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为了提高年轮式超高压模具腔体的极限承压能力、增大腔体容积,提出了一种缠绕离散式大腔体超高压模具结构,该模具主要由离散式压缸、支撑环和钢丝缠绕层组成。离散式结构消除了整体式压缸的周向应力,模具无需使用大尺寸硬质合金和支撑环,可有效提高模具的极限承压能力,降低模具制造难度,易于实现模具腔体大型化。对模具关键参数进行计算,得到确定模具结构最佳尺寸的方法。数值模拟结果表明:在相同的工作内压加载下,离散式压缸的应力值更低,压缸内壁的应力环境得到有效改善。对缠绕离散式大腔体超高压模具的极限承压能力进行预测,发现随着离散块数量的增加,模具的承压能力逐渐增强,但是增长速度越来越缓慢。因此,不能通过无限增加离散块数量来增加模具的极限承压能力。分析表明,缠绕离散式大腔体超高压模具的承压能力更高,降低了模具的运行成本。研究结果可为大腔体、高承压能力的超高压装置设计提供新思路、新方法。
为了探究不同喷射压力对受限空间内汽油的燃爆特性的影响,运用20 L球形爆炸测试装置,对不同喷射压力下汽油云雾燃爆的特征参数变化、火焰传播、温度变化进行了测试。结果表明:最佳喷料时间为100 ms,最大燃爆压力和最大燃爆压力上升速率随喷射压力的增加呈线性上升趋势,燃爆持续时间则呈线性下降趋势。喷射压力的变化对燃爆持续时间的影响更为显著,汽油的燃爆效率随着喷射压力的增加而显著提高。基于比色测温方法对火焰温度场进行重构,发现最高平均温度与喷射压力呈线性关系,最高平均温度随喷射压力的增加而升高。通过火焰传播过程中云雾形态和火焰温度的变化情况,就喷射压力对汽油云雾燃爆的影响进行了分析。研究结果可为增压直喷式内燃机的设计以及汽油内燃机燃烧效率和经济性的提升提供理论参考。