航空活塞二冲程汽油机排气口高度优化研究

作者： 王蕾   赵振峰   俞春存   张付军   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 排气口高度   航空活塞汽油机   二冲程   扫气效率   性能优化  

描述： 针对作为无人机动力的某可变排气二冲程发动机在去掉可变排气系统后对发动机性能的影响,利用Fire仿真软件建立了发动机的缸内工作过程仿真模型,通过仿真和试验的方法研究了去掉可变排气系统后的发动机特性,结果表明:去掉可变排气系统后在2000r/min、10%节气门开度和5500r/min、50%节气门开度条件下,发动机的扫气效率降低,输出功率下降。在此基础上,利用仿真研究的方法对排气口高度参数进行了优化研究。去掉可变系统后排气口高度最优值为36.3mm时可以在保证常用无人机飞行转速范围内,各工况下扫气效率较高,发动机指示功损失最小,输出功率可以满足无人机动力需求。

点燃式航空活塞发动机汽油-航空煤油燃烧特性

作者： 王蕾   赵振峰   俞春存   崔华盛   张付军   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   汽油   航空活塞发动机   燃烧特性   爆震  

描述： 为研究航空煤油在点燃式航空活塞发动机上的燃烧特性,改造并搭建了一台可以同时燃烧汽油和航空煤油的航空活塞发动机试验台架,并建立了发动机燃烧室的三维仿真模型,采用试验与三维仿真相结合的手段,研究了汽油与航空煤油燃烧特性的差异,结果表明:在低转速、小负荷工况下,平均指示有效压力(IMEP)小于0.5 MPa范围内,通过调整点火正时等运行参数即可使航空煤油达到与汽油相近的燃烧特征;随着发动机转速和负荷增加,航空煤油燃烧特性表现为滞燃期延长、燃烧持续期增加、最大缸内压力降低、燃烧重心后移,并且伴随明显爆震发生。在高转速工况下,航空煤油燃烧受爆震影响,负荷最高只能提升至21%。

航空活塞汽油机燃烧特性优化

作者： 王蕾   赵振峰   俞春存   曹艳   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空活塞汽油机   三维仿真   性能优化   火花塞   燃烧特性  

描述： 为优化某二冲程航空活塞汽油机的燃烧特性,研究了火花塞位置、火花塞数量以及火花塞布置方式等对其燃烧的影响。利用Pro-E和AVL Fire软件对该汽油机燃烧室建立了仿真模型,选取缸内压力数据验证了该模型的正确性,对火花塞不同的布置位置以及不同数量的火花塞等方案进行了仿真,对结果进行分析。结果表明:双火花塞布置方案比单火花塞布置方案更有利于组织快速燃烧,促进燃烧放热,缩短燃烧持续期;火花塞非对称布置方案比对称布置方案对火焰的形成及传播扩散更有利。

航空活塞二冲程发动机的可变排气阀换气过程

作者： 郭栋   骞剑策   赵振峰   王蕾   俞春存   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 活塞发动机   换气过程   二冲程   可变排气   压力波动  

描述： 航空活塞二冲程发动机的换气过程直接影响发动机的性能,采用可变排气阀可以改善发动机的动力性能。通过GT-Power软件搭建发动机一维整机模型,进行可变排气阀的仿真研究,分析了发动机在不同转速、不同排气阀状态下的换气过程及排气阀状态对换气过程的影响。在此基础上,还对定速巡航工况下(6 500 r/min转速、50%节气门开度)的排气阀状态进行了优化。结果表明:不同的排气阀状态可以改变发动机排气过程压力波动的相位,从而影响发动机的换气品质及燃烧过程;在定速巡航工况下,排气阀为中等开度时(初级阀关闭、次级阀开启),其发动机动力性能达到最优。

航空活塞二冲程发动机的可变排气阀换气过程

作者： 郭栋   骞剑策   赵振峰   王蕾   俞春存   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 活塞发动机   换气过程   二冲程   可变排气   压力波动  

描述： 航空活塞二冲程发动机的换气过程直接影响发动机的性能,采用可变排气阀可以改善发动机的动力性能。通过GT-Power软件搭建发动机一维整机模型,进行可变排气阀的仿真研究,分析了发动机在不同转速、不同排气阀状态下的换气过程及排气阀状态对换气过程的影响。在此基础上,还对定速巡航工况下(6 500 r/min转速、50%节气门开度)的排气阀状态进行了优化。结果表明:不同的排气阀状态可以改变发动机排气过程压力波动的相位,从而影响发动机的换气品质及燃烧过程;在定速巡航工况下,排气阀为中等开度时(初级阀关闭、次级阀开启),其发动机动力性能达到最优。

