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  • 论文全文 - 设计智能制造2023学术年会 数字化设计与仿真技术
    在面向国六排放法规的重型柴油机上,在满足NOx排放一致的前提下,对不同空气系统构型进行仿真和试验研究,同时进行了高效WGT匹配的探索研究。结果表明:在NOx排放满足国六要求的基础上,采用高效WGT,单通道EGR阀,单通道EGR冷却器,不带单向阀,配合低排放燃烧系统,发动机的经济性、成本、可靠性达成了最佳的配置组合。
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  • 论文全文 - 交通能源与智能动力大会 混合动力及先进汽油机
    阐述了自稳定一体化增程器集成可靠性验证方案。解析了增程器集成结构,分析了需要可靠性考核的关键零部件和考核要点。在结构解析和性能参数梳理的基础上,结合了国际标准和国家标准,设置了可靠性试验项目,量化了可靠性测试工况。通过仿真分析,确定了可靠性试验工况下关键零部件的可靠性指标达标情况。搭建了试验台架,完成了可靠性台架验证。结果表明:综合耐久,启停耐久,振动耐久,高低温循环耐久设置满足了对集成方案的结构强度、拧紧力矩、润滑、密封等可靠性指标考核的要求。仿真与试验验证结论一致。试验后,完成了样机性能复测和拆解分析,自稳定一体化增程器总成集成可靠性验证通过,劣化率达标,为类似产品的可靠性验证设计提供了思路和方法。
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  • 论文全文 - 设计智能制造2023学术年会 数字化设计与仿真技术
    为提升某船用大功率单缸柴油机排气系统的可靠性,本文针对试验过程中反复出现的排气管异常开裂故障,从气流冲击角度开展分析。基于流-固、热-固耦合方法对管路内部高温废气的气流分布和结构的受力情况进行有限元仿真,结果表明:排气管内部存在较大的气流冲击载荷,且冲击力的作用位置随管路结构的弯曲转折和变径呈多点分布。根据分析结果对排气管的结构方案进行优化设计,优化方案的冲击位置数量大幅减少且冲击力具有可控性。最终在试验验证下实现了故障的闭环,为船用单缸柴油机排气系统的现有难题提供解决方案,并为柴油机排气管路的结构设计提供依据和指导。
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  • 论文全文 - 设计智能制造2023学术年会 数字化设计与仿真技术
    椭圆转子发动机采用高效混合循环,具有高定容度、高功重比特点,且易于采用高压缩比,为智能动力装置选型提供了新的思路。提高压缩比与等容度是提升热效率最直接的手段,但提升程度受到爆震的限制。因此,突破爆震与高压缩比矛盾,是提高椭圆转子发动机热效率的重要技术途径。为此,基于汽油进气道预混椭圆转子发动机模型,采用数值模拟研究了压缩比结合空气辅助直喷对椭圆转子发动机局部自燃与爆震特性的影响。结果表明,当压缩比从9.26提高到11时,热效率提升了18.27%;但是,发动机出现了明显的爆震倾向,爆震强度达到0.46bar;爆震出现在狭长燃烧室前端和后端,燃烧室前端发生爆震的时刻早于后端,爆震的趋势与强度均大于后端。采用空气辅助喷油器缸内直喷技术能有效抑制高压缩比产生的爆震,其热效率相比于原型提升14.28%,为提升椭圆转子发动机性能提供了技术途径。
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  • 论文全文 - 2023先进汽车动力系统国际学术会议 2023 International Conference on Advanced Vehicle Powertrains
    Vehicle industry is trending to electrification, while electricity is produced through more green resources of such as wind and solar. It is clear that light-duty vehicles have gained more trending advantages with battery-based electrification but the medium- and heavy-duty (MHD) commercial vehicles have self-manifested with significant road-block challenges for electrification. This paper uses the public data regarding the Class 8 e-tractors to make a relatively deep dive into those problems from the analytic perspectives. This parametric analysis will go to check the capacity and cost of electric infrastructure, applicable batteries, and operations of battery-based semi e-tractors. Finally, observations will be briefed according to the elaborated analytic cases studied in this paper.
