检索结果-内蒙古大学图书馆

内燃机工程 2021年第4期42卷 47-53页

作者：雷启铭雷基林邓晰文辛千凡文均温志高昆明理工大学云南省内燃机重点实验室昆明650500 成都银河动力有限公司成都610505

以一款非道路高压共轨柴油机为研究对象,结合活塞温度场试验研究,建立了活塞组件运动学模型。着重研究了不同配缸间隙、开口端倒角对柴油机窜气量及缸内润滑油消耗的影响规律,运用响应曲面法分析了活塞环开口间隙对窜气量的影响,在此基... 详细信息

以一款非道路高压共轨柴油机为研究对象,结合活塞温度场试验研究,建立了活塞组件运动学模型。着重研究了不同配缸间隙、开口端倒角对柴油机窜气量及缸内润滑油消耗的影响规律,运用响应曲面法分析了活塞环开口间隙对窜气量的影响,在此基础上对顶环及二环开口间隙参数进行优化,得到最优解。分析结果表明:配缸间隙的增大使得润滑油消耗增大,最大增幅为7.54%,配缸间隙对窜气量影响较小。顶环开口端倒角对窜气量影响较为明显,顶环开口端倒角从0增加到1 mm,窜气量增大13%。顶环及二环开口间隙对柴油机窜气量影响具有线性关系,油环开口间隙对柴油机窜气量影响较小。顶环开口间隙0.42 mm、二环开口间隙0.48 mm为最优解,此时窜气量为13.11 L/min。

关键词：柴油机活塞组件窜气量润滑油消耗响应曲面法

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内燃机活塞组件动力学的研究现状与展望

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机械设计 2017年第4期34卷 1-6页

作者：赵军伟孙军张正徐志豪合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009

论述了内燃机活塞组件动力学的研究现状和进展,讨论并展望了内燃机活塞组件动力学研究中有待解决的一些问题。

关键词：内燃机活塞组件动力学

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内燃机活塞组件动力学与摩擦学耦合建模及应用研究

内燃机活塞组件动力学与摩擦学耦合建模及应用研究

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作者：卢熙群哈尔滨工程大学

学位级别：博士

当前,人们对于活塞组件等运动部件的关注已经不只局限于传统的动力学特性,而是对运动与润滑、摩擦、磨损等摩擦学问题的耦合考虑。这种耦合特性对于发动机的可靠性、经济型、振动噪声等指标都有着重要的影响。活塞组件是内燃机中最重要... 详细信息

当前,人们对于活塞组件等运动部件的关注已经不只局限于传统的动力学特性,而是对运动与润滑、摩擦、磨损等摩擦学问题的耦合考虑。这种耦合特性对于发动机的可靠性、经济型、振动噪声等指标都有着重要的影响。活塞组件是内燃机中最重要的运动部件之一,建立一个基于动力学与摩擦学性能耦合分析的活塞组件性能仿真模型对于发动机性能预测有着重要的意义。本文开展了完整活塞组件(裙部以及活塞环组)动力学与摩擦学耦合性能分析的建模方法研究以及活塞环面和活塞裙部润滑油膜厚度测量试验研究。耦合模型基于活塞受力方程以及润滑油膜的平均雷诺方程建立,考虑了部件表面微观形貌特征对润滑状态的作用效果,采用FROTRAN语言编程求解,求解算法采用有限差分方法实现,从而实现润滑油膜厚度、压力分布规律、活塞横向运动、围绕活塞销旋转运动、活塞环跳动以及扭转、窜气以及滑油消耗、摩擦损失功等性能的预测。本文工作还包括往复摩擦试验机的设计以及在摩擦机上开展的活塞环-缸套摩擦副模拟运行试验,测量得到了活塞环与缸套间的干摩擦条件下的摩擦力系数,并以此作为数值仿真模型中微凸体直接接触时的摩擦系数。油膜厚度测量试验研究基于激光诱导荧光原理开展,荧光强度信号采集系统由自制完成。试验中采用波长为532nm的激光作为激发光源,并筛选出效率较高的荧光物质;再将此荧光物质掺混到发动机的滑油中,通过自制的信号校准装置对油膜厚度信号进行校准,并在缸套上加装玻璃窗口的发动机倒拖试验台上开展油膜厚度测量,从而验证数值仿真模型的有效性,探索活塞组件润滑油膜分布规律。膜厚测量系统得到的测量曲线能够清晰地反应出活塞环组以及裙部处的结构几何参数变化以及油膜分布规律。结合活塞组件润滑油膜分布的分析结果,本文完成了活塞组件-缸套耦合系统的传热模型,在传热模型中将润滑油膜的导热作用采用等效热阻来描述,探讨了分布在活塞组件周围的润滑油膜对活塞热负荷的影响,并从相反方向探讨了热负荷对活塞组件摩擦学性能的影响。润滑分析与活塞热固耦合分析结果表明,组合式活塞的活塞环处润滑油膜对活塞的冷却作用并不明显,滑油粘度对于活塞组件的动力学性能有较显著的影响;另外,热负荷作用效果下,活塞裙部型线变化显著,并且裙部中凸点位置会稍微向上偏移,从而影响活塞的二阶运动,并导致活塞冷、热态条件下的动力学性能差异较大。以上述耦合模型为手段,本文以摩擦损失功和接触情况为裙部结构优化目标,以通过顶环处的窜气量为环组结构优化目标,开展了结构参数敏感性分析,得到了影响活塞裙部摩擦损失功以及窜气量的各因素的主次顺序;并以敏感性分析的结论为依据,结合实际设计案例,开展了裙部优化设计工作。

