杂结构的高频振动特性进行分析。 展开更多
关键词 振动与波 统计能量法(SEA) 等效质量 内损耗因子 耦合损耗因子 变速箱
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单元尺寸对内燃机模态计算精度的影响 被引量:10
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作者 冯慧华 左正兴 +1 位作者 谭建松 魏志明 《车用发动机》 北大核心 2002年第1期8-11,共4页
从数学理论出发分析了有限元求解精度的影响因素 ,并从工程角度探讨了单元尺寸的选择对复杂内燃机零部件及整机模态计算精度的影响 ,得出的结论可为类似结构模态计算时单元类型及尺寸的选择提供参考。
关键词 内燃机 零部件 模态计算 有限元法 单元尺寸 计算精度
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基于FMECA模糊综合评价法的甲醇燃料风险分析
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作者 王建荣 冯慧华 李铁 《柴油机》 2024年第4期42-48,60,共8页
针对各种船用替代燃料实船应用的风险,提出失效模式、后果和严重度分析(failure modes,effect and criticality analysis,FMECA)模糊综合评价法,即将传统的FMECA半定量风险评估法转化为定量风险评估,同时综合考虑各风险因素间的相互影... 针对各种船用替代燃料实船应用的风险,提出失效模式、后果和严重度分析(failure modes,effect and criticality analysis,FMECA)模糊综合评价法,即将传统的FMECA半定量风险评估法转化为定量风险评估,同时综合考虑各风险因素间的相互影响。将该方法运用于63000 t液货船的甲醇燃料风险评估中,结果表明甲醇燃料的风险等级为中等,与实船应用结果相符,证明该方法可用于船用替代燃料的风险分析。 展开更多
关键词 能源转型 船用替代燃料 甲醇 FMECA模糊综合风险评价法
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用ANSYS进行多臂机C形杆的应力应变分析 被引量:4
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作者 冯慧华 夏金国 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期20-21,32,共3页
采用ANSYS 5.4有限元程序对多臂机C形杆进行静态应力应变分析,从而达到校核C形杆零件强度、进一步优化其结构形状的目的。
关键词 多臂机 C形杆 剑杆织机 开口装置 ANSYS有限元软件 应力应变分析
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考虑内部流体域的内燃机外声场模拟技术研究 被引量:2
8
作者 冯慧华 廖日东 左正兴 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期67-71,共5页
采用体积有限元法模拟内燃机内部流体区域,结合整机结构辐射声场计算模型,建立了某V型六缸柴油机包含内部流体域的整机声学流体分析模型。在此基础上,以下曲轴箱润滑油域为例,进一步探讨了考虑内部流体域对整机结构辐射声场仿真结果的... 采用体积有限元法模拟内燃机内部流体区域,结合整机结构辐射声场计算模型,建立了某V型六缸柴油机包含内部流体域的整机声学流体分析模型。在此基础上,以下曲轴箱润滑油域为例,进一步探讨了考虑内部流体域对整机结构辐射声场仿真结果的影响。对该柴油机整机结构辐射声场的计算对比结果表明,下曲轴箱润滑油域对整机结构辐射效率、外场声压分布等声学量在频率内的分布规律及幅值大小有着较为明显的影响,在内燃机整机结构辐射声场的计算中应该予以考虑。 展开更多
关键词 内燃机 结构辐射声场 声腔模态 有限元法 边界元法
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内燃机复杂部件结构动力学模型修正技术研究 被引量:1
9
作者 冯慧华 左正兴 +1 位作者 廖日东 刘东 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期357-362,共6页
为提高进行后续结构动力学响应与声场预测分析用有限元模型的精度,基于结构动态特征灵敏度分析及动力修正宏观化方法开发了适用于复杂内燃机零部件结构动态分析模型修正的软件FEMM。以某V型6缸柴油机下曲轴箱分析模型的建立过程为例,对... 为提高进行后续结构动力学响应与声场预测分析用有限元模型的精度,基于结构动态特征灵敏度分析及动力修正宏观化方法开发了适用于复杂内燃机零部件结构动态分析模型修正的软件FEMM。以某V型6缸柴油机下曲轴箱分析模型的建立过程为例,对采用FEMM修正分析模型的具体方法与过程进行了论述。修正结果表明,在所选择的修正频域内,分析模型各阶模态频率与实测结果的符合程度显著提高,拟合自修正模型的传递函数与实测传递函数也吻合较好。该软件可应用于内燃机复杂零部件结构动态模型的建模工作中,并可显著提高模型精度。 展开更多
关键词 内燃机 模态分析 模型修正 灵敏度
