车用柴油机功率密度和轻量化要求不断提高,往往导致发动机零部件的刚度不足,部件接触面之间产生微位移和微动磨损,对零部件和整机的可靠性产生较大影响。对一款车用柴油机,建立曲轴、轴瓦、螺栓、机体、连杆多体接触有限元模型,根据发动机运行工况,分析一个循环内的载荷和应力分布变化规律;结合微动磨损的Archard模型和微动疲劳的SWT(Smith,Watson and Topper)准则,分析机体-轴瓦的微动磨损和疲劳规律;考虑结构和材料参数的分散性,结合可靠性理论,得到微动损伤可靠性随时间的变化规律。结果表明第四主轴承下轴瓦侧面和第二主轴承上下瓦结合面分别是微动磨损和疲劳的危险点;微动磨损的可靠度下降要快于微动疲劳的可靠度。研究结果为提高整机的可靠性提供了建议和参考。

通过发动机试验台架,采用混合负荷方式对494Q增压柴油机进行了1000h的可靠性试验。分析了试验过程中遇到的润滑油油压突然降低的问题,并提出了改进措施。研究了改进后柴油机功率、扭矩与有效燃油消耗率随时间的变化关系,对比了试验前后柴油机的动力性及经济性指标。结果表明增大柴油机润滑油泵齿轮宽度2mm能有效解决润滑油压力过低的问题。改进后的试验过程中,除燃油消耗率呈波动上升趋势外,功率、扭矩、排气温度均随时间波动下降。试验后标定工况点的有效燃油消耗率上升了2.3%,功率下降了3.4%。随柴油机转速的增加,进气流量逐渐增大,活塞漏气量先增大后减小,在转速为3000r/min时,活塞漏气量达到最大值70.2L/min。根据柴油机技术规范,以上试验结果表明改进措施切实可行。

高压共轨系统是现代柴油机的核心,轨压控制直接影响到柴油机的动力性、经济性和排放性,轨压的稳态跟踪和瞬态响应性能是衡量轨压控制的重要指标。根据高压共轨喷射系统的物理结构和控制原理,创建了轨压控制和计量阀(MeUn)流量的函数关系,以此为基础建立Simulink控制模块实现轨压精确控制。通过与AMESim建立的高压共轨燃油喷射系统物理被控模型联合仿真,检测轨压控制模型运行效果,同时检验模型的可行性和完整性。仿真结果表明轨压波动稳定且幅值变化较少,单次喷射中轨压下降量均在稳态轨压波动幅值内;动态轨压跟踪响应迅速且稳定;过渡工况下轨压平稳且未出现超调现象。

研究单活塞式液压自由活塞柴油机(HFPDE)的启动工况,得到其启动流程。基于系统启动能量传递过程,理论分析了各组分能量的定量分配关系,研究了回复蓄能器、频率控制阀以及压缩腔参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明系统启动压缩行程较稳定工况长且单次循环启动成功率较高。系统启动输入能量主要来自回复蓄能器且主要被高压腔高压油和动力腔气体吸收,启动压缩过程压缩比可以灵活调整,提出的系统启动装置参数匹配方法和启动流程可行。

为解决HX_(N)5机车柴油机主轴承螺栓拉伸力大、拉伸后螺母需旋转规定角度的问题,研制主轴承螺栓液压拉伸装置。对比集成式和分离式缸-泵组合,以及活塞直接承力式和拉体承力式液压缸内部结构的优缺点,确定缸-泵组合采用分离式方案和拉体承力式液压缸内部结构方案,以及液压拉伸装置总体方案和结构。详细论述液压缸拉力、尺寸计算方法,螺母转角机构、接头密封防护,以及针对拉体断裂设置的安全防护装置的设计内容。对液压拉伸装置样机开展试验验证,结果证明:HX_(N)5机车主轴承螺栓液压拉伸装置基本性能达到设计要求,满足组装工艺要求。

为了探究气门间隙异常故障的诊断方法,分别通过仿真模拟与实验探究,运用ADAMS软件对配气系统核心部件进行建模,对不同气门间隙下部件的动力学行为进行模拟,探究故障机理和故障敏感特征。基于Teager能量算子,探究实际机组振动信号中气门间隙异常故障敏感特征的精确提取方法。在一台TBD234柴油机中模拟该故障,采集缸盖振动信号。结果表明,随间隙增大开启冲击相位推迟、关闭相位提前,峰值能量增大,验证了故障特征的敏感性和故障诊断方法的有效性。

高响应两自由度电液位置伺服系统是两级电液主动隔振系统的基础.本文建立了两级电液主动隔振系统的两自由度电液位置伺服系统数学模型.利用传递函数模型和键图模型进行仿真研究分析了两自由度电液位置伺服系统的频域特性和时域特性证明了研制高响应两自由度电液位置伺服系统的可行性.通过实验研究验证了仿真模型的正确性.

某大型FPSO需要配备两台消防泵,由于消防泵额定能力大,引水口位置深,造成设备选型困难且成本较高。本文阐述了一种新型的柴油机两端输出及液压潜没泵两段增压的设计方案,既提供了一种替代长轴泵的新思路,又解决了大功率液压装置的成本问题,该方案具有重要的实践指导意义。

介绍柴油机与液力变矩器的匹配，通过对不同工程机械及其不同工况的比较来阐述柴油机与液力变矩器的合理匹配，以及液力变矩器的结构对共同工作的影响。

针对柴油机Urea-SCR系统需求设计开发了一种车用尿素溶液一体化气动供给系统该系统集成了尿素溶液的存储、计量喷射、雾化等功能。利用汽车压缩空气作为尿素溶液的驱动力及辅助雾化的动力来源该供给装置具有结构简单紧凑、工作可靠、计量精确等优点。详细分析了系统的组成、工作原理、设计要求等内容阐述了气动式SCR系统的结构制作了供给系统的样机并与重型柴油机进行了ESC和ETC联合试验。试验结果表明该供给系统能根据柴油机的运转工况喷入雾化良好、计量精确的尿素溶液显著降低排气中的NOx浓度使柴油机排放水平达到国IV法规要求对实现SCR系统国产化具有重要意义。