关键词：活塞组件耦合建模油膜厚度测量激光诱导荧光

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内燃机活塞组件-缸套摩擦副润滑油输送和润滑研究

内燃机活塞组件-缸套摩擦副润滑油输送和润滑研究

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作者：刘广胜合肥工业大学

学位级别：博士

活塞组—缸套摩擦副润滑分析在内燃机活塞组件设计中占有极其重要的地位。目前的研究一般选择富油条件或者某种特定的边界条件,未能考虑活塞组件—缸套间的润滑油流动状况及润滑油供给状况对摩擦副润滑分析的影响。润滑油供给是决定润... 详细信息

活塞组—缸套摩擦副润滑分析在内燃机活塞组件设计中占有极其重要的地位。目前的研究一般选择富油条件或者某种特定的边界条件,未能考虑活塞组件—缸套间的润滑油流动状况及润滑油供给状况对摩擦副润滑分析的影响。润滑油供给是决定润滑状况的关键因素,在分析润滑油供给的基础上建立边界条件并进行活塞组件—缸套的润滑分析,可以获得其真实润滑特性。本文以某四行程内燃机为对象,根据润滑油在活塞组件—缸套系统中流动和对各摩擦副供油状况的影响,建立活塞裙部与各活塞环润滑分析的边界条件,对各活塞环和活塞裙部的润滑性能及润滑油在气缸中的输送和消耗进行了研究。本文的主要研究工作和成果包括:1)根据内燃机缸套表面飞溅润滑特点,确定活塞裙部润滑油供给条件,通过求解润滑基本方程和活塞二阶运动方程,获得了活塞裙部的最小油膜厚度等润滑特性参数及润滑油输送特性。内燃机负荷和转速对活塞裙部的润滑特性、润滑油输送都有一定影响。2)从油环的结构入手,分析了各活塞行程中润滑油流过油环的特点,计算了油环—缸套间的最小油膜厚度等参数,研究了油环上方环岸区域的润滑油量在整个活塞行程的变化特点和油环控制润滑油向活塞上止点的输送过程。在活塞单个行程中,行程中部的油环油膜厚度和油膜压力较大,上、下止点附近较小;油环摩擦力和摩擦功率则在行程中部较小,上、下止点附近较大。油环是控制润滑油向活塞上止点输送的关键。根据刮油环的结构特点,分析了其在各活塞行程的最小油膜厚度等润滑特性,以及活塞上、下行程润滑油流过刮油环的流量与变化特点。刮油环的润滑特性在上下行程不对称,活塞下行时流过刮油环的润滑油流量较小,活塞上行时流过刮油环的润滑油流量较大。选择不同的润滑油进口油膜厚度,研究了气环—缸套间的最小油膜厚度等润滑特性参数随内燃机转速和润滑油进口油膜厚度的变化特点。不同内燃机工况和进口油膜厚度条件的气环润滑特性的变化规律各不相同。3)根据内燃机活塞环组的组成,研究了内燃机活塞组件与缸套间的润滑油流动及润滑油在缸套表面的蒸发过程,分析了活塞下行时刮油环—气环之间环岸的润滑油量、气环经过后在缸套表面的残留润滑油膜厚度、活塞上行时气环的进口油膜厚度,在此基础上对各活塞环进行了润滑特性分析。和完全富油状况对比,考虑润滑油流动、消耗和输送状况下的环组中各活塞环润滑特性参数差别明显。4)通过仿真和试验研究了气缸中的润滑油消耗,相同时间内燃机润滑油消耗量随内燃机负荷的增加而增大;试验结果验证了内燃机负荷变化对润滑油流动和消耗的影响。