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移动载荷作用下的气缸套动态特性建模与穴蚀倾向分析 被引量:8
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作者 董洪全 冯慧华 +2 位作者 董彪 武咪咪 牟小龙 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期467-472,共6页
以V型高强化柴油机为对象,开展了考虑活塞移动载荷作用下的气缸套动态特性建模、分析与评估技术研究.基于所建立发动机柔性多体动力学模型,获得了更为精确的缸套侧向力变化曲线.利用移动载荷理论和有限元相结合的方法,计算得到了气缸套... 以V型高强化柴油机为对象,开展了考虑活塞移动载荷作用下的气缸套动态特性建模、分析与评估技术研究.基于所建立发动机柔性多体动力学模型,获得了更为精确的缸套侧向力变化曲线.利用移动载荷理论和有限元相结合的方法,计算得到了气缸套在移动载荷作用下的三维动态特性.在此基础上,探讨了气缸套外壁面响应加速度与穴蚀倾向之间的关联性,以此来指导气缸套的结构设计.结果表明,该方法可较准确地计算出缸套所受移动载荷激励,缸套外壁面的振动加速度响应幅值可较好地评价气缸套的穴蚀倾向.通过增大缸套结构厚度,可减小缸套外壁面振动加速度幅值,降低缸套穴蚀倾向,为高强化柴油机气缸套动态设计提供了重要依据. 展开更多
关键词 柴油机 气缸套 移动载荷 动态特性 活塞侧向力 穴蚀倾向
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某重型货车车架结构强度分析与改进 被引量:17
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作者 龙凯 左正兴 +1 位作者 冯慧华 廖日东 《汽车技术》 北大核心 2008年第4期24-26,共3页
以某重型货车车架为研究对象,建立了车架组合结构的有限元模型,计算得到了多工况下的车架结构应力分布,并通过试验验证了模型的合理性。在此基础上,分析了车架结构失效原因并提出了多种结构改进方案。对改进的结构设计方案进行强度分析... 以某重型货车车架为研究对象,建立了车架组合结构的有限元模型,计算得到了多工况下的车架结构应力分布,并通过试验验证了模型的合理性。在此基础上,分析了车架结构失效原因并提出了多种结构改进方案。对改进的结构设计方案进行强度分析后,确定了其中的最佳设计方案。 展开更多
关键词 重型货车 车架 强度分析 结构
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Application of the Sub-Model Method in the Engine Strength Analysis 被引量:9
12
作者 邹文胜 左正兴 +1 位作者 冯慧华 廖日东 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2001年第3期260-265,共6页
On the basis of introducing the fundamental theory and the basic analysis steps of the sub model method, the strength of the new engine complex assembly structure was analyzed according to the properties of the engin... On the basis of introducing the fundamental theory and the basic analysis steps of the sub model method, the strength of the new engine complex assembly structure was analyzed according to the properties of the engine structures, some of the key parts of the engine were analyzed with refined mesh by sub model method and the error of the FEM solution was estimated by the extrapolation method. The example showed that the sub model can not only analyze the comlex structures without the restriction of the software and hardware of the computers, but get the more precise analysis result also. This method is more suitable for the strength analysis of the complex assembly structure. 展开更多
关键词 sub model method ENGINE strength analysis FEM
