航空汽油机爆震试验及分析

【类型】学位论文

【作者】程晓军 

【关键词】 航空汽油机 爆震 示功图 燃烧分析 虚拟仪器

【摘要】爆震对汽油机的安全性有着重要影响，活塞式航空汽油机不允许爆震的发生，且需要一定的爆震安全裕度。本文基于发动机高频缸压信号，对爆震频带信号进行分析。首先，设计的进气加热器能够模仿热天时的环境温度，采用的多根翅片式加热棒形成了网状阶梯式加热结构。Fluent三维仿真计算表明，加热器出口温度场分布均匀。采用的模糊PID温度控制器能够很好地控制进气温度。其次，通过测气缸压力法，对缸压数据进行了频谱、滤波分析。理论计算表明，本发动机发生爆震时理论压力震荡特征频带范围确定在3.5kHz~10.3kHz之间。滤波后的爆震信号采用了德尔福公司的爆震阀值来进行评价。基于Labview开发了汽油机爆震测试分析系统，通过串口与网络通讯集成了已有测试设备，降低了试验系统的成本，实现了试验的远程监控。本航空发动机六个缸各状态点贫、富油每个工作循环缸内压力频谱分析表明，在3kHz~12kHz频带中爆震信号能量微弱，缸内压力带通滤波后的爆震信号的最大值为1.2bar，均小于2000r/min~3000r/min转速下的爆震标准阀值3bar，说明本机型各工况从富油到贫油状态（发动机已不能稳定工作）下均没有发生爆震；从爆震信号的最大值与爆震标准阀值之间的裕度可以看出，本机型远离爆震边缘，裕度较大，处于安全工作范围。最后，选择了基于缸内示功图的单区燃烧模型来进行本试验机型的燃烧分析。分析显示，本机型由于过大的进气迟闭角导致实际压缩比过低，加装爆震试验用进气加热器导致本机最大功率有所降低。此外壁面传热系数的正确选取对发动机燃烧分析影响较大。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】华中科技大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】黄荣华

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