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發動機配氣活塞與UNIVER氣缸間隙動態
與傳統內燃機相比，發動機結構簡單、運行平穩、維修方便，更不會發生爆震，充分實現了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。隨著能源危機的加劇和發動機技術的提高，發動機在車輛上的應用再次得到人們的關注。

發動機配氣活塞與UNIVER氣缸間隙動態
配氣活塞與UNIVER氣缸間隙的合理設計是自由活塞發動機設計的一個重要課題，間隙過大影響配氣效率，間隙過小會產生粘缸和拉缸，針對自由活塞發動機的配氣活塞和UNIVER氣缸的間隙特征進行研究，主要完成工作：對一臺4kW自由活塞式發動機的主要結構尺寸進行了設計，首先確定了循環壓力、發動機工作頻率、行程、缸徑、熱交換系統無益容積等參數，進而對發動機換熱系統、UNIVER氣缸、活塞等零部件進行了結構和尺寸設計；基于軟件ADAMS，對配氣活塞進行了動力學分析，分析了活塞運動中柔性彈簧的變形特征、受力、動能和勢能、活塞的軸向與側向頻譜特征等力學性能；利用軟件ANSYS對配氣活塞的關鍵部件柔性彈簧進行了性能模擬，獲得了柔性彈簧厚度、漸開線長度、漸開線封閉半徑等結構參數與柔性彈簧的軸向剛度和徑向剛度之間的關系，并用軟件Workbench對柔性彈簧的zui大應力進行了優化，結果顯示，通過改變柔性彈簧的部分尺寸可以有效優化柔性彈簧的zui大應力，zui大應力減少了25%左右，可以有效地提高柔性彈簧的使用壽命；分析了影響配氣活塞與UNIVER氣缸工作間隙的各個因素所造成的間隙特征，在此基礎上提出了配氣活塞與UNIVER氣缸的間隙設計方法，利用該設計方法確定了發動機的配缸間隙，并利用軟件ADAMS進行了仿真驗證，得到活塞與UNIVER氣缸的zui小配缸間隙為0.168mm，穩態振動中活塞與UNIVER氣缸的zui小徑向間隙為0.0145mm，為該類型發動機設計提供了參考依據。正由于柴油機爆發壓力高、噪聲大，UNIVER氣缸墊燒蝕時不易察覺，難以判斷，導致UNIVER氣缸墊更換不及時，造成UNIVER氣缸套變形、密封阻水圈損壞以及缸蓋和缸體之間過梁處受高溫高壓氣體的沖擊，導致嚴重燒蝕溝痕，致使維修困難以及機件報廢等現象，嚴重影響了發動機使用的經濟性及可靠性。如何及時發現缸墊處于不正常使用狀態，成為避免整機損壞的關鍵，以下從幾方面對UNIVER氣缸墊燒蝕原因進行分析、判斷及預防。利用計算流體力學（CFD）軟件FIRE對16V240ZJE型柴油機的UNIVER氣缸內燃燒過程進行了數值模擬仿真，通過仿真計算及對UNIVER氣缸內流場、溫度場等的綜合分析，研究了噴油提前角對整個燃燒過程及NOx和碳煙生成的影響。結果表明，噴油提前角影響噴霧和油氣混合質量，進而影響燃燒過程和排放物生成。通過計算，得到16V240ZJE型柴油機的*噴油提前角為15°BTDC,即345°CA,此時生成的排放物zui少，且經濟性良好。CFD計算對優化燃燒室參數，進而改進燃燒系統具有指導意義。

發動機配氣活塞與UNIVER氣缸間隙動態
建立了某四缸龍門式柴油機UNIVER氣缸體的有限元分析模型，從某四缸龍門式柴油機UNIVER氣缸體的結構動態特性和振動響應進行分析，采用模態試驗對有限元模型進行修正，通過有限元、多體動力學手段研究柴油機在額定工況下，以UNIVER氣缸燃氣壓力、活塞側壓力和主軸承作用力為主要因素，確定了柴油機所受的激勵力，利用模態疊加法對柴油機進行了動態響應分析計算，得出了額定載荷下的整機振動烈度，并與整機振動烈度的實測值進行比較，驗證了模型的正確性。