装甲车用发动机高压共轨喷油系统设计研究

该文介绍了装甲车用发动机高压共轨喷油系统的基本结构、研制原理、喷油量、喷油压力调节及喷油参数设计.事实表明,技术趋于成熟的发动机高压共轨喷油系统性能明显优于传统的燃油喷射系统.该喷油系统可自由选择预喷射和主喷射的始点、高压油压力;增强喷油及复喷油能力;它还能降低燃油噪音,减少油耗.     

连续燃烧分缸工作型发动机理论热力循环分析

连续燃烧分缸工作型发动机因其热效率及功率密度高，振动及噪声小，未来将在小型无人机及鱼雷上具有很好的应用前景。该型发动机将压缩、燃烧和膨胀过程分缸进行，同时使用进气掺水、不等缸径、回热器和连续外燃技术，被认为具有极高的热功转换潜力，但目前缺乏对其热力循环的研究，导致在发动机设计过程中缺乏理论指导。将发动机各工作阶段等效为定温压缩、定容加热、定熵膨胀、排气放热与回热共5个工作过程，构建出新型理论热力循环并推导出指示热效率公式。研究结果表明：指示热效率主要由工质热物性、压缩比、膨胀比和回热率决定，增大压缩比或降低膨胀比均可提升指示热效率；应用定温压缩后可扩大回热温差，提升指示热效率，同时还可保持较低的缸内温度和压力；该型发动机热效率及可靠性较传统汽油机、柴油机具有显著优势，发动机指示热效率可达65%以上。     

燃油温度对电控单体泵增压柴油机性能影响研究

为了给柴油机电控系统提供喷油控制参数的修正策略,在1 台电控单体泵式涡轮增压柴油机上进行了燃油温度对柴油机性能影响规律的试验研究。试验结果表明:在一定温度范围内, 随着燃油温度的升高,柴油机的喷油压力和每循环喷油量近似线性地减小、最高缸内燃烧压力近似线性地减小、主燃期会近似线性地增加,最终导致有效功率、排气温度、进气压力近似线性地减小, 有效燃油消耗率近似线性地增加。     

进气门晚关米勒循环对高强化柴油机燃烧和换气影响的研究

为了探索米勒循环技术对于燃烧和换气过程的影响,在1台高强化单缸柴油机上应用进气门晚关米勒循环进行了试验和仿真研究。进气门关闭时刻分别为上止点后-110°CA（原机）、-86°CA和-70°CA. 发动机试验在转速3 600 r/min、指示升功率77 kW/L、过量空气系数1.6的高强化运行工况下展开。通过对试验平台建立一维热力学计算模型进一步分析了米勒进气相位对换气过程参数的影响。研究结果表明：随着进气门关闭时刻的推迟,由于有效压缩比的降低,缸内压缩终了工质温度和压力均显著下降,在相同功率条件下最大燃烧压力和温度、最大压力升高率、排气温度均显著下降,有助于降低高强化柴油机缸内的热力负荷;随着进气门关闭时刻的推迟,压缩过程中的米勒损失和进气回流率增加,充量系数、泵气损失均下降;进气门晚关的米勒循环还明显降低了NO_x排放,改善了燃油消耗率。     

预喷射对轿车柴油机燃烧噪声影响的数值模拟

应用CFD模拟软件STAR-CD构建三维燃烧室对轿车柴油机进行模拟计算,重点研究了预喷射和发动机压力升高率之间的关系,而压力升高率是燃烧噪声的主要评价因素.根据原机设计了预喷规律,在主喷正时和喷油压力不变的情况下,加上预喷射,通过改变预喷量和预主喷间隔角等参数来研究预喷射对噪声的影响.结果表明:预喷量可以显著降低主喷阶段的压力升高率,从而减小发动机的燃烧噪声;而预、主喷间隔角对燃烧噪声的影响不大.     

液压自由活塞发动机的活塞运动不对称特征研究

结合液压自由活塞发动机基本原理,建立了系统分析模型,通过仿真和样机试验结果分析了活塞运动不对称性及其影响因素。研究结果表明：液压自由活塞发动机活塞上止点运动呈现不对称性特征,能量传递特征和活塞受力特征决定了该不对称性是固有的。在上止点附近,气体压力对活塞运动状态起决定性作用,活塞压缩过程越快,对应的膨胀过程也越快。配流阀响应对活塞上止点运动状态影响不明显,不同负载压力形成位置主要影响膨胀过程后期。     

高压油管结构对电控单体泵燃油系统性能的影响

利用复杂系统建模与仿真AMESIM软件建立电控单体泵燃油系统一维液力仿真模型,并进行了试验验证。通过对不同高压油管结构参数的燃油系统进行仿真研究,分析高压油管长度、内径及内壁粗糙度对单体泵供油压力、喷油压力及循环喷油量等燃油系统性能参数的影响。结果表明,高压油管结构变化引起系统高压容积、流通阻力、节流损失、流动损耗的综合作用是影响系统性能的主要原因,油管长度过长或内径过小会引起系统性能不规律变化。     

航空活塞发动机进排气管路改进设计研究

针对小型航空飞机的动力性及安全性要求,采用CFD技术,建立了某型航空活塞发动机缸内与增压管路系统仿真模型,探讨了航空活塞发动机进排气管路系统性能评价方法,揭示了进排气管路结构参数对各缸进气均匀性、充气效率、排气倒流及涡轮特性的影响规律.通过对进排气管路系统的改进设计,有效改善了进排气系统性能及整机动力性能.所采用的改进设计研究方法为今后航空活塞发动机进排气管路设计奠定了基础.     

