二冲程航空活塞发动机增压匹配研究和优化

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。     

鱼雷活塞发动机高压单层气缸套设计

为了进一步优化活塞发动机气缸套设计方案,应用MSC．Patran软件对鱼雷活塞发动机气缸套不同方案的设计结构进行了有限元温度及应力场对比计算分析,确定了较为合理的设计方案。该设计方案可适用于更高燃气压力的发动机,最高工作压力大于30MPa,较现有技术有明显提高。气缸套通过试验验证,满足发动机的正常使用要求。     

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。     

坦克装甲车辆发动机排气发电技术研究

提出一种利用布雷顿(BRAYTON)循环的坦克装甲车辆发动机排气发电技术方案,对循环过程进行了热力学分析,并探讨了引入循环后对发动机性能的影响及在坦克装甲车辆上实现的可行性,分析研究表明该系统技术适用于坦克装甲车辆的发动机排气发电.     

军用航空发动机大数据管理系统设计开发研究

为提升军用航空发动机管理水平,提出某型军用航空发动机大数据管理系统的建设方案.依据军用航空发动机的使用和保障需求,基于发动机大数据管理系统的构成,采用大容量主服务器加备份服务器进行数据的存储,利用PHP(pre hypertext preprocessor)技术开发某型军用航空发动机大数据管理系统.结果表明:该研究对提高军用航空发动机的信息化管理水平有一定的实际价值,同时对其他装备的大数据建设具有借鉴意义.     

航空发动机全包线最优PID控制器设计

研究了一种基于神经网络的航空发动机全包线PID控制器设计方法。首先在全包线内选定若干典型工况点,并通过遗传算法离线优化PID控制器参数。然后通过BP神经网络训练建立飞行高度和马赫数与PID参数的非线性映射关系,亦即建立起基于神经网络的航空发动机全包线最优PID控制器。最后,将该控制器应用于某型涡扇发动机稳态控制和飞行过程控制仿真,与原控制器比较,控制效果获得有效改善。     

漫谈航空发动机反推技术

正着陆速度与跑道的矛盾常规飞机靠机翼上/下表面压力差提供升力,飞行速度是机翼压力差的决定因素,也与气动控制面效率有关系。飞机着陆时为保证控制面的气动效率以及有足够的升力保证接地的稳定,必须保持必要的飞行速度。机轮触地后必须进行长距离滑跑,通过滑跑过程中的摩擦和气动阻力降低速度。不同类型的飞机有对应的滑跑距离,而落点误差和跑道条件也会影响滑跑距离。     

基于iSIGHT的鱼雷摆盘发动机活塞多学科设计优化

为进一步对鱼雷摆盘发动机活塞进行优化设计,综合考虑其温度、结构及强度,基于多学科可行性法（MDF）建立了摆盘发动机活塞的多学科设计优化（MDO）模型,并使用UG和ANSYS进行温度场和强度学科设计与分析。给出了活塞多学科设计优化分析仿真流程,并基于iSIGHT集成UG和ANSYS建立其多学科设计优化平台,通过二次开发实现了参数输入、输出、更新及软件间数据交流。经优化的活塞质量较原来降低了21.81%,最高温度降低了55℃,第1环槽温度降低了29℃,最大应力降低了10 MPa。仿真结果表明,活塞轻量化的MDO可有效处理热-结构耦合因素,在降低活塞质量的同时改善了温度及应力特性,提高了设计优化效率。     

汽车发动机活塞铝合金基复合材料钻削工艺研究

基于动态响应面建立某汽车发动机活塞铝合金基复合材料钻削毛刺数学理论模型,运用数值仿真及实验方法对其钻削过程中的进给速度、钻削速度及加强基质量分数对汽车发动机活塞铝合金基复合材料钻削毛刺高度及厚度的影响进行研究。结果表明:随着进给速度、钻削速度增加,钻削毛刺高度和厚度都逐渐增加;随着加强基质量分数增加,毛刺厚度逐渐增加,而毛刺高度却逐渐减小;毛刺高度和厚度理论计算值最大相对误差分别为5.30%和5.93%,验证了理论模型的正确性。     

Design and Experiment for Exhaust Pipes of Pressure Wave Supercharged Diesel Engine

