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计入浮环径向温度梯度的浮环轴承润滑性能: 2017年; 以浮环轴承为研究对象,计入浮环径向温度梯度,建立了浮环轴承分布温度模型和内膜-浮环-外膜热量传递模型。研究了浮环径向温度梯度对浮环轴承润滑性能的影响规律。结果表明:浮环轴承径向温度梯度对浮环轴承的润滑性能有显著影响,计入浮环径向温度梯度时,浮环轴承内膜温度增加,总摩擦功耗和总端泄流量略有减小;与浮环轴承内层间隙为0.02mm时相比,内层间隙为0.04mm时,内膜温度和总摩擦功耗分别减少了16.0%和15.9%;总摩擦功耗随内圆半径的增大而增加,适当减小浮环轴承的内圆宽度可以改善浮环轴承的润滑性能。; 李佳琪倪计民高旭南石秀勇徐晓川; 关键词：机械零件结构参数润滑

基于发动机匹配的涡轮增压器压气机优化设计被引量：3: 2013年; 为了优化一款3L增压中冷柴油机压气机的性能,应用CFturbo软件对压气机进行初始结构设计,通过计算流体力学软件ANSYS CFX计算初始设计压气机性能,并结合AVL BOOST软件完成初始设计压气机与柴油机的性能匹配研究,根据性能匹配结果对压气机结构进行优化设计。研究结果表明:初始设计压气机基本满足性能匹配要求,与原柴油机相比,在整个转速范围内动力性无明显变化,低转速时有效燃油消耗率下降;优化设计压气机与初始设计压气机相比,发动机扭矩增加了约2.8%,有效燃油消耗率在整个转速范围内下降,低转速时下降了约2.5%;优化设计压气机喘振裕度为40%左右,且联合运行曲线高效率范围扩大。优化设计的涡轮增压器压气机提升了柴油机的整机性能。; 陈泓吴孝勤石秀勇倪计民彭益源李思宇; 关键词：发动机涡轮增压器压气机发动机匹配计算流体力学

基于多孔介质燃烧的发动机理论热力循环分析被引量：1: 2013年; 针对多孔介质发动机,建立了热力学理论模型,引入等温膨胀比,对经典的闭式和开式多孔介质发动机的热力循环过程进行分析,推导出多孔介质发动机热效率、循环功的计算公式,并采用压缩比系数建立了闭式和开式多孔介质发动机热力循环的关系.通过模拟计算,研究了传统发动机和闭式多孔介质发动机两种类型6种循环的理论热力过程,探讨其热效率、循环功随不同参数的变化及其与各参数之间的关系.分析发现,在理论热力循环中,闭式多孔介质发动机比传统发动机在循环功上有着较大优势,认为高速柴油机循环更适合采用多孔介质技术实现高效燃烧和超低排放.; 石秀勇王禹倪计民王琦玮; 关键词：多孔介质发动机热力学分析

增压器浮环轴承润滑和散热性能的影响因素研究被引量：5: 2017年; 在以往对增压器浮环轴承润滑性能的研究中,大都忽略了转轴-浮环-轴承座之间的传热,这与实际的浮环润滑摩擦状况相去甚远,且没有研究浮环轴承的散热性能。考虑转轴-浮环-轴承座之间的热传递,建立转轴-浮环-轴承座热量传递模型,基于Reynolds方程和浮环平衡方程,建立浮环轴承润滑模型,同时对浮环轴承润滑性能和散热性能进行分析,研究浮环厚度、外层间隙、内圆宽度和外圆宽度对浮环轴承润滑和散热性能的影响规律。结果表明:减少浮环厚度可以明显改善浮环的润滑和散热性能;浮环外层间隙增加可以降低浮环温度,改善浮环轴承的散热性能;内圆宽度增加,环速比、内膜温度、浮环摩擦功耗和轴承座散热量增加;外圆宽度增加,环速比减小,轴承座散热量增加;黏压效应对浮环轴承润滑和散热性能的影响很小。; 李佳琪倪计民石秀勇徐晓川陈振斌刘越; 关键词：浮环轴承润滑散热

叶片式可变排量机油泵的研发与试验研究被引量：9: 2016年; 结合发动机全工况对润滑油的实际需求,以一维模型计算所得的结构参数为基础,建立了可变排量叶片泵三维模型,并采用PumpLinx软件对其进行CFD计算分析。根据CFD计算和试验结果,提出结构改进方案并进行了试验研究。研究结果表明:根据CFD计算结果对叶片泵结构进行优化设计具有可行性,设计的机油泵样机能够满足与之配套的发动机全工况要求,在6 000r/min时该样机能够减少27.2%的润滑油流量,降低21.6%的驱动扭矩消耗。; 王琦玮倪计民李锵石秀勇李金国黄新良; 关键词：内燃机机油泵叶片式可变排量 CFD

基于DoE分析的增压器涡轮叶形优化设计方法被引量：8: 2016年; 以提高增压器涡轮等熵效率为目标,提出使用基于试验设计(Design of experiment,DoE)的优化设计方法,进行涡轮叶片优化设计研究。对现有增压器涡轮选取合理的特征型线方案,建立了涡轮参数化模型;在现有增压器的基础上建立了计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,并通过涡轮热吹试验台架验证了模型的可靠性;选取14个描述叶形的叶片截面控制参数作为设计变量,运用正交矩阵法对设计空间进行析因分析和仿真计算,根据计算结果选取了5个敏感度较高的控制参数,使用最优拉丁超立方方法建立了响应面近似模型;采用基于多岛遗传算法和序列二次规划算法的组合优化方法进行寻优计算。结果表明:优化后的涡轮流道中的涡旋强度降低,流场分布更加均匀,流动损失有所降低,等熵效率为74.04%,较原始涡轮提升2.16个百分点。; 倪计民刘越石秀勇高旭南李佳琪魏亚男; 关键词：增压器计算流体力学

