基于有限元分析的活塞裙部对发动机性能影响的可行性的研究探索_百度文 ...

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作者简介:苌悦(1992— ),女,汉族,河南荥阳人。主要研究方向:热能与动力工程。
汽车行业发展速度越来越快,对环境造成的影响也日益受到人们的重视。活塞也被具有更高的要求,更好的耐热性能,更高的强度,更耐压,刚度和强度也更高,发动机运转噪声更小,摩擦更少,各个刚与活塞之间更贴合,因此对活塞的设计和制造提出了更高的要求。
广播电视节目制作经营管理规定另一方面,发动机的技术日新月异,不断进步,活塞的工作条件越来越严格,使得活塞变得尤为重要,尤其是活塞裙部对发动机性能影响越来越多。
一、活塞结构及裙部型面
由于活塞的工作条件不好,温度高,散热困难以及润滑不良,在工作过程中会受到与多因素影响。活塞在工作时,受到各种气体和压力的作用,发生变形,活塞裙部表面也发生了改变。
活塞在如此复杂的工作条件之下,其简单的外形无法满足其工作要求,活塞裙部的设计与工艺就显得尤为重要
活塞顶部气环能够同时承受一个燃烧燃料气体的巨大压力,是一个大型内燃机组的油环和一个燃烧室的重要结构组成的一部分,活塞顶部安装加工气环是指从安装活塞顶部到气室油环槽下部两端面之间的部分。
活塞裙的底部装置位于整个活塞的下端头部之下,是一种形式从头部油环槽下端开始面向头部活塞最下端的一个部分,其上方已经打开了一个位于活塞的头部销动底座排气孔。
二、活塞热力状况与裙面影响因素分析
活塞的工作环境极其复杂,内部的流体及热力状况变化比较多,而且持续运转,活塞主要能够承受着在高压高温燃烧前后气缸的体力、往复式的惯性驱动力、连续拉杆力、裙部侧面的压力、油膜间的摩擦力和高压燃烧后的气体在低压高温下的高速旋转运动。燃烧瞬间压力作用于汽缸活塞上的可燃气体瞬间压力往往是非常高。
传动活塞主要是在一个汽缸内以很快的旋转速度运动做为液体往复运动,产生了很大的液体惯性附加力,使得这种活塞能够承受了很大的液体惯性力和附加力的载荷。汽缸内的液体燃烧室和气体中的压力和由于活塞的连杆往复运动惯性的压力均因此呈现出一种周期性的径向变化,同时,活塞也由于需要同时承担在连杆上运动方向快速倾斜的特定位置上汽缸侧面的压力所因而产生的一种周期性径向冲击。
活塞的内部热力学变化状况、活塞裙体内部型体表面的整体工作运动机理等都使得其在活塞裙体内部型体表面的施工设计使用过程中会经常受到很多客观因素的双重约束和直接影响。
(一)活塞热态变形
活塞在其运动过程中,由于其热负荷的作用,会产生变形。
(二)裙部变形
活塞的内部热态流动综合弹性变形这种现象将肯定会直接影响导致气缸活塞板和裙部的整体形状在正常高温工作中不会发生巨大温度改变,影响和间接破坏了气缸活塞裙和内部缸体外表外壁面与整个气缸活塞孔和内壁面之间的整体相互配合上的间隙。
因此,计算如何确定一个活塞的热态和裙部变形,是如何解决一个活塞裙的截部面积型面总体设计问题中的一个关键问题,活塞裙的截部面积型面总体设计中还有必需充分考虑到确定活塞的热态和裙部变形。
(三)配合间隙
配合间隙直接关系各缸之间的润滑,间隙小,容易拉缸、卡滞;间隙大,容易敲缸。有一个合理的配合间隙非常重要。
活塞裙部采用较短的设计,有利于减小活塞的重量,同时还应该考虑可行性,应适当采用过度圆弧。
减重腔的布置不会明显减弱活塞的径向刚度,裙部在高度方向上的刚度分布会随着裙部壁厚以及内腔过渡圆角的增加而增大,此外适度加大内腔过度圆弧的弧度会在一定程度。
活塞的换向销式开孔换向偏心对于传动活塞的销孔换向运动过程中的影响十分明显,在设计进行传动活塞的换向销式开孔偏心系统设计时除了需要考虑对于传动活塞的换向敲击阻力噪声、摩擦阻力损失等传动性能的直接影响外,还因为需要同时充分考虑对于传动活塞的销孔换向运动过程中活塞接触间隙情况的直接影响。
三、有限元分析
合理的优化了活塞在运动中的情况,不但能够提高发动机
运行的可靠性,而且有利于活塞的经济性和动力特点的提高。