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气缸套变形多场耦合建模与分析技术 被引量:7
13
作者 董洪全 冯慧华 +1 位作者 王艳霞 许大涛 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期276-282,共7页
为完善气缸套变形分析技术,以V型柴油机为研究对象,考虑气缸套材料的非线性温度效应与构件间的接触非线性影响,建立气缸套变形分析有限元模型.应用流固耦合方法获得水套壁面传热边界条件,将气缸盖和气缸套的温度场耦合于缸套变形计算中... 为完善气缸套变形分析技术,以V型柴油机为研究对象,考虑气缸套材料的非线性温度效应与构件间的接触非线性影响,建立气缸套变形分析有限元模型.应用流固耦合方法获得水套壁面传热边界条件,将气缸盖和气缸套的温度场耦合于缸套变形计算中,得到气缸套的截面变形量.借助离散傅里叶变换分析方法对气缸套变形进行分解,明确气缸套变形特征,并分析了变形影响因素,在此基础上,探讨了冷却水套入口冷却液温度与气缸套变形之间的关联性,总结出缸套变形的影响规律.结果表明:气缸套上端截面变形受温度和缸盖螺栓预紧力的影响大,气缸套中下部截面变形受温度影响小.适当选择冷却水套入口冷却液温度范围可有效控制气缸套变形量,该分析方法为柴油机气缸套多场耦合分析设计方法提供重要技术参考. 展开更多
关键词 柴油机 气缸套 多场耦合 变形 傅里叶变换
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基于ATV的内燃机结构声辐射预测技术研究 被引量:5
14
作者 张保成 左正兴 +1 位作者 冯慧华 廖日东 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期39-42,共4页
基于声传递向量(ATV)的概念,研究探讨了ATV技术在内燃机结构辐射噪声仿真预测上的应用方法和途径。以某四缸柴油机为例,利用ATV技术,计算得到了整机结构辐射声功率、外场域点声压(级)、结构面板声学贡献、辐射效率等声学响应。在内燃机... 基于声传递向量(ATV)的概念,研究探讨了ATV技术在内燃机结构辐射噪声仿真预测上的应用方法和途径。以某四缸柴油机为例,利用ATV技术,计算得到了整机结构辐射声功率、外场域点声压(级)、结构面板声学贡献、辐射效率等声学响应。在内燃机研制过程中,基于振动和声压域之间振-声关系的ATV技术,是快速进行振-声响应预测的一个有效方法。 展开更多
关键词 内燃机 结构声辐射 噪声 ATV
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自由活塞发动机活塞环密封特性研究 被引量:4
15
作者 袁晨恒 冯慧华 +1 位作者 王梦秋 左正兴 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期151-156,共6页
为获得自由活塞发动机活塞环密封特性,基于热力学方程和一维等熵流动方程建立了工作过程活塞环密封数学模型,对比发动机静态密封试验数据对模型进行了修正。运用所建密封模型和已有工作过程计算模型分析了自由活塞发动机和传统发动机活... 为获得自由活塞发动机活塞环密封特性,基于热力学方程和一维等熵流动方程建立了工作过程活塞环密封数学模型,对比发动机静态密封试验数据对模型进行了修正。运用所建密封模型和已有工作过程计算模型分析了自由活塞发动机和传统发动机活塞环密封特性之间的差异,并研究了相关参数对自由活塞发动机漏气损失的影响规律。研究发现:一个循环时间内,自由活塞发动机活塞环密封工作的时间较传统发动机长,但缸内气体泄漏质量较少;压缩过程中,自由活塞发动机缸内气体泄漏质量较多,但燃烧过程和膨胀过程泄漏的质量较少;选取适当的压缩比、活塞环间距和电磁负载有助于减小漏气损失。 展开更多
关键词 内燃机 自由活塞发动机 活塞环 密封 漏气损失
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自由活塞发动机结构传热特性 被引量:6
16
作者 李延骁 左正兴 冯慧华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期90-95,共6页
建立了系统动力学、缸内热力学与结构传热耦合仿真模型,并试验验证了仿真模型准确性.通过仿真对比了相同结构及工况下燃烧室各部件在自由活塞式发动机与曲轴式发动机两种形式运行时热负荷、传热损失及结构温度上的差异性.结果表明:自由... 建立了系统动力学、缸内热力学与结构传热耦合仿真模型,并试验验证了仿真模型准确性.通过仿真对比了相同结构及工况下燃烧室各部件在自由活塞式发动机与曲轴式发动机两种形式运行时热负荷、传热损失及结构温度上的差异性.结果表明:自由活塞发动机燃烧室部件所受热负荷的峰值和作用时间小于曲轴式发动机,具有较小的传热损失与较高的能量转换效率;受活塞运动规律的影响,其缸内燃气与缸套对流传热量占结构总传热量的比例较高;各结构关键点的温度值与温度波动幅度低于曲轴式发动机,热负荷较小,性能有进一步提升的潜力. 展开更多
关键词 自由活塞发动机 能量转换装置 耦合 结构传热特性 仿真模型
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自由活塞发动机活塞环-气缸套的润滑及摩擦特性 被引量:5
17
