本文论述了石油钻井用190系列柴油机的安全保护装置—油压低自动停车装置的结构、工作原理以及在使用中出现漏油的原因,并提出了解决的措施建议。实施后取得的效果。

为改善高速工况下全可变气门正时机构性能,以某液压驱动全可变气门机构为例,采用ADINA软件对气门机构的气门运动规律及液压系统内压力波动进行计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真分析,并结合K157型发动机进行试验研究对比。结果表明:通过调节泄油相位角,气门正时机构仿真模型可实现配气相位、气门升程全可变;泄油相位角对气门运动规律影响较大,曲轴转速对气门运动规律的影响较小;液压系统压力波动大过严重影响机构的可靠性;基于理论分析,可从减小运动组件质量、采用直流道、增加气门弹簧的设计刚度及预紧力等方面,提高气门机构性能。

采用等离子淬火技术对缸孔进行淬火,结合设备主要技术参数,研究等离子淬火的原理以及工作电流、扫描速度、硬化面积比对硬化层深度、硬度、宽度的影响,利用正交试验方法,选用最佳工艺参数,进行等离子淬火试验,通过对试验检测数据的分析,验证工作电流、扫描速度、硬化面积比对等离子淬火的影响,确定最佳工艺参数为工作电流70A、扫描速度10m/min、网纹头数12。通过与普通气缸套进行磨损试验对比,得出等离子淬火技术能增加缸孔的耐磨性能的结论。

对某型号高速列车头车构建1∶1三维模型的CFD网格,进行数值模拟仿真计算并将结果进行公式拟合。模拟研究在列车直行且无侧向风条件下,改变列车行驶速度,高速列车头车表面气动噪声源分布规律以及列车表面气动噪声与车速之间的关系。结果表明:高速列车头车表面气动噪声主要产生在头车尖端,且受流线型曲面光滑程度影响较大,受流线型曲面之后的部分影响较小;高速列车头车表面气动噪声声功率与车速的5.6次幂成正比。降低头车表面气动噪声的措施为增大流线型曲面的曲率半径等。通过对不同车速下高速列车头车表面气动噪声源的数值模拟仿真计算,为列车模型风洞实验以及实车测试提供数据参考,也对高速列车降低气动噪声提供一定依据。

建立涡轮增压器仿真计算模型并进行试验验证;分别制定轮背空腔径向间隙、轴向间隙的增加、减小方案,研究径向间隙、轴向间隙对离心压气机气动轴向力的影响。结果表明轮背空腔间隙对轴向力有不同程度的影响;轴向力随间隙的减小而降低,其中径向间隙对轴向力的影响更大,同原方案相比,径向间隙方案在小流量工况下轴向力最大变化为21.92%,在大流量工况下轴向力最大变化为38.00%,轴向间隙方案使轴向力变化不超过6.26%。

为满足矿用宽体车负荷大、整车振动大、使用工况差、曲轴后端跳动大的需求,设计开发轴向密封结构油封;开展油封抗偏心跳动能力试验、油封泵吸能力试验、摩擦转矩试验等零部件功能试验,结合整机耐久试验,对比轴向和径向密封结构油封的抗偏心跳动能力、泵吸能力、摩擦转矩、摩擦功损耗、可靠性和使用寿命。结果表明:相对传统径向密封结构油封,轴向密封结构油封的抗偏心跳动能力更优,泵吸能力更强,摩擦转矩和摩擦功损耗更低,可靠性更高,使用寿命更长。使用轴向密封结构油封可以解决矿用宽体车油封漏油问题,降低市场故障率。

针对某柴油机在耐久试验后气缸套一环上止点处四点磨损故障,对气缸套、活塞以及活塞环进行仿真分析,结果表明:热态下机体及气缸套变形过大是气缸套四点磨损的主因。采取加宽、加厚机体上顶面,机体气缸套一环位置机体主推力、副推力两侧增加横向、竖向加强筋,加厚机体支撑肩下部等改进措施提升机体刚度。仿真结果表明:新方案气缸套一环变形平均减小了16%,与气缸套接触压力更加均匀,与气缸套间隙平均减小了78%,改善了气缸套一环处的异常磨损。

针对某发动机在耐久试验中出现的活塞环岸断裂故障,对故障活塞进行结构强度计算、物理性能和铸造缺陷检测,确定故障原因为发动机形成液压锁;分析造成发动机液压锁液体来源,总结不同液体造成的液压锁判定方法,分析液压锁导致的活塞失效模式。结果表明:冷却液、机油和燃油是形成发动机液压锁液体的主要来源;可以通过活塞表面外观、活塞顶面积碳和发动机性能判定形成液压锁的液体类型;液压锁可以导致活塞环岸断裂和活塞顶面开裂等故障。该研究可以为液压锁形成分析提供参考。

采用仿真和振动噪声测试相结合的方法,解决收获机液压行走系统的结构噪声问题。采用力锤法对收获机行走系统进行模态测试,用模态参数频域法识别液压行走系统的固有频率、阻尼比和振型,确定噪声产生原因为:动力输出激励与系统模态重合,导致系统共振产生噪声;发动机输出端转速波动大,导致系统内部产生敲击噪声。针对振动噪声,加强行走系统和车架的刚度,使液压行走系统模态由23.5 Hz提升到51.2 Hz,避开发动机低转速下旋转频率的激励;针对内部敲击噪声,增加发动机输出后端转动惯量,怠速工况(750 r/min)时,整车转速波动由70 r/min减小至50 r/min。经测试,采取上述优化措施后,收获机液压行走系统噪声降低了5.3 dB,降噪效果明显。

本文主要分析了液压系统中液压油污染的几个主要原因，阐述了污染物对油液的危害，并且从对液压油的选取、保管和使用等方面论述了对油液油污染的防护，对实际使用具有一定的参考价值。