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  • 论文全文 - 设计智能制造2023学术年会 数字化设计与仿真技术
    随着NOx排放要求日趋严格以及我国“3060”双碳战略目标制定,绿色低碳发展逐渐成为船舶发动机发展的方向,天然气作为一种低碳燃料逐步成为现阶段航运业减排的重要手段之一。七一一研究所自主开发了8缸CS23G纯天然气船用发动机,该发动机采用了稀薄燃烧、空燃比控制等技术,精确控制各转速和负荷下的空燃比,实现了发动机的高效燃烧和超低排放。CS23G发动机通过预燃室点燃气缸内天然气,大幅提高了点火能量,可以实现仅依靠一种燃料满足船用主机起停和各种工况的使用要求。CS23G发动机结构设计上与传统柴油机一致,配备高、低温水双冷却循环系统,并采用了本质安全型设计,在气体监测、通风等方面降低了对船舶机舱的要求,降低了船舶机舱的制造成本。
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  • 论文全文 - 设计智能制造2023学术年会 数字化设计与仿真技术
    以某船用柴油机直动式调压阀为研究对象,对滑油系统压力匹配进行了研究,形成了滑油压力匹配设计方法。该方法基于流体力学理论分析,突破了三维CFD瞬态动网格仿真分析的难点,并经过整机试验验证,总结提炼调压阀弹簧刚度与系统压力、阀门开度的函数关系,进一步确定调压阀弹簧主特征参数,完成调压阀匹配设计。基于该设计方法,可充分考虑调压阀泄流对压力分布的影响,提高调压阀匹配计算精度,降低设计风险,为船用柴油机滑油系统压力匹配提供支撑。
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  • 论文全文 - 设计智能制造2023学术年会 数字化设计与仿真技术
    基于格子玻尔兹曼方法对柴油机活塞环—缸套之间的润滑与传热过程进行建模并利用有限差分法验证了格子玻尔兹曼方法的有效性。比起传统基于连续介质假设的方法,格子玻尔兹曼方法能够较为准确的处理润滑油膜这种微尺度的问题。采用双分布函数,建立了流速场和温度场的耦合计算模型,并以此为基础,通过对流速场、温度场进行节点内插,实现了较高的精度。主要研究了活塞环的速度大小与活塞环锥度对活塞环—缸套之间油膜的润滑与传热效果的影响。结果表明:随着活塞运动速度的增大,流体动压作用增强,油膜承载能力提高。当活塞环的锥度增大时,摩擦力降低,但是这种降低趋势随锥度的增加而减弱。
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  • 论文全文 - 2023先进汽车动力系统国际学术会议 2023 International Conference on Advanced Vehicle Powertrains
    The development of digital prototype of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) can effectively improve its matching efficiency with aircraft power system. In order to meet the demand of the PEMFC digital prototype for high-precision simulation models of its key components, based on the analysis of the structure and working principle of the hydrogen injector, the mathematical model of the hydrogen injector was established according to the continuity equation and energy equation of gas flow. On this basis, the one-dimensional performance simulation model of the hydrogen injector was developed using Python computer language; A test bench for nozzle injection characteristics was set up. Com-pressed air was used to replace hydrogen. The nozzle injection characteristics were tested under different inlet and outlet pressures, and the test data of nozzle gas mass flow were obtained; Through the test data and nozzle gas flow model, the orifice flow coefficient was determined to be 0.89, and the one-dimensional performance simulation model of hydrogen injector was calibrated; The accuracy of the one-dimensional performance simulation model of hydrogen injector is verified through various working conditions, and the accuracy of the simulation data can reach 97%, which lays a foundation for the development of the digital prototype of PEMFC.
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  • 论文全文 - 设计智能制造2023学术年会 数字化设计与仿真技术
    涡轮机叶片吸力面在逆压梯度的作用下容易发生流动分离,快速准确地计算分离区域尤为重要。本文以双通道T106叶栅为研究对象,首先对比了RANS与LES求解平均场的差异,提出了一种高保真计算方法evnl-RANS,并改进了雷诺应力线性项中的最佳涡粘系数的计算。然后,使用组合神经网络分别预测目标工况流场的最佳涡粘系数与雷诺应力非线性项,并注入RANS方程重新求解。结果表明,evnl-RANS精度与LES相当,且大大降低了计算成本。
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