低温推进剂输送管路热动力排气系统研究

为了实现低温推进剂的长期在轨贮存,保证推进剂从贮箱到发动机的液态供应,拟采用热动力排气系统(Thermodynamic Vent System,TVS)来实现推进剂的热管理。以单位长度液氧管路为例,阐述了热动力排气系统的原理,进行热动力排气系统孔板及TVS管路设计、在轨贮存时间计算、TVS管路排放量计算以及排放量影响因素分析。     

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。     

汽车排气消声器设计研究

基于管道声学理论,利用AVL公司的Boost软件建立排气消声器模型,进行某轿车的排气消声器改进设计.实验证明,这种设计方法能够充分考虑发动机排气气流对消声性能的影响,并可以在消声器设计过程中兼顾发动机的综合性能和消声器的消声性能,是排气消声器设计的理想方法.     

基于遗传算法的航空发动机模糊优化控制

为适应航空发动机非线性的控制要求,采用基于多个修正因子的模糊控制方法对航空发动机的控制器进行设计,利用改进的遗传算法对模糊控制器的多个修正因子进行参数优化,并对航空发动机数学模型进行仿真试验.从仿真的结果看,改进遗传算法的收敛性比较强,收敛速度快;仿真优化后的修正因子取值在满足一定范围时,控制系统能达到比较好的控制效果.基于遗传算法参数优化的模糊控制器表现出比较好的控制性能.     

对置活塞轴向发动机同步运动机构空间圆柱凸轮的设计与优化

针对对置活塞轴向气缸结构的二冲程发动机,开展了对置活塞空间圆柱凸轮同步机构优化设计研究。为提高对置活塞发动机的性能,建立空间圆柱凸轮模型,对压力角、空间圆柱凸轮型线进行优化设计,进而得到发动机活塞的最佳运动位移曲线。利用发动机性能仿真软件GT-power,计算了不同活塞位移曲线下发动机的性能参数,分析活塞运动位移曲线对发动机性能参数的影响规律。计算结果表明：优化设计后的空间圆柱凸轮型线可以改进活塞运动位移的变化规律,进而提高发动机动力经济性能;随着活塞运动位移曲线的变化方向,发动机的性能先有所提升,而后开始下降,得出对置活塞发动机同步运动机构圆柱凸轮的优化设计方法。     

对置式凸轮发动机活塞热分析

在进行发动机的开发和技术改进时,对活塞热负荷进行分析可为其强度分析与结构优化设计提供理论依据.文中利用有限元方法对对置式凸轮发动机活塞进行了热分析,通过建立有限元模型和确定模拟边界条件得到了活塞的数值模拟温度场.分析结果表明,整个活塞温度偏高,应对此发动机活塞进行结构参数优化,以提高活塞耐久性,发挥对置式发动机的结构优点.     

涡轮增压柴油机组合脉冲转换排气系统

本文通过在车用涡轮增压柴油机上所作的研究试验,分析了组合脉冲转换排气系统的结构特点,并通过对试验结果的计算,进一步分析了组合脉冲转换排气系统的气门排气效率、涡轮效率、传递效率和抑制排气干扰作用以及对缸内换气过程的影响。文中列举了经过整机台架试验得到的发动机性能数据,给出了应用不同排气系统时发动机性能曲线。通过试验研究提出了组合脉冲转换排气系统在四冲程涡轮增压柴油机上的应用前埘,为改进发动机排气系统结构和改善发动机性能提供了可能。     

某型摩托雪橇发动机冷却问题的分析与改进

针对某型摩托雪橇发动机初样机道路试验中出现的水温传感器破坏、进水管接头脱落、发动机爆震等问题,通过实验室重现的方法,明确了发动机气缸头内部聚集大量蒸汽泡导致发动机过热是产生问题的主要原因。为解决该问题,在摩托雪橇发动机的冷却系统循环管路中引入了蓄气腔和排气盲管,同时改进了进水管接头与发动机缸体的配合尺寸,最终解决了发动机水冷系统的问题,提高了发动机冷却系统的可靠性。     

火箭发动机舱内管路安装改进分析与试验验证

为降低火箭发动机舱内氧增压管、预冷回流管及其固定结构组成的管路系统疲劳破坏的风险,对管路系统安装进行了设计改进.采用Abaqus软件对优化前后的管路系统在给定力学环境条件下的随机振动响应及疲劳寿命进行了仿真和试验验证,计算表明,改进后管路系统各组件静应力明显减小,最大静应力和最大均方根应力下的疲劳寿命明显改善,另外试验...     