作者 李延骁 左正兴 冯慧华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期353-359,共7页
自由活塞发动机(FPE)工作过程中缸内负载特征、活塞运动规律与曲轴式发动机(CE)不同,为研究FPE活塞环润滑及摩擦特性,利用流体润滑方程与微凸体接触方程建立了FPE活塞环润滑及摩擦模型,并通过试验验证了仿真模型的有效性.通过数值仿真... 自由活塞发动机(FPE)工作过程中缸内负载特征、活塞运动规律与曲轴式发动机(CE)不同,为研究FPE活塞环润滑及摩擦特性,利用流体润滑方程与微凸体接触方程建立了FPE活塞环润滑及摩擦模型,并通过试验验证了仿真模型的有效性.通过数值仿真对比了相同结构活塞环在FPE与CE两种工作模式下最小油膜厚度、摩擦力及摩擦功率周期历程,分析了FPE活塞环摩擦学参数对润滑及摩擦性能的影响.结果表明:相对于CE,FPE活塞环在上止点附近最小油膜厚度较大,处于边界润滑状态时间历程较短,摩擦力峰值与摩擦损失较小,但摩擦功率峰值明显高于CE;FPE活塞环桶面高度由2,μm增至4,μm,上止点附近最小油膜厚度降幅为47%,,摩擦力峰值增幅为20%,,摩擦损失降幅为4.6%,;FPE活塞环桶面由-50,μm偏移至50,μm,最小油膜厚度在活塞上行过程减小,下行过程增加,膨胀行程的摩擦力峰值及其作用时间减小,摩擦功率峰值降幅为32%,,摩擦损失降幅为5.2%,. 展开更多
关键词 自由活塞 活塞环 润滑及摩擦 数值仿真
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子模型法在发动机组合结构强度分析中的应用 被引量:3
18
作者 邹文胜 左正兴 +1 位作者 冯慧华 廖日东 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期270-272,共3页
针对发动机结构强度分析的特点 ,在对某军用发动机复杂组合结构进行总体分析的基础上 ,采用子模型法对其关键局部结构进行了细化分析 ,并用外推法对分析结果的误差进行了估计。对该发动机结构强度的分析表明 ,采用子模型法可以解决复杂... 针对发动机结构强度分析的特点 ,在对某军用发动机复杂组合结构进行总体分析的基础上 ,采用子模型法对其关键局部结构进行了细化分析 ,并用外推法对分析结果的误差进行了估计。对该发动机结构强度的分析表明 ,采用子模型法可以解决复杂结构分析时计算机软硬件条件的制约 ,并且可以得到精度较高的分析结果 。 展开更多
关键词 子模型法 结构强度分析 有限元法 发动机
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自由活塞内燃发电机活塞环摩擦特性研究 被引量:3
19
作者 许大涛 冯慧华 +1 位作者 袁晨恒 左正兴 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期64-68,共5页
为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型。通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率。对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近... 为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型。通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率。对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近,平均摩擦功率近似相等。自由活塞的活塞环摩擦力峰值较大,持续时间较短。如果考虑凸轮、曲轴等其他部件的摩擦损耗,则在总机械摩擦损失方面,自由活塞内燃发电机相比曲轴式内燃机具有显著优势。 展开更多
关键词 自由活塞内燃发电机 活塞环 摩擦损失 数值仿真
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考虑活塞-缸套结构变形的活塞敲击运动特性研究 被引量:4
20
作者 董洪全 冯慧华 宋豫 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期144-150,共7页
为分析活塞和气缸套结构变形对活塞敲击运动特性的影响,以某V型高强化柴油机为研究对象,借助AVL-Excite仿真计算平台,建立活塞动力学模型,计算活塞的运动特性参数。在此基础上探讨了活塞和气缸套结构变形与活塞运动特性和活塞敲击力的... 为分析活塞和气缸套结构变形对活塞敲击运动特性的影响,以某V型高强化柴油机为研究对象,借助AVL-Excite仿真计算平台,建立活塞动力学模型,计算活塞的运动特性参数。在此基础上探讨了活塞和气缸套结构变形与活塞运动特性和活塞敲击力的相关关系,以说明活塞和气缸套结构变形对活塞敲击力建模分析的重要性,并获得活塞敲击力的变化规律。研究结果表明:在活塞运动上、下止点附近活塞敲击运动出现频率较大,且具有较高的活塞敲击动能。活塞和气缸套的结构变形使活塞侧推力峰值略微减小,活塞敲击力幅值有所下降,同时活塞敲击缸套的频率降低。 展开更多
关键词 内燃机 活塞-缸套 结构变形 活塞敲击力
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