专栏

内燃机扭振减振器选型及性能优化设计技术

周炎,张定国,韩霄,林立忠,刘梦建,陈晓亨

为了保证内燃机运行的可靠性和低噪声，避免内燃机曲轴因扭转振动而损坏，需要配置应用各种类型的扭振减振器，以保护内燃机曲轴免受扭转振动的损坏。归纳总结扭振减振器的主要型式及其选型依据，研究分析橡胶、硅油、卷簧、板簧、弹簧扭振减振器的用途和性能等，以及优化设计、静动态试验方法，并介绍一些新型减振器及应用。

2024,46(2):1-5[摘要][PDF  2102K](6)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.001

排气阀-阀座锥面堆焊层磨损机理

朱峰,李丽婷,汤义虎,张国勇

某船舶柴油机排气阀-阀座密封锥面应用同种堆焊材料，经长时间运行磨损轻微，并未发现明显的黏着磨损痕迹。通过观察磨损表面形貌、分析微区成分，探讨该排气阀-阀座匹配方案的磨损机理。研究表明：燃烧废气在排气阀密封锥面形成一层沉积膜，通过隔离密封面及固体润滑的方式降低摩擦副发生黏着磨损的倾向；在落座及燃烧压力的交变应力下，排气阀锥面堆焊层的磨损机理主要为疲劳剥落，而排气阀座锥面堆焊层的磨损机理为抛光产生的缓慢磨粒磨损。

2024,46(2):6-10[摘要][PDF  3456K](4)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.002

双燃料低速发动机推进轴系扭转振动特性

曲伟东,周炎,姜小荧,邓健星,陈晓亨

以某滚装船双燃料发动机及动力系统为例，研究在燃油、双燃料模式下扭转振动激励力矩的差异及其对于发动机扭振响应的影响，分析推进轴系的扭转振动特性，并对扭振测试结果进行分析。研究结果表明：在燃油与天然气双燃料模式下，后者的扭振激励力矩较大；在燃油与天然气双燃料模式下，虽然曲轴扭振应力变化不大，发动机、推进轴段、发电机转子扭振响应均发生显著的变化。

2024,46(2):11-15[摘要][PDF  2092K](4)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.003

缸盖水腔CFD分析及连接钻孔优化

王彬,李丽婷,娜仁,李梅,于寰宇,党知非

以某柴油机缸盖水腔变动情况为研究对象，对调整前后的缸盖水腔进行CFD仿真。针对缸盖下层水腔、排气道水腔的流速分布云图，结合上水孔及连接钻孔的流量分布，分析流动过程及调整后冷却能力减弱的详细原因。在此基础上，通过调整连接钻孔的直径及位置，提出满足冷却能力要求的优化方案，并对优化方案进行仿真验证。

2024,46(2):16-20[摘要][PDF  5101K](7)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.004

性能与排放

从新能源车回归模型预测无人船艇动力系统的发展

刘圣鑫,陈武超,严忠胜,王天驰

基于多元线性回归方法，探究新能源汽车商业成功的影响因素并总结动力系统发展规律，包括动力方案选择与设计参数重要度排序等，在此基础上建立新能源汽车动力系统模型，再针对船舶的具体情况做出修正，将得到的模型迁移到无人船艇上，从而预估无人船艇动力系统未来发展趋势。

2024,46(2):21-26[摘要][PDF  861K](5)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.005

结构与可靠性

低体积分数瓦斯发动机混合器优化

黄雅婷,杨润岱,彭永辉,周海明,陈昌万

针对某型号低体积分数瓦斯发动机启机成功率低的问题开展分析与研究。基于ANSYS Workbench的Fluent模块，建立从燃料阀前到增压器前的流道三维数模，并对模型进行标定。基于该模型开展仿真计算和优化设计，并在低体积分数瓦斯发动机上进行验证。试验结果表明：改进后的导向型混合器能够在瓦斯体积分数为11%~14%的工况下，在增压器入口前可获得0.7以上的过量空气系数，启机成功率大大提高。

2024,46(2):27-32[摘要][PDF  2857K](5)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.006

系统与附件

大功率变速箱单级行星齿轮系修形设计及仿真验证

解放,陈武超,何柳,王天驰

以某大功率变速箱单级行星齿轮系为研究对象，采用KISSsoft软件进行齿轮修形设计。在修形后太阳轮和行星轮的齿面安全系数和齿根安全系数都得到提高，轮系啮合传动的重合度和胶合安全系数也有相应的增加，修形方案改善了齿轮在啮合过程中的齿面点蚀、胶合现象，提高了啮合过程中的安全性和稳定性。采用ANSYS Workbench与Hypermesh软件联合仿真结果表明：行星齿轮系的应力主要分布于太阳轮啮合时的齿根处、内齿圈啮合时的齿根处和行星轮啮合时的齿根处，最大等效应力为338.84 MPa，小于材料的许用应力，修行后的设计方案合理。