关键词：内燃机活塞组件活塞环活塞裙部气缸套润滑润滑油输送

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TJ376Q活塞组件优化设计

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小型内燃机与摩托车 2003年第1期32卷 9-12页

作者：高峰天津汽车夏利股份有限公司内燃机制造分公司天津300073

设计活塞组件时 ,要以尽可能小的质量达到必要的强度和刚度 ,因此 ,在满足机械要求的条件下 ,应尽可能减小活塞组件的质量。试验结果表明经改进设计的活塞满足TJ376Q汽油机的性能要求。

关键词：活塞组件优化设计汽油机小型化热负荷试验漏气量 TJ376Q型活塞环活塞销

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某转管机枪活塞组件驱动轮磨损状态下的可靠性分析

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火炮发射与控制学报 2014年第1期35卷 31-34页

作者：化斌斌王瑞林李涛张军挪胡明枢军械工程学院河北石家庄050003 275100部队广西柳州541002

活塞组件驱动轮的磨损会影响自动机的可靠性,从而影响转管机枪的性能。通过对活塞组件进行受力分析以及可靠性分析,利用有限元软件建立了活塞组件的动力学模型,研究了驱动滚轮在前曲线槽内运动时的应力和应变状况,通过修改滚轮外径,仿... 详细信息

活塞组件驱动轮的磨损会影响自动机的可靠性,从而影响转管机枪的性能。通过对活塞组件进行受力分析以及可靠性分析,利用有限元软件建立了活塞组件的动力学模型,研究了驱动滚轮在前曲线槽内运动时的应力和应变状况,通过修改滚轮外径,仿真模拟了不同磨损量对机枪可靠性的影响。结果表明:通过对驱动滚轮发生不同程度磨损现象的仿真分析,磨损量较大时,驱动滚轮更容易发生应力集中现象,塑性应变也就越大。该仿真研究可为转管机枪的设计改进提供参考。

关键词：转管机枪可靠性活塞组件驱动滚轮磨损量

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柴油机活塞组件润滑特性分析与油膜厚度试验验证

柴油机活塞组件润滑特性分析与油膜厚度试验验证

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作者：何山哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

活塞组件是内燃机的核心部件之一,其与缸套间的润滑性能会直接影响内燃机的经济性和可靠性。本文从理论和实验两方面对活塞组件(活塞裙和活塞环组)的润滑性能进行研究。理论研究部分以YTRC2110D四冲程柴油机为研究对象。当活塞环与环槽... 详细信息

活塞组件是内燃机的核心部件之一,其与缸套间的润滑性能会直接影响内燃机的经济性和可靠性。本文从理论和实验两方面对活塞组件(活塞裙和活塞环组)的润滑性能进行研究。理论研究部分以YTRC2110D四冲程柴油机为研究对象。当活塞环与环槽发生接触时,活塞的二阶运动会影响活塞环的润滑性能,因此首先对活塞裙的润滑性能展开研究。建立了包含活塞动力学、摩擦学和微凸体接触的综合模型,实现了对活塞二阶运动、活塞角点敲击力、活塞裙与缸套间的润滑油膜厚度和摩擦损失功等性能的分析。然后进行了活塞环组润滑性能的理论研究。考虑了活塞二阶运动对活塞环润滑性能的影响,建立了包含活塞环组动力学、摩擦学和环内气体流动状态的综合模型,实现了对活塞环组与缸套间的润滑油膜厚度、摩擦损失功、曲轴箱窜气量和活塞环在环槽中的跳动等性能的分析。在实验验证部分,对发动机试验台进行了改造,并使用超声波法测量了YTRC2110D柴油机顶环与缸套间的油膜厚度。本实验使用超声波发射接受装置来发出和接收超声波纵波的脉冲信号,使用超声波换能器完成脉冲信号和超声波信号的转换,并在缸套外壁上粘贴超声波传感器从而将超声波信号射入到缸套-油膜-活塞环三层介质中,然后使用计算机进行滤波和信号处理。本实验的测量结果较为清晰的反映了顶环与缸套间油膜厚度的分布规律,且与仿真结果吻合较好,证明了建立模型的正确性。最后使用建立的活塞组件(活塞裙和活塞环组)润滑性能分析模型以某型柴油机为例进行案例分析。研究了活塞销偏置、活塞重心偏移和缸配间隙对活塞裙润滑性能的影响。以及活塞环中凸点位置、有效润滑长度和桶面高度对活塞环润滑性能的影响。并进行正交试验对活塞环型线进行了优化,提高了活塞环的润滑性能。

