除此之外,科学研究者们对曲轴系统的动态特性,在环保法规关于柴油机低噪声等一系列的研发要求下,也越来越重视起来。其中,刘永红等人[11]对某四缸内燃机得出的结论是这个机型很容易使曲轴发生振动,他们通过运用ANSYS有限元分析软件对其机体和轴系整体进行了组合,分析了有限元模态,在建立模型的过程中一一解决了接触方面的问题,同时也充分考虑到了实际的一些约束条件;雷宣扬等人[12]对曲轴的动态特性进行了相关的分析与研究,其中主要通过运用梁单元对曲轴模型进行了相应的简化,通过对其进行试验得到论证,证实了这个方法是合理的;梁兴雨等人[13]使用NASTRAN、ADAMS软件建立了某四缸柴油机的刚柔藕合多体动力学系统模型用来分析轴系扭振响应,研究结果与实测结果具有较高的等同性,取得了较好的研究效果。                                                               

2国外发展现状

近十几年,在美国政府能源部以及美国三大汽车公司的带领下,开始了新一代经济轿车柴油机装置的搭配进行配置。目前已经初具成果,特别是在解决烟度和噪声的问题上现已经取得了重大突破,已经追赶上了汽油机的水平。国外柴油机先进技术最新发展并已走向成熟的,主要体现在以下几个方面: 

(一)共轨与四气门技术 

    为了使内燃机的排放达到欧洲限制的标准,国外在发动机性能和排放值放面付出了大量成绩,现在已经可以通过共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合来满足这一规定的要求。一方面,在前提条件下,四气门的结构对充气效率有了很大程度上的提高。与此同时,由于它的喷油嘴在中间位置进行装置这一特色,较大程度上使得工作效率有了显著的提高,其通过多孔的均匀分布情况,增加燃油与空气的接触面积,使燃油充分燃烧;另一方面,它的进气道是单独设计的,现在的进气道可以实现可变涡流。这样不仅提高了形成的混合气的质量以及提高热利用效率,还能有效的降低污染气体的排放。 

(二)高压喷射和电控喷射技术     

在减少排放方面,国外也开发了高压喷射和电控喷射技术,这两项技术现在已经投入使用。高压喷射和电控喷射的作用原理是通过将燃油充分的雾化以使得各个气缸里面的燃油能够充分的和空气混合到一起,从而大量的降低了排放,同时还提高了效率,增强了整个器械的性能。

(三)增压中冷技术 

早在上世纪30年代开始,国外就已经开始了关于曲轴强度和刚度的实验分析以及研究,并发表了大量的报告和论文,其中绝大多数都是曲轴疲劳度方面的。在内燃机发展以及应用逐步扩大的状态下,对内燃机曲轴的强度的提高已经成为越来越重要的话题。在现代柴油机应用中,其中大多使用的就是中冷增压技术。曲轴的疲劳强度已经严重达不到要求,其由于负荷的大强度增加已经成为了新的研究问题。因为传统的研究方法已经无法解决现在新出现的高难度问题。在此基础上,科研工作者基本上都是通过大量的“参数试验”来研究曲轴疲劳强度的影响因素中结构参数的主要影响。其主要是通过对静强度的分析与研究总结出一定的规律,通过其与曲轴的疲劳强度的一定关系来验证曲轴的疲劳强度。

在曲轴强度分析与研究的发展历程上,1957年以后的10年以内,前联邦德国的斯塔耳(G·Stahl)[14]实验了曲轴参数对强度的影响,他的这一实验在当时是较为系统的,其通过实验得出了相关的结论。这一结论是曲轴一个拐的四个主要的参数对于曲轴圆角的形状参数是有一定影响,其影响规律曲线是现在被称为的理论的应力集中系数;1960年的一年时间内,在斯塔耳实验研究数据的一定基础上,克诺赫强度(W·Knoch)和哈塞尔格鲁伯(H·Hasselgruber)[15]得出了相对独立的影响曲线,其中弯曲的形状参数以及扭转都是由无因此参数决定的,他通过大量的计算分析与研究近似的得出了该曲线的数学表达式,因此对内燃机曲轴的最大应力也有了一定的计算方法。

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