文丘里管废气再循环系统对涡轮增压柴油机性能影响的研究被引量：7: 2016年; 加装文丘里管的高压废气再循环(Exhaust gas re-circulation,EGR)进气系统,在兼顾柴油机经济性、动力性的前提下,研究该进气系统对NO_x排放的影响。根据一款柴油机的基本结构建立柴油机一维仿真计算模型和燃烧室的三维仿真计算模型。在对模型进行标定和对柴油机原机性能仿真计算的基础上,为进气系统引入文丘里管装置并对其结构参数进行优化设计。应用所建立的一维和三维柴油机模型,对文丘里管EGR系统柴油机的经济性、NO_x和Soot排放特性进行仿真计算研究,并对计算结果进行试验验证。研究结果表明,优化设计的文丘里管EGR系统可使柴油机在欧洲稳态循环(European steady state cycle,ESC)各工况下实现较为理想的EGR率,并在不明显影响柴油机燃油经济性的前提下,使NO_x排放量下降了约28.4%。文丘里管进气系统可以实现较为理想的高压EGR循环,在柴油机ESC工况下(怠速除外)能够达到较为理想的EGR率。; 王琦玮倪计民陈泓顾诗帆石秀勇沈凯; 关键词：涡轮增压柴油机文丘里管废气再循环 NO_X排放

可变喷嘴涡轮增压及废气再循环系统改善柴油机排放性能被引量：16: 2016年; 针对一台废气旁通阀式（wastegate,WG）增压柴油机,提出可变喷嘴涡轮增压器（variable nozzle turbine,VNT）＋文丘里管废气再循环系统（venturi exhaust gas recirculation,v EGR）的VNT-v EGR系统设计,并进行匹配优化。搭建了发动机台架试验系统,在保证原机经济性与颗粒物（particulate matter,PM）排放性能基本不变的前提下,对氮氧化物（NOx）排放进行重点优化。研究结果表明：优化后的VNT＋v EGR柴油机的欧洲稳态测试循环（European steady state cycle,ESC）试验加权的有效燃油消耗率、NOx排放和PM排放分别为229.4、3.53和0.055 g/（k W·h）,相比于原WG柴油机的变化率分别为0.04%、-48.2%和14.6%,油耗和PM排放略有升高,而NOx排放大幅降低,且动力性整体提高约5%～10%。匹配新系统的柴油机能够满足现行的排放法规并具有满足未来排放法规的潜力。该研究为改善柴油机的排放性能提供了参考。; 倪计民刘越石秀勇陈泓李佳琪白炳仁; 关键词：柴油机排放性能废气再循环文丘里管可变喷嘴涡轮

VNT对柴油机NO_x排放特性优化的研究被引量：2: 2016年; 为了研究可变喷嘴涡轮(VNT)技术对降低柴油机NO_x排放的作用,首先对带排气旁通阀涡轮增压器(WG)和文丘里管高压废气再循环(vEGR)的WG-vEGR涡轮增压柴油机原机,运用GT-Power软件和AVL FIRE软件进行VNT的匹配,对柴油机综合性能进行了仿真计算,确定欧洲稳态测试循环(ESC)工况最优VNT开度规律,组成VNT-vEGR柴油机。随后对WG-vEGR柴油机和VNT-vEGR柴油机进行了ESC工况台架试验研究。研究结果表明:VNT能够提高柴油机的废气再循环(EGR)率,VNT-vEGR柴油机的ESC工况加权NO_x排放值为3.53g/(kW·h),与WG-vEGR柴油机原机的4.92g/(kW·h)相比,下降约28.25%;ESC工况加权比油耗为232.1g/(kW·h),相比于WG-vEGR柴油机原机的235.5g/(kW·h),降低约1.44%;ESC工况加权碳烟排放值为0.055g/(kW·h),相比于WG-vEGR柴油机原机的0.058g/(kW·h),降低约5.17%。且从加权比油耗和碳烟排放值的变化情况可以看出,该系统具有采用更大EGR率以获得NO_x排放进一步优化的潜力。; 倪计民高旭南石秀勇陈泓王琦玮沙长泓; 关键词：柴油机 NOX排放碳烟排放比油耗

基于多目标优化的柴油机VNT–vEGR系统开发研究被引量：6: 2016年; 为了在兼顾柴油机经济性和颗粒物排放的前提下,进一步降低氮氧化物(Nitrogen oxides,NO_x)排放以实现良好的柴油机综合性能,设计带文丘里管废气再循环系统的可变涡轮增压系统(Variable nozzle turbo+Venturi-exhaust gas recirculation,VNT+vEGR)。针对排气旁通阀涡轮增压(Wastegate,WG)柴油机原机,进行文丘里管废气再循环系统(Venturi-exhaust gas recirculation,v EGR)的设计和与可变涡轮增压器(Variable nozzle turbo,VNT)的匹配研究,并进行经济性、氮氧化物和颗粒物排放仿真计算研究。应用试验设计方法技术(Design of experiment,DoE)对VNT-vEGR系统进行多目标优化研究。研究结果表明,相比于配备排气旁通阀涡轮增压器的柴油机原机,对VNT-v EGR系统柴油机应用Do E进行多目标优化匹配后,欧洲稳态测试循环(European steady-state cycle,ESC)工况加权油耗值基本保持不变,氮氧化物加权排放量下降约49.5%,能够实现良好的综合性能。; 倪计民高旭南石秀勇陈泓刘思; 关键词：柴油机 NOX排放颗粒物排放 EGR 多目标优化

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国家自然科学基金(51106114)

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