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- 航空增压活塞发动机进排气系统匹配研究
- 作者： 刘昱含 来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空增压活塞发动机 进排气管路 均匀性 充气效率 压力波动
- 描述： 随着小型通航飞机及无人机的发展，作为其主要动力装置的航空活塞发动机正向着高空长航时、高功重比、低油耗的方向发展。进排气系统作为发动机的重要组成部分，其合理的结构布置型式、几何形状参数对提高航空活塞发动机充气性能、燃烧性能、增压性能等都具有十分重要的作用。进排气管路设计不合理，会给发动机带来转速波动、功率下降、运行安全性降低等不良影响。因此，针对航空活塞发动机进排气系统进行的匹配设计，对于提高发动机各项性能指标及运行安全性具有重大意义。 本文建立了某型航空增压活塞发动机仿真模型，并通过仿真结果与实验数据的对比，验证了模型的可靠性。通过对发动机进排气过程的分析，采用了以各缸进气均匀性、充气效率、排气倒流及压力波动、涡轮作功能力为指标的航空活塞发动机进排气系统性能评价方法，揭示了进排气管路结构参数对各项评价指标的影响规律。通过对进排气管路系统的改进设计，有效改善了发动机进排气流动性能，提高了整机动力及涡轮对排气能量的利用效率，提出了航空活塞发动机进排气管路改进设计分析方法。在此基础上，对匹配的二级增压管路系统进行了分析，验证了该方法对于二级增压系统的适用性。同时，通过此方法在高空运行条件下的仿真验证，证实在进行进排气管路系统改进设计时，可用地面管路设计代替高空管路设计。最后，进行了排气系统管路结构改型，通过排气总管内流场的三维瞬态模拟，分析了内部气体流动特性，确定了管路结构尺寸，并结合一维仿真分析结果，证实改型后管路可有效降低排气流动损失并改善了各项进排气性能评价指标。所提出的改进设计方法为今后航空增压活塞发动机的进排气管路设计奠定了基础。