基于ADINA模拟隔膜泵氮气包气囊工作过程
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许约翰
（ 杭 州汽车高级技 工学校 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ １ ） 摘 要：在一定的行驶公 里数之后 ，发动机 怠速抖动是一种很常见的故障 ，这成为很 多车子的通病。为有 效解决这
一
实际问题 ，本文主要 以丰田卡 罗拉１ Ｚ Ｒ发动机 为例 ，具体 阐述 了导致发动机怠速不稳的故障原 因，并提 出如何
气 、压缩 压力 、转速信 号 、启 动信号 等 ，怠速不稳 无非是 油 、电 、气 、压 缩压力 其 中之一无法 完全满 足 。以丰 田卡 罗拉 １ Ｚ Ｒ 发动机工作原 理为例 ，各缸是否满足适合 比例 的混 合 气 、适 合 的点火正 时 、适合 的气缸 压力 、适合 的点火 能 量等将成 为发动机怠速运转是否正常 的必要条件。
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基于ＡＤＩ ＮＡ模拟 隔膜 泵氮气包气囊工作过程
武 伟
（ 中国有 色 （ 沈阳） 泵业有限公 司，辽宁 沈阳 １ １ ０ １ ４ ４ ）
摘 要 ：隔膜泵受结构特点影响 ，在工作过 程 中会造成进 出料 系统的流量和 压力脉动 。因此 ，隔膜泵采用进 出料 脉
动虚弱 系统来 降低脉动影响 ，其 中，氮气包是进 出料补偿 系统的核心部件 ，由氮气包壳体和橡胶 气囊组成 ，通过 气囊 内的 可压缩 气体体积 变化进行脉动 补偿。而气囊的整个 变形过程是影响其 寿命 的重要 因素。 因此 ，本文采用 流 固耦合 的方法模拟 气囊在 充气以及 承受工作压力过程的整 个运动情 况 ，确定橡胶 隔膜 的最大应力 ，以此确定 隔
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，
１ ． Ｉ Ｉ － Ｆ
立 有 限元分 析模 型 ，分析模 型如 图２ 所
示 ，流场部分 分为上下两部分 ，上部 为 氮气 ，底部 为浆体 ，网格采 用三角形 。 结构部分为橡 胶气囊 ，将 流场部分分离 开 ，网格 为四边形 网格 。整个 仿真分析 Ｄ 过程分为气囊 预充压和气囊 达到工作压 Ｈ
目 圈 １ 气 囊 结 构 图
囤 ２ 分 析 模 型 初 始 状 态 （ 流 场 ／ 蛄 构 ）
删
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１ ． 分析模 型 的建立 为 了使 橡 胶 气 囊 处 于 整个 气 囊 的 中 间位 置鼓 动 变形 ，气 囊 采 用 预 凹陷 式 气囊 结构 。结 构如 图 １ 所示 。 以此建
系统产生 剧烈 的振动 ，影响设备 的运转 及使用 寿命 。 因此 ，隔膜泵采用进 出料 脉动 虚弱系统来降低 脉动影响 ，氮 气包 是进 出料 补偿系统 的核 心部件 ，由氮气
包壳 体和橡胶气囊 组成 ，通过气囊 内的 可压 缩气体体积变 化进行脉动补偿 。橡 胶气囊 的这种工作模 式以及充气压 力不 合理 等因素极易造 成损坏 。本 文采 用有 限元分 析软件Ａ Ｄ Ｉ Ｎ Ａ对橡胶气囊进 行流 固耦合分 析 ，从而得 出设计 的气囊 在工 作过 程中的变形情 况以及气囊 的受 力情 况 ，评价橡胶气囊 的安全性 。
氢 化合 物也会 使三元催 化净 化器 温度升 高 ，可能 导致其 损
坏 。为 了避免 排放量 的增加 以及 高温造成 的损坏 ，Ｅ Ｃ Ｍ监
测 发动 机缺火 率 。Ｅ Ｃ Ｍ使 用 凸轮 轴位置传 感器 和 曲轴位 置
４ ． 怠速不稳 、抖动 ５ ． 怠 速喘振
诊 断与排 除实际问题。 关键词 ：喷 油器；点 火线 圈；Ｐ Ｃ Ｖ；ＭＡＰ ；火花塞 ；节气 门体 ；气 门正时 ；水温传 感器