点燃式航空重油活塞发动机冷起动控制策略

作者： 耿钊   赵振峰   李鸿   崔华盛   王蕾   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 点燃式   活塞发动机   航空重油   冷起动   控制策略  

描述： 针对点燃式航空重油活塞发动机低温起动困难问题,采取了空气辅助缸内直喷技术手段,开展了冷起动控制策略研究及试验验证研究,解决了-10℃发动机低温顺利起动问题。提取了影响冷起动的关键控制参数,并对其进行了规律研究,获得了环境温度对各参数的最优匹配结果及试验验证;定义了点燃式重油发动机的冷起动阶段,根据匹配和试验结果获得了关键参数与缸体温度的映射关系,设计了冷起动策略并进行了试验验证。结果表明:缸体温度在-10～20℃之间,最佳喷油提前角在上止点前50°～85°范围,最佳点火提前角为上止点前45°可以保证重油发动机平稳起动,起动时间小于3s。

航空煤油活塞发动机空气辅助喷射系统喷雾特性试验研究

作者： 高宏力   张付军   王苏飞   武浩   周磊   赵振峰   刘波澜   来源： 兵工学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   活塞发动机   索   相位多普勒粒子分析仪   空气辅助喷射系统   喷雾特性  

描述： 为获得良好的混合气体,保证喷雾特性与缸内时变环境之间的良好匹配,针对航空活塞二冲程煤油发动机空气辅助喷射系统的喷雾特性,开展了系统试验研究。使用高速相机和相位多普勒粒子分析仪并结合图像处理技术,分析了环境压力、温度和喷油脉宽、喷气脉宽等控制参数对喷雾宽度、贯穿距、空间扩散面积和索特平均值的影响。结果表明:控制参数不变情况下,提高环境压力不利于喷雾在空间的扩散,雾化效果也会变差;提高环境温度有利于燃油液滴的蒸发性、破碎;环境条件不变情况下,减小喷油脉宽、增大喷气脉宽有利于喷雾沿喷孔方向延伸,促进液滴膨胀破碎。

航空煤油活塞发动机空气辅助喷射系统喷雾特性试验研究

作者： 高宏力   张付军   王苏飞   武浩   周磊   赵振峰   刘波澜   来源： 兵工学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   活塞发动机   索   相位多普勒粒子分析仪   空气辅助喷射系统   喷雾特性  

描述： 为获得良好的混合气体,保证喷雾特性与缸内时变环境之间的良好匹配,针对航空活塞二冲程煤油发动机空气辅助喷射系统的喷雾特性,开展了系统试验研究。使用高速相机和相位多普勒粒子分析仪并结合图像处理技术,分析了环境压力、温度和喷油脉宽、喷气脉宽等控制参数对喷雾宽度、贯穿距、空间扩散面积和索特平均值的影响。结果表明:控制参数不变情况下,提高环境压力不利于喷雾在空间的扩散,雾化效果也会变差;提高环境温度有利于燃油液滴的蒸发性、破碎;环境条件不变情况下,减小喷油脉宽、增大喷气脉宽有利于喷雾沿喷孔方向延伸,促进液滴膨胀破碎。

航空二冲程直喷发动机电控润滑系统试验研究

作者： 武浩   张付军   王政凯   高宏力   来源： 北京理工大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 电控机油泵   润滑系统   航空活塞发动机   试验研究  

描述： 针对航空二冲程直喷式发动机的结构和性能要求，设计并开发了以某型电控机油泵作为核心执行器的智能化润滑系统。结合机油泵的工作原理设计出专用的驱动-反馈系统并对泵油特性进行试验研究。根据发动机的实际需求进行润滑油量的匹配计算和发动机台架试验测定，并对不同气缸的润滑油泵油均匀性进行检测。结果表明该型机油泵的有效泵油脉宽为16_(～)30 ms，润滑系统可以满足二冲程直喷式发动机的润滑要求，泵油均匀性较好。

二冲程航空活塞发动机增压匹配研究和优化

作者： 张朔   赵振峰   董雪飞   叶莹   来源： 兵工学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡轮增压   二冲程   高空功率恢复   无人机   航空活塞发动机   增压匹配  

描述： 针对二冲程航空活塞发动机高空功率下降问题开展增压匹配的相关研究。建立二冲程非增压航空活塞发动机的一维仿真模型,并对仿真模型进行了实验验证;以校验后的非增压发动机模型为基础匹配了增压器,建立增压发动机模型。通过废气涡轮增压匹配进行不同海拔高度条件下的匹配计算;研究高空环境下二冲程增压发动机的工作情况,提出利用排气系统结构优化拓宽增压器的工作范围,利用废气旁通阀控制增压程度方法对增压系统进行优化。获得了在7 000 m海拔高度能够实现76%功率恢复的增压型二冲程航空活塞发动机,满足某无人机平台飞行任务剖面对发动机的需求。