关键词：活塞组件润滑性能超声波法油膜厚度的测量

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基于机器视觉的活塞组件智能分拣系统研究

基于机器视觉的活塞组件智能分拣系统研究

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作者：李承承西安理工大学

学位级别：硕士

活塞组件作为动力设备中的核心部件之一,对设备的性能及使用寿命有着重要的影响。当前对于活塞组件的制造已经建立了自动化生产流程,但是其装配工作仍然主要采用人工装配的方法,工人工作强度高且装配效率低。而利用离线编程方法或直接... 详细信息

活塞组件作为动力设备中的核心部件之一,对设备的性能及使用寿命有着重要的影响。当前对于活塞组件的制造已经建立了自动化生产流程,但是其装配工作仍然主要采用人工装配的方法,工人工作强度高且装配效率低。而利用离线编程方法或直接示教方法的机器人,则只能针对固定位置与固定姿态的零件进行抓取然后进行装配,一旦零件到达装配工位时位置或姿态发生变化,就很有可能导致机器人抓取失败而无法完成原定的装配任务从而严重影响生产效率,并且需要多条传送带与机器人同时工作,过程复杂且成本高。为了提高生产效率、降低生产成本并同时准确抓取不同位姿零件,本文针对活塞组件的抓取分拣任务,以xArm6机器人、深度相机与末端执行器组件等设备为硬件平台,以ROS系统为软件平台提出了以机器视觉辅助机器人的智能分拣系统,本文的主要研究内容如下:(1)采用xArm6机器人为主体、以Intel Realsense D435i双目深度相机为图像获取设备、以柔性手爪作为末端执行器搭建了机器人智能分拣系统。同时基于ROS系统构建了相机与机器人的控制功能包,实现了硬件设备与上位机的实时通信,并利用上位机控制柔性手爪电机正反转,从而实现了对末端执行器工作状态的自动控制。(2)研究了系统各坐标系间转换矩阵的计算方法,利用张正友标定法和棋盘格的相机内参标定方法获取了分拣系统中图像像素坐标系与相机坐标系之间的转换矩阵。基于ArUco标定板搭建了眼在手上模式的机器人手眼标定系统,并利用Tsai-Lenz方法对实验中获取的标定板和机器人的位姿数据进行求解,得到了系统相机坐标系与机器人坐标系间的转换矩阵。最后通过实验对获取的坐标转换矩阵的准确性进行了验证。(3)为了完成对目标物品的识别与定位,本文采用了 YOLOv3深度学习目标检测算法与OpenCV图像处理库结合的方法来搭建目标检测模块,通过采集活塞组件的图像制作数据集并结合ROS完成对目标数据集的训练从而得到权重文件,实现了对不同活塞组件的检测。同时与使用Faster R-CNN算法作为目标检测方法的检测结果进行对比,发现本文使用的YOLOv3方法在对活塞组件的检测正确率与检测速度上都更加优越。利用标定得到的转换矩阵,将像素坐标系下目标物品定位点转换到世界坐标系下,完成了对目标物品的定位,并设计实验对定位精度进行了验证,得到在X、Y轴上的定位误差在1mm左右,在Z轴上的定位误差在0.5mm左右,完全可以满足系统需求。(4)采用改进的D-H方法对xArm6机器人建立模型,进行了正逆运动学分析并利用MATLAB对运动学分析结果进行了模拟。利用xArm6机器人的三维模型建立了 URDF运动仿真模型与对应的运动控制功能包,并基于Rviz可视化插件在上位机中搭建了机器人智能分拣系统的仿真环境。基于MoveIt运动规划插件与RRT-Connect算法并结合目标点的坐标信息实现了对机器人运动轨迹的规划,在仿真环境与实际环境下进行了多次对活塞组件的分拣实验且对实验结果进行了分析。同时使用Faster R-CNN方法进行了活塞组件抓取对比实验,最终发现本文提出的ROS与YOLOv3结合的系统在针对活塞组件的抓取分拣成功率上有着较大提升。最终实现了系统在复杂环境下针对活塞组件的识别与分拣功能,实验表明该系统对目标零件的检测准确率达到97.67%,检测速度达到0.048秒,分拣成功率达到95.33%,与常用深度学习方法Faster R-CNN相比检测速度提高了两倍,目标检测准确率提高了 1.34%,分拣成功率提高了 4.66%,并且完全可以实现现场环境下针对不同活塞组零件的分拣抓取任务。