通过其网络模拟进行最有效的方法,解决实际过程中的工程问题,降低成本,缩短时间,进行合理的分析设计,采用模拟分析,得到较为准确的实验结果,与实际进行比对,分析结果。对于较为复杂的活塞裙部结构,各参数之间以及其力学性能之间一定有某种联系,需要我们去发掘。
活塞制动裙部对于高速活塞和制动汽缸之间的薄膜相互配合薄膜间隙和活塞动力部的润滑油配合薄膜的设计生成与安装维护,是为了实现柴油内燃机高速制动系统性能的极大提高所需要起到的一个关键作用。
裙部的主要运动功能就是通过裙部引导气动活塞气缸进
摘 要:随着现代工业的快速发展,对发动机活塞性能要求愈来愈高。活塞裙部影响发动机气缸的工作性能,同时是内燃机性能提高的关键方面。活塞裙面的设计受到热压力,各缸之间的配合等的影响。裙部型面设计不合理,会导致发动机动力下降,润滑不良,以及气缸表面磨损严重,甚至会出现噪声严重影响发动机性能。因此,研究活塞的设计以及裙部的形状,对发动机性能的改进具有重要意义。关键词:活塞;裙部;性能
基于有限元分析的活塞裙部对发动机性能影响的可行性的研究探索
苌 悦
(河南省郑州市新村镇郑州理工职业学院,河南 郑州 451150)
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行裙部运动,并且裙部起到能够承受活塞气体运动侧向的压力的一个重要作用,所以我们在进行设计气动活塞气缸裙部的设计时候就需要特别注意的是确保活塞裙部在正常活塞工作下的情况下应该具有正确的活塞圆柱体运动形状、裙部与活塞气缸之间的运动间隙大小应该一定要最小。这些都主要是为了保证传动活塞从整个气缸内运动获得正确的动力导向,减少气缸摩擦力的磨损及其作用产生的振动噪音等重要动力条件。活塞在运动过程中,因为有配合间隙的存在会产生左右的晃动,这种晃动对发动机的工作性能影响很大。
当液压活塞在电动引擎中持续工作时,裙部就可能会自动发生轻微变形。活塞一旦受到运动侧向和重力的巨大影响,裙部就不会有压扁的振动倾向,使它在推动活塞上的销面和方向上的振动大小和其尺寸也可能会随之增加。
活塞裙体表面和裙体部分的配合间隙大小是直接影响到内燃机运行性能和工作可靠度的重要设计参数。
对于发动机工作特性的改善以及对其降低噪声和环保等相关措施的实现,就必须设计有效合理的活塞裙部,改善其固有的形态,结合其施工方法及其原理,有效提高发动机的动力性能,更符合现代人的需求。
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对于我国活塞裙面装置设计制造技术的发展和进步,内燃机产品性能的改善和提高,以及为了实现我国内燃机制造企业的经济效益和社会利润的协调优化,发展绿低碳经济,构建和谐、节省型社会也都起到了一定的促进推动和实用作用。
裙面设计遇到困境时,有限元分析是一个很好方向及其路径,也是一个新兴、具有挑战性而且应用前景广泛的前沿研究方向。
针对当前我国关于活塞专用活塞裙补变形面的整体设计优化存在一些问题,通过对关于我国专用活塞整体热态优化变形的应用有限元法则分析以及关于整体设计优化理论与应用优化等技术方法研究进行了技术分析和理论探讨,在对我国活塞运动裙部的整体热态优化变形情况做出定量分析的技术基础上,鉴于活塞搭配和使用间隙等多种因素,设计和应用优化了我国活塞裙体。
(1)专用活塞裙面整体分析技术设计的利用影响主要因素、对专用活塞整体裙面分析设计的利用方法研究进行了总体分析设计探索。
(2)基于应用有限元裙体分析设计理论的基础,对活塞裙部进行分析。
(3)对各种活塞热态裙状局部型变形面设计进行了综合分析。(4)本文研究提出并深入研究的柴油发动机高速活塞裙部截面的型体设计与制动优化操作方法。
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四、结语
汽车发动机由于受到多种因素的作用,对其功能的动力提出了更高的要求,需要更深入的探索:
(1)本文没有对其材料的应用加以考量。(2)本文没有对活塞不同部位的情况加以深入分析。(3)有些结果现在还只是基于模拟分析,需要实验进一步验证。
参考文献:[1]万欣,林大渊.内燃机学[M].天津:天津大学出版社,2015:25.[2]周龙宝.内燃机学[M].北京:机械工业出版社,2013:88.