中图分 类号 ：Ｕ ４ ７ ２ 文献 标识 码 ：Ａ
电 控发 动 机 要 运转 且 平稳 的工 作 ，需要 有 油 、电 、
４ ． 真空管泄漏 、Ｐ Ｃ Ｖ 软管连接 ５ ． 水 温传 感器 失效 ６ ． 某 气门密封不严 ７ ． 氧传感 器失 效
膜是否满足寿命要求。 关键词 ：隔膜泵 ；橡胶气囊 ；流 固耦合
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ ３ ２ 文 献标识 码 ：Ａ
０ ． 前言 隔 膜 泵 通 过活 塞 的 往 复 运 动 进行 浆体 的输送 ，受结构特 点影响 ，其在 工
作过程 中不 可避免 的造 成进出料系 统的
流量 和压 力脉动 ，使泵 体和相应 的管道
囊 ，以观察 气 囊 的 变形 过 程 。本 分析 的充 气 压 力并 不 是 给定 值 ，由压 缩膨
图４ ０ ． ６ ５ 倍工作压力下气囊状态
一
７ ８一
…
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县 垫 查 虽 一 ＿ ０ ｊ 蒿 每 酶 ≤ 潦 § ≮ ｜ 霉 警 誊 叠 ｌ ｜
丰 田卡 罗拉 １ Ｚ Ｒ发动机 怠速不稳 的故障排 除
一
三 、基 本检测 步 骤
１ ． 缺火故障 当 发 动机 缺 火 时 ，高浓 度 碳 氢化 合 物 进 入废 气 中 ，
、
涉及 怠速 不稳 的相 关症 状
１ ． 发 动机 转 速 过 高
极 高浓 度的碳 氢化合 物会使 废气 排放量增 加 。高 浓度 的碳
２ ． 发 动机转速过低
３ ． 减 速 时发 动 机 失 速
过程 的实 现具 有 较 高 难度 。 因此 ，充
气过程采用在气囊上部增加一部分初
始 空 间 ，然 后压 缩 初 始空 间 ，使气 囊 向 下 膨 胀 ，气 囊 充 满 整 个 氮 气 包 空 间 ，此 时 整个 气 囊 结 构稳 定 ，然后 在 氮气 包 入 口冲人 流 速 ，压 缩 氮 气包 气
力两个过程 。 对 此结 构 进 行 二 维 流 固耦 合 仿 真
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图 ３氮气 包充 气 完成 后 状 态
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分 析 ， 由于气 囊 为 凹 陷式 气 囊 ，充气
（ 杭 州汽车高级技 工学校 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ １ ） 摘 要：在一定的行驶公 里数之后 ，发动机 怠速抖动是一种很常见的故障 ，这成为很 多车子的通病。为有 效解决这
一
实际问题 ，本文主要 以丰田卡 罗拉１ Ｚ Ｒ发动机 为例 ，具体 阐述 了导致发动机怠速不稳的故障原 因，并提 出如何
气 、压缩 压力 、转速信 号 、启 动信号 等 ，怠速不稳 无非是 油 、电 、气 、压 缩压力 其 中之一无法 完全满 足 。以丰 田卡 罗拉 １ Ｚ Ｒ 发动机工作原 理为例 ，各缸是否满足适合 比例 的混 合 气 、适 合 的点火正 时 、适合 的气缸 压力 、适合 的点火 能 量等将成 为发动机怠速运转是否正常 的必要条件。
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基于ＡＤＩ ＮＡ模拟 隔膜 泵氮气包气囊工作过程
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（ 中国有 色 （ 沈阳） 泵业有限公 司，辽宁 沈阳 １ １ ０ １ ４ ４ ）
摘 要 ：隔膜泵受结构特点影响 ，在工作过 程 中会造成进 出料 系统的流量和 压力脉动 。因此 ，隔膜泵采用进 出料 脉