NOx and soot emissions from diesel engines can be greatly reduced by pressure wave supercharging （PWS）. The diesel engine matched with PWS needs redesigning its exhaust pipes. Except for meeting the installation requirements, the exhaust gas must be stable in pressure before rushing into PWS. In this paper the lateral and center ported divergent exhaust pipes are designed, modeled geometrically and analyzed structurally based on a 3-D design software-CATIA to determine the structure of two exhaust pipes having the required inner volume. Then flow analysis for two exhaust pipes is done using a flow analysis software-ANASYS. Moreover, the optimal exhaust pipes are determined comprehensively and cast for engine test. Engine test results show that PWS is superior to turbocharging at low engine speeds and inferior to turbocharging in power and emissions at medium-to-high engine speeds. The performance of PWS engine under high speed operating conditions can be improved by contriving larger surge volume intake and exhaust nines.     

Application of Space-time Conservation Element and Solution Element Method in Intake and Exhaust Flows of High Power Density Diesel Engine

A one-dimensional pipe flow model of single-cylinder diesel engine is established to investigate the intake and exhaust flow characteristics of diesel engine in the condition of high power density （HPD）. A space-time conservation element and solution element （CE/SE） method is used to derive the discrete equations of the partial differential equation for the intake and exhaust systems. The performance parameters of diesel engine with speed of 2100 r/min are simulated. The simulated results are in accordance with the experimental data. The effect of increased power density on charging coefficient is analyzed using a validated model. The results show that the charging coefficient is slowly improved with the increase in intake pressure, and is obviously reduced with the increase in engine speed.     

气波增压柴油机排气管设计与实验

柴油机采用气波增压可有效降低NOx和烟度排放，匹配气波增压器的柴油机需重新设计排气管，除满足安装要求外，就是要保证进入气波增压器的排气压力稳定。设计侧向和中央出口渐扩式排气管，基于三维设计软件CATIA对这2种管进行几何建模及结构分析，确定满足气波增压要求的排气管结构，然后再基于流动分析软件ANSYS对这些试验管进行流动分析，综合考虑确定性能较好的排气管，加工出该管并进行台架实验。实验结果表明：采用该排气管的气波增压柴油机的动力和排放性能，在低转速下优于原机；在中等转速下接近原机；在高转速下比原机差。     

新型大功率凸轮活塞发动机结构设计与试验

为满足轻型水下航行器高速航行的功率需求,提出双峰7缸新型凸轮活塞发动机设计方案。在满足强度设计基础上,对凸轮活塞发动机的凸轮机构、缸体、配气阀、活塞等主要部件进行结构设计,确定其主要参数;加工原理样机,设计试验方案,搭建试验系统,对原理样机的性能进行测试,并对试验结果进行分析。试验结果表明：新型凸轮活塞发动机结构设计合理,材料选用正确;原理样机起动可靠,运转平稳;总功率达到92 kW,并稳定运行,成功达到大功率设计目标。     

一种往复活塞式内燃机的增扭扩速装置方案设计

针对往复活塞式内燃机扭矩和转速适应性系数小的缺点,提出了一种增扭扩速装置的设计方案.采用机电混合传动的方式调节发动机输出的扭矩特性曲线的形状,扩大了发动机输出曲线的转速范围和扭矩范围,使其扭矩和转速适应性系数均大于2.该装置可以替代液力变矩器,应用于对动力传动装置体积和重量有严格要求的履带式车辆.     

坦克发动机排气管隔热技术研究

该文系统阐述了坦克发动机排气管传热理论的计算方法和计算结果, 并对排气管隔热层材质选择和排气管隔热结构设计提供了详尽的理论分析     

高强化发动机活塞冷却方式仿真

通过建立发动机内部活塞与周围环境的传热模型,应用三维有限元方法,对比分析了不同冷却方式对活塞热状态的影响作用。经过对发动机活塞采用内冷油腔、底喷无油腔、无底喷油雾、高位空心环内冷等4种不同冷却方式的对比计算,表明在高强化发动机上仅采用底喷无油腔、无底喷油雾无法满足活塞的使用要求,必须采用强制内部冷却才能有效大幅度降低活塞高温区域的温度,提高活塞的可靠性。