关键词：活塞组件机器视觉协作机器人目标检测与定位智能分拣系统

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迷宫压缩机活塞组件精确导向定心技术的基础研究

迷宫压缩机活塞组件精确导向定心技术的基础研究

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作者：杨灏化学工业部化工机械及自动化研究设计院

学位级别：硕士

该文指出了影响活塞组件导向定心的主要因素,在分析组件的振动和稳定性的基础上,编写了计算程序,求出了导向轴承最佳位置,供设计迷宫压缩机机身和活塞组件时参考.

关键词：迷宫压缩机活塞组件导向定心导向轴承振动稳定性

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1.6L自然吸气汽油机活塞组件优化及其对油耗的影响

1.6L自然吸气汽油机活塞组件优化及其对油耗的影响

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作者：李灿锋清华大学

学位级别：硕士

我国在2015年推出并强制实施第四阶段《乘用车燃料消耗量限值》法规,要求汽车企业在2020年的企业平均燃油消耗量需要达到5.0L/100km,这一要求给中国汽车企业带来了巨大的压力。为了满足这一法规要求,神龙公司决定基于现有1.6L自然吸气... 详细信息

我国在2015年推出并强制实施第四阶段《乘用车燃料消耗量限值》法规,要求汽车企业在2020年的企业平均燃油消耗量需要达到5.0L/100km,这一要求给中国汽车企业带来了巨大的压力。为了满足这一法规要求,神龙公司决定基于现有1.6L自然吸气汽油发动机,在不增加过多成本的前提下进行设计优化:降低摩擦损失,以提高发动机效率、降低整车油耗。由于活塞组件的摩擦损失是影响发动机效率的重要因素之一,本课题研究论述了降低活塞组件摩擦损失的设计优化方案。设计优化主要包括活塞组件的轻量化、优化活塞组件与缸孔接触面的形状、降低活塞环弹力、优化活塞及活塞环的涂层以及优化配缸间隙这五个方面。本课题研究的第一步是理论分析活塞组件中与燃油消耗相关的主要参数,并梳理潜在的优化设计方向;第二步研究现有活塞组件与油耗相关的参数,制定优化设计方案;第三步采用有限元分析的方法对设计优化方案进行理论计算和分析并对比原活塞组件和改进后活塞组件的主要参数,论证说明改进后的效果;第四步制作优化后活塞组件样件,进行摩擦扭矩试验、发动机台架试验和整车道路试验进行验证。经过本课题研究的活塞设计优化,与原机相比发动机油耗降低了2%,给神龙公司平均燃油消耗量带来了0.083L/100km的收益,有效的帮助神龙公司满足第四阶段企业平均燃油消耗限值的法规要求。本论文研究论述了一种性价比较高、可行性较强的降油耗技术方案。基于现有发动机进行设计优化,在实现降油耗目标的同时成本上升不高,发动机基本结构影响不大,并能保持发动机各项性能。为当前汽车企业改善平均燃油消耗量,满足国家法规要求提供了重要的参考价值。

关键词：汽油机活塞组件摩擦损失轻量化降低油耗

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