动虚弱 系统来 降低脉动影响 ，其 中，氮气包是进 出料补偿 系统的核心部件 ，由氮气包壳体和橡胶 气囊组成 ，通过 气囊 内的 可压缩 气体体积 变化进行脉动 补偿。而气囊的整个 变形过程是影响其 寿命 的重要 因素。 因此 ，本文采用 流 固耦合 的方法模拟 气囊在 充气以及 承受工作压力过程的整 个运动情 况 ，确定橡胶 隔膜 的最大应力 ，以此确定 隔
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立 有 限元分 析模 型 ，分析模 型如 图２ 所
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目 圈 １ 气 囊 结 构 图
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系统产生 剧烈 的振动 ，影响设备 的运转 及使用 寿命 。 因此 ，隔膜泵采用进 出料 脉动 虚弱系统来降低 脉动影响 ，氮 气包 是进 出料 补偿系统 的核 心部件 ，由氮气
包壳 体和橡胶气囊 组成 ，通过气囊 内的 可压 缩气体体积变 化进行脉动补偿 。橡 胶气囊 的这种工作模 式以及充气压 力不 合理 等因素极易造 成损坏 。本 文采 用有 限元分 析软件Ａ Ｄ Ｉ Ｎ Ａ对橡胶气囊进 行流 固耦合分 析 ，从而得 出设计 的气囊 在工 作过 程中的变形情 况以及气囊 的受 力情 况 ，评价橡胶气囊 的安全性 。
氢 化合 物也会 使三元催 化净 化器 温度升 高 ，可能 导致其 损
坏 。为 了避免 排放量 的增加 以及 高温造成 的损坏 ，Ｅ Ｃ Ｍ监
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４ ． 怠速不稳 、抖动 ５ ． 怠 速喘振
诊 断与排 除实际问题。 关键词 ：喷 油器；点 火线 圈；Ｐ Ｃ Ｖ；ＭＡＰ ；火花塞 ；节气 门体 ；气 门正时 ；水温传 感器
中图分 类号 ：Ｕ ４ ７ ２ 文献 标识 码 ：Ａ
电 控发 动 机 要 运转 且 平稳 的工 作 ，需要 有 油 、电 、
４ ． 真空管泄漏 、Ｐ Ｃ Ｖ 软管连接 ５ ． 水 温传 感器 失效 ６ ． 某 气门密封不严 ７ ． 氧传感 器失 效
膜是否满足寿命要求。 关键词 ：隔膜泵 ；橡胶气囊 ；流 固耦合
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ ３ ２ 文 献标识 码 ：Ａ
０ ． 前言 隔 膜 泵 通 过活 塞 的 往 复 运 动 进行 浆体 的输送 ，受结构特 点影响 ，其在 工
作过程 中不 可避免 的造 成进出料系 统的
流量 和压 力脉动 ，使泵 体和相应 的管道
囊 ，以观察 气 囊 的 变形 过 程 。本 分析 的充 气 压 力并 不 是 给定 值 ，由压 缩膨
图４ ０ ． ６ ５ 倍工作压力下气囊状态
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丰 田卡 罗拉 １ Ｚ Ｒ发动机 怠速不稳 的故障排 除
一
三 、基 本检测 步 骤
１ ． 缺火故障 当 发 动机 缺 火 时 ，高浓 度 碳 氢化 合 物 进 入废 气 中 ，
、
涉及 怠速 不稳 的相 关症 状
１ ． 发 动机 转 速 过 高
极 高浓 度的碳 氢化合 物会使 废气 排放量增 加 。高 浓度 的碳
２ ． 发 动机转速过低
３ ． 减 速 时发 动 机 失 速
过程 的实 现具 有 较 高 难度 。 因此 ，充
气过程采用在气囊上部增加一部分初
始 空 间 ，然 后压 缩 初 始空 间 ，使气 囊 向 下 膨 胀 ，气 囊 充 满 整 个 氮 气 包 空 间 ，此 时 整个 气 囊 结 构稳 定 ，然后 在 氮气 包 入 口冲人 流 速 ，压 缩 氮 气包 气
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分 析 ， 由于气 囊 为 凹 陷式 气 囊 ，充气