重型柴油机用非对称涡轮增压器的开发

为了满足重型柴油机对废气再循环(EGR)率的要求,并提高经济性,开展了非对称增压器的开发工作,并形成了开发流程,建立了一维配机、增压器三维计算流体力学(CFD)、结构强度耦合计算等计算分析模型,并对模型进行了标定。结果表明,基于流程开发出的非对称增压器的配机性能与模拟计算结果符合良好,所建立的开发流程能够应用于非对称增压器的开发。     

固体燃料冲压发动机燃速预示模型及其特性

为准确预示固体燃料冲压发动机的燃速,建立了固体燃料冲压发动机燃速预示模型,编写了预示程序。对以PE、PMAA为燃料的固体燃料冲压发动机进行了34次计算,计算结果表明:在所涉及的工况范围内,燃速随来流空气总温、质量流率以及药柱通道直径、入口直径的变化规律与已有实验结论相同;计算误差的最大值为14.4%,平均值为5.87%;该模型能够准确预示固体燃料冲压发动机中燃速;工作过程中,装药内腔体积随时间呈线性变化;给定的工况下,燃速正比于装药长度的-0.21次方。     

PMMA在固体燃料冲压发动机中燃烧特性的实验研究

为研究聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)在固体燃料冲压发动机（SFRJ）中的燃烧特性,开展了不同装药通道直径、补燃室压强、来流空气质量流率等工况下的SFRJ直连式实验研究。成功获得了不同工况下压强、温度的变化规律、燃面平均退移速率、局部燃面退移速率。实验结果表明：装药通道直径增大,燃面平均退移速率降低,但补燃室压强和温度随之增大;在低压（＜0.8 MPa）条件下,补燃室压强越低,燃面平均退移速率、补燃室温度均随之降低,但影响是有限的。同时,当装药通道直径较小(Dp<=30 mm)时,首次发现了SFRJ的侵蚀效应现象。     

非对称涡轮增压器一维配机计算方法研究

非对称涡轮增压器可在保证柴油机废弃再循环(EGR)率的同时降低泵气损失,由于涡轮机的两个流道流量不对称,需要在一维配机计算中使用恰当的模型反映不对称性造成的影响。本研究采用GT-Power软件计算对比了对涡轮机模型进行复杂建模和简单建模的2种策略对结果的影响,采用对两个流道分别建模的复杂模型需要使用两流道折合流量比例不同的8张涡轮机脉谱(Map)图,而使用简单模型仅需1张Map图。通过与发动机试验数据对比,表明采用对两个流道分别建模的复杂模型计算误差小于简单模型。     

弹用固体燃料冲压发动机性能预示

为快速准确揭示固体燃料冲压发动机性能,提出一种在燃烧室考虑热力计算的性能计算模型。通过查找进气道中正激波位置,进行了进气道、燃烧室、喷管耦合计算。并以VB为平台,开发出通用的发动机性能计算软件。以一种固体燃料冲压增程弹为例,计算结果与实验数据进行了对比,表明该方法可快速的预示发动机整体性能,缩短设计周期,能够满足方案设计阶段的精度要求。     

固体燃料冲压发动机燃烧室内流场数值模拟

为研究突扩台阶高度、尺寸缩放及燃料长度对固体燃料冲压发动机燃面退移速率及火焰稳定性能的影响,以聚乙烯为燃料,对固体燃料冲压发动机燃烧室内流场进行了数值模拟研究。结果表明:随着突扩台阶高度的不断增大,燃料通道内的湍流动能逐渐增大,燃料的燃面退移速率、补燃室温度及压力逐渐增大;在保证空气质量通量及总温相同、几何相似的条件下,随着尺寸的不断减小,燃料壁面附近的温度梯度及有效导热系数不断增大,使燃料的燃面退移速率逐渐增大,富氧程度降低,补燃室压力增大,回流区内燃料汽化的吸热速率占该区域内化学反应的总放热速率的比例不断升高,发动机火焰稳定性能降低;在保证其他参数相同时,在增大燃料长度,同时不改变燃料通道内相同轴向位置处的流场温度、燃料燃面退移速率及组分分布的情况下,燃料长度越长,固体燃料的平均燃面退移速率越小,补燃室温度及压力越高。     

脉冲爆震发动机供油系统试验分析

设计了脉冲爆震发动机电磁阀式供油系统,采用氮气挤压供油方法,研究了燃油压力及其响应时间随氮气压力与电磁阀输入电流的变化规律,同时对低频与中高频脉冲爆震试验中油压响应时间与频率进行对比分析。研究发现,提高蓄能器中氮气压力可显著加快油压响应;电磁阀输入电流越大,燃油压力响应越快;工作频率越高,燃油达到预定压力所需时间越长。研究结果对脉冲爆震发动机供油系统的设计与优化具有一定的参考价值。