液压自由活塞发动机止点位置控制研究

研究液压自由活塞发动机活塞运动止点控制方法,进而提高系统运行的稳定性。对单活塞液压自由活塞发动机活塞位置控制基本原理进行了理论分析,研究了活塞止点控制的影响因素。基于仿真和试验结果,确定了上止点精确控制主要控制量,分析了下止点精确控制策略及其极限位置限制方法。研究结果表明,上止点精确控制主要影响因素为活塞压缩过程的初始运动位置和初始压缩位置,下止点精确控制策略需要同时控制活塞所传递的能量以及活塞下止点附近的动力学过程。活塞下止点极限位置应采用组合方法限制,前期基于液压节流作用的热能法,后期基于液压油体积弹性模量的势能法。     

单活塞式液压自由活塞柴油机启动过程研究

研究单活塞式液压自由活塞柴油机(HFPDE)的启动工况,得到其启动流程。基于系统启动能量传递过程,理论分析了各组分能量的定量分配关系,研究了回复蓄能器、频率控制阀以及压缩腔参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明系统启动压缩行程较稳定工况长且单次循环启动成功率较高。系统启动输入能量主要来自回复蓄能器且主要被高压腔高压油和动力腔气体吸收,启动压缩过程压缩比可以灵活调整,提出的系统启动装置参数匹配方法和启动流程可行。     

二冲程汽油机扫气过程瞬态模拟研究

利用CFD软件Fire对二冲程汽油机扫排进气道-曲轴箱-气缸系统流场进行了三维瞬态模拟,动态再现了扫气过程缸内气流运动和废气分布情况.模拟计算发现,气缸上部流场以两个对称环流和滚流为主,靠近扫气口的下部则以4个径向涡流以及短路损失为主.随着扫气的进行,气缸内的新鲜充量区域和混合区域不断增大,废气区域不断减少,活塞到达下止点时,废气区域基本消失.计算结果表明,曲轴箱和扫气道的压力变化并不相同,曲轴箱压力波动对扫气道和缸内的流场有一定影响.     

压电式喷油器两次喷射问隔时间分析及影响

为满足柴油机实现主预喷射要求,进行了压电喷油器两次喷射间隔时间的分析和测试研究.简述压电喷油器的组成和工作原理,分析了两次喷射间隔时间的影响因素,讨论了液力延迟时间、电力延迟时间等参数的影响,提出了两次喷射间隔时间的确定原则;结合试验数据分析两次喷射间隔时间的影响,确定了实际的最小喷油间隔时间,两次喷射间隔时间和高压油...     

燃用生物柴油对柴油机喷射过程的影响

通过测试不同工况下的高压油管嘴端压力和喷油器针阀升程,研究了不同配比生物柴油对柴油机喷射过程的影响.实验研究表明:在供油提前角、转速和负荷相同的情况下,随着燃料中生物柴油含量的增加,高压油管最大喷油压力增加,喷射延迟期和喷射持续期变长,导致循环喷油量增大.     

压力调节供应方式的鱼雷热动力系统启动过程匹配性研究

鱼雷热动力系统通常采用固体药柱先在燃烧室内点火再适时使燃料进入并点燃的方式实现启动，启动过程各参数变化剧烈且工作过程极为复杂，试验及统计表明，使用燃料压力调节供应方式的热动力系统在启动阶段更容易发生如热爆和无法点火等各类故障，问题主要出在系统启动过程的匹配方面。文中针对使用燃料压力调节供应方式的热动力系统，建立了包括充填集液腔和喷嘴阀杆运动等启动过程动态仿真模型；对启动过程的3个典型阶段进行了启动特性仿真，对模型与功率试验相关结果进行了比较，给出了3个典型阶段的特性，讨论了主要参数对各过程的影响；在对系统启动特性仿真和系统样机功率试验结果分析的基础上，从使用闭式喷嘴及可靠开启、喷嘴特性选择、燃料进入燃烧室时刻的参数匹配、燃料进入燃烧室后的相关匹配4个方面分析了系统的匹配性，给出了系统设置、主要参数（如燃料进入时间、燃料进入时刻的内压、燃料进入量、燃料进入后泵增压速率和药柱选择等）合理匹配以及可调控环节等方面的建议。     

科研用单缸增压柴油机供油系统研究

本文介绍了单缸增压柴油机供油系统选择与匹配过程，探讨了喷油泵主要结构、运转参 数对循环供油量、喷射压力、喷油延续角的影响；研究了加大循环供油量同时提高喷射压力的途 径，并通过实验，验证这些途径的可行程度．     

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

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。