2024,46(2):33-40[摘要][PDF  3701K](7)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.007

智能化与控制

多并联谐波分析及抑制控制策略

杨璇,冯玉龙,赵德骥

针对并联大功率变频器在使用过程中可能存在谐波的问题，从高频环流、调制误差和不均匀控制等方面进行多并联谐波分析。根据并联大功率变频器的谐波特性，提出一种适用于低次谐波的谐波抑制控制策略并通过试验验证该控制策略的可行性。

2024,46(2):41-48[摘要][PDF  4287K](4)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.008

光栅型缸压传感器解调系统设计

王晓璐,金江善,张岳,姚汉奇

为使携带被测量信息的光信号更加真实地还原缸压信号，从光纤感知原理出发分析解调系统构成和工作过程，设计解调缸压信号的电路结构并分析研究参数指标取值。利用Cadence PSpice仿真软件及电路图制版实物试验验证了所做工作的合理性。对所设计电路进行灵敏度分析，确定对电路工作性能影响较大的关键元器件，并预测关键器件取不同容差±5%、±1%、±0.5%、±0.1%时电路性能指标的变化范围，可为研究人员选择最佳器件提供依据。

2024,46(2):49-54[摘要][PDF  1871K](7)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.009

基于“龙芯一号”的国产化CAN总线通信控制器

张厚义,季睿,奚煜,王堃

针对斯特林发动机系统控制台设计一种完全国产化的总线通信控制器。基于项目要求和“龙芯一号”芯片的功能，设计以“龙芯一号”为核心的最小系统板和功能板。重点阐述国产化芯片和模块的选型、各硬件功能电路的设计原理、控制器的软件框架以及CAN通信的实现过程等。该控制器实现了在1 Mibit/s 速率下的CAN通信，数据稳定且通信冗余可靠，可有效实现对多路信号的控制和读取。

2024,46(2):55-60[摘要][PDF  3114K](6)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.010

专栏

内燃机扭振减振器选型及性能优化设计技术

周炎,张定国,韩霄,林立忠,刘梦建,陈晓亨

为了保证内燃机运行的可靠性和低噪声，避免内燃机曲轴因扭转振动而损坏，需要配置应用各种类型的扭振减振器，以保护内燃机曲轴免受扭转振动的损坏。归纳总结扭振减振器的主要型式及其选型依据，研究分析橡胶、硅油、卷簧、板簧、弹簧扭振减振器的用途和性能等，以及优化设计、静动态试验方法，并介绍一些新型减振器及应用。

2024,46(2):1-5[摘要][PDF  2102K](6)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.001

排气阀-阀座锥面堆焊层磨损机理

朱峰,李丽婷,汤义虎,张国勇

某船舶柴油机排气阀-阀座密封锥面应用同种堆焊材料，经长时间运行磨损轻微，并未发现明显的黏着磨损痕迹。通过观察磨损表面形貌、分析微区成分，探讨该排气阀-阀座匹配方案的磨损机理。研究表明：燃烧废气在排气阀密封锥面形成一层沉积膜，通过隔离密封面及固体润滑的方式降低摩擦副发生黏着磨损的倾向；在落座及燃烧压力的交变应力下，排气阀锥面堆焊层的磨损机理主要为疲劳剥落，而排气阀座锥面堆焊层的磨损机理为抛光产生的缓慢磨粒磨损。

2024,46(2):6-10[摘要][PDF  3456K](4)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.002

双燃料低速发动机推进轴系扭转振动特性

曲伟东,周炎,姜小荧,邓健星,陈晓亨

以某滚装船双燃料发动机及动力系统为例，研究在燃油、双燃料模式下扭转振动激励力矩的差异及其对于发动机扭振响应的影响，分析推进轴系的扭转振动特性，并对扭振测试结果进行分析。研究结果表明：在燃油与天然气双燃料模式下，后者的扭振激励力矩较大；在燃油与天然气双燃料模式下，虽然曲轴扭振应力变化不大，发动机、推进轴段、发电机转子扭振响应均发生显著的变化。

2024,46(2):11-15[摘要][PDF  2092K](4)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.003