[3]肖秀华.活塞裙面纵向型线规律研究[J].内燃机,1999(06):06-10.
(上接第136页)
生进行问卷分析中,我们得出主要的实施路径如下。主要集中在校内课程渠道、校内活动渠道、校外实践实习渠道。
表2 提升高职金融专业学生职业素养的途径
途径
从业者角度(重要性占比)金融专业学生角
度(重要性占比)
备注
努力学好专业知识77.46%92.75%参加学校开设专业素养
培养课程
福克斯熄火门59.15%73.43%参加学校组织的活动
32.39%
34.06%参加学校社团11.27%7.97%参加社会实践78.87%54.35%参加顶岗实习
36.62%
33.57%
(二)具体实施路径建议
引航员软梯
1.挖掘课程职业素养元素和开设职业素养课程课程教学是学生在校接受教育的主渠道,课程中蕴含着丰富的职业道德和职业行为能力,并且问卷调查显示9
2.75%的学生愿意学习专业知识,因此充分挖掘课程的思政元素,对学生职业素养培养起到了潜移默化的作用。例如《个人理财》课程,通过服务案例客户的过程,可以培养学生沟通能力、服务意识、计算能力、全面搭配金融产品的专业技能,还可以通过环节设计演练锻炼学生的抗压能力。
在调查过程中,57%的学生表示愿意参加职业行为文化类的课程学习,因此可以优化课程体系,将《金融礼仪》、《金融职业道德》、《金融文化》等课程纳入其中作为选修课程。
2.实施学生全面发展标准多维度锻炼学生职业素养在企业调研中,4
3.66%和38%的受访者认为十分必要或有必要开展职业素养发展考核,并且运用维度评定等级供用人单位参考录用和后续培养。在企业调研中,63.38%的企业从蟋蟀王
业人员认为要组织学生参加校内创新创业比赛和第二课堂活动,52.11%的企业从业人员认为要组织学生参加专业类技能竞赛。这两项内容在受访学生中,愿意参加的比例也居前列,达到64.98%和46.86%。因此,学校在“三全育人”的大环境下,细化优化学生全面发展的维度指标,将职业素养培养活动纳入其中,依托专业院系、专业社团、团总支、创新创业培训部门等开展不同类型的活动,要求每位学生根据自身情况选择参加,解决覆盖率和内容单薄的问题。
3.校企合作认真做好实习工作金融专业本身就很抽象,从事的校内实践教学大多数是仿真和模拟的,很难激发学生对职业道德和职业行为能力的理解和应用。只有置身情景之中,才能深刻领会和激发学习的动力。因此,高职金融专业要加强校企合作,开展好专业认知实习、专业跟岗实习,指导好学生顶岗实习,加强过程的引导和指导,帮助学生克服工作初期的彷徨和焦虑,才能更好的体会和践行职业道德职业能力。
四、结语
综上所述,职业素养培养特别是隐形素养培养绝非一个短期内速成的项目,需要不断跟踪行业需求、研究学生特点,不断进行计划-组织-实施-矫正的过程,需要校内外联动共同努力。
参考文献:
[1]贾辉艳,李丹.高职金融专业职业素养分析[J].北京经济管理职业学院学报,2016(3):50-53.
[2]李卓慧.电子商务专业中职学生职业核心素养培养[J].现代商贸工业, 2020,41(25):74-75.

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