缸盖水腔CFD分析及连接钻孔优化

王彬,李丽婷,娜仁,李梅,于寰宇,党知非

以某柴油机缸盖水腔变动情况为研究对象，对调整前后的缸盖水腔进行CFD仿真。针对缸盖下层水腔、排气道水腔的流速分布云图，结合上水孔及连接钻孔的流量分布，分析流动过程及调整后冷却能力减弱的详细原因。在此基础上，通过调整连接钻孔的直径及位置，提出满足冷却能力要求的优化方案，并对优化方案进行仿真验证。

2024,46(2):16-20[摘要][PDF  5101K](7)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.004

性能与排放

从新能源车回归模型预测无人船艇动力系统的发展

刘圣鑫,陈武超,严忠胜,王天驰

基于多元线性回归方法，探究新能源汽车商业成功的影响因素并总结动力系统发展规律，包括动力方案选择与设计参数重要度排序等，在此基础上建立新能源汽车动力系统模型，再针对船舶的具体情况做出修正，将得到的模型迁移到无人船艇上，从而预估无人船艇动力系统未来发展趋势。

2024,46(2):21-26[摘要][PDF  861K](5)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.005

结构与可靠性

低体积分数瓦斯发动机混合器优化

黄雅婷,杨润岱,彭永辉,周海明,陈昌万

针对某型号低体积分数瓦斯发动机启机成功率低的问题开展分析与研究。基于ANSYS Workbench的Fluent模块，建立从燃料阀前到增压器前的流道三维数模，并对模型进行标定。基于该模型开展仿真计算和优化设计，并在低体积分数瓦斯发动机上进行验证。试验结果表明：改进后的导向型混合器能够在瓦斯体积分数为11%~14%的工况下，在增压器入口前可获得0.7以上的过量空气系数，启机成功率大大提高。

2024,46(2):27-32[摘要][PDF  2857K](5)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.006

系统与附件

大功率变速箱单级行星齿轮系修形设计及仿真验证

解放,陈武超,何柳,王天驰

以某大功率变速箱单级行星齿轮系为研究对象，采用KISSsoft软件进行齿轮修形设计。在修形后太阳轮和行星轮的齿面安全系数和齿根安全系数都得到提高，轮系啮合传动的重合度和胶合安全系数也有相应的增加，修形方案改善了齿轮在啮合过程中的齿面点蚀、胶合现象，提高了啮合过程中的安全性和稳定性。采用ANSYS Workbench与Hypermesh软件联合仿真结果表明：行星齿轮系的应力主要分布于太阳轮啮合时的齿根处、内齿圈啮合时的齿根处和行星轮啮合时的齿根处，最大等效应力为338.84 MPa，小于材料的许用应力，修行后的设计方案合理。

2024,46(2):33-40[摘要][PDF  3701K](7)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.007

智能化与控制

多并联谐波分析及抑制控制策略

杨璇,冯玉龙,赵德骥

针对并联大功率变频器在使用过程中可能存在谐波的问题，从高频环流、调制误差和不均匀控制等方面进行多并联谐波分析。根据并联大功率变频器的谐波特性，提出一种适用于低次谐波的谐波抑制控制策略并通过试验验证该控制策略的可行性。

2024,46(2):41-48[摘要][PDF  4287K](4)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.008

光栅型缸压传感器解调系统设计

王晓璐,金江善,张岳,姚汉奇

为使携带被测量信息的光信号更加真实地还原缸压信号，从光纤感知原理出发分析解调系统构成和工作过程，设计解调缸压信号的电路结构并分析研究参数指标取值。利用Cadence PSpice仿真软件及电路图制版实物试验验证了所做工作的合理性。对所设计电路进行灵敏度分析，确定对电路工作性能影响较大的关键元器件，并预测关键器件取不同容差±5%、±1%、±0.5%、±0.1%时电路性能指标的变化范围，可为研究人员选择最佳器件提供依据。

2024,46(2):49-54[摘要][PDF  1871K](7)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.009

基于“龙芯一号”的国产化CAN总线通信控制器

张厚义,季睿,奚煜,王堃

针对斯特林发动机系统控制台设计一种完全国产化的总线通信控制器。基于项目要求和“龙芯一号”芯片的功能，设计以“龙芯一号”为核心的最小系统板和功能板。重点阐述国产化芯片和模块的选型、各硬件功能电路的设计原理、控制器的软件框架以及CAN通信的实现过程等。该控制器实现了在1 Mibit/s 速率下的CAN通信，数据稳定且通信冗余可靠，可有效实现对多路信号的控制和读取。

2024,46(2):55-60[摘要][PDF  3114K](6)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.02.010