试车台液氧流量测量及原位校准技术研究

基于试车台液氧流量测量精度提升的需求，开展了液氧流量测量及原位校准技术研究，针对某新建液氧煤油发动机试车台分析了以分节式电容液面计为基准的试车台液氧流量原位校准过程、液氧供应管路流场分布、液氧温度测量、涡轮流量计结构优化等因素对流量测量准确性的影响，开展了液氧流量测量系统设备结构和工艺流程的优化改进，规范了原位校准过程及温度修正、压力修正、容积修正等数据处理方法。通过原位校准试验获得了试车台液氧管路涡轮流量计特性参数，应用于YF-100系列发动机试车，流量测量天地一致性良好，对准确评价发动机性能和火箭总体弹道设计具有重要意义。     

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.     

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.     

电动增压器对柴油发动机低速稳态性能的影响

相比于涡轮增压,电动复合增压技术可以提高发动机进气流量和进气响应。通过研究电动增压器转速对发动机扭矩、空燃比和经济性的影响,得出外特性工况下电动增压器的最佳工作点。基于废气涡轮增压器功率、进气功率和燃烧效率,对电动复合增压发动机进行性能仿真,并将电动复合增压发动机与原机进行性能对比。结果表明:电动复合增压系统可以有效提升发动机低速大扭矩区域的工作性能,发动机低速大扭矩区域增加约18%,油耗在220 g/(kW·h)以下区域增加约16.7%;在指示功率增量中,动力循环功增量远大于增压功率提升;增压功率增量主要由废气涡轮增压器的增压功率提升组成;废气涡轮焓降功率提升是废气涡轮增压功率提升的主因。     

小型无人直升机活塞式发动机建模技术

针对传统的无人直升机发动机研究方法存在的问题,提出一种新的活塞式航空发动机系统建模方案。结合旋翼系统的特性,利用叶素理论对旋翼桨叶进行分析,分别建立了发动机功率特性模型和旋翼的负载模型,根据发动机的动力学特性得到发动机的转速,并通过Matlab仿真和试车台试验进行验证。仿真试验结果证明:该模型合理可行,能够满足无人直升机的仿真控制要求。     

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。     

YC6A220C柴油机进气预混甲醇气助燃的排放特性研究

针对柴油机排放工况特性,在不改变YC6A220C柴油机结构和参数的基础上,从排气管道引出高温尾气裂解甲醇气并通入柴油机进气管混合燃烧.通过对比柴油机在各工况下掺烧甲醇裂解气运行与纯柴油(0号柴油)运行实验,研究了共轨燃烧甲醇裂解气时YC6A220C柴油机的排放特性.研究结果表明,预混裂解气的发动机与原机相比,NOX与碳烟排放大幅度改善,HC排放也有明显降低,CO排放略有上升.在高负荷时,NOX排放可降低32.4%,碳烟排放可降低41.6%.     

对置活塞二冲程内燃机折叠曲柄系方案设计研究

结合一种新型对置活塞内燃机折叠曲柄系设计要求,提出4种折叠曲柄系统方案,利用Matlab/Simulink和ADAMS建立了仿真模型,通过运动学和动力学特性分析进行方案优选。计算结果表明,与传统内燃机相比,这4种折叠曲柄系活塞运动学关于上止点具有明显的非对称性,相同转速下使得膨胀时间和压缩时间均不相同,因而将对气流湍动能、扫气质量和燃烧等容度均产生不同影响;动力学上,活塞侧压力较传统二冲程内燃机大幅度减小,有利于减小气缸壁的磨损。由于方案4具有空间结构布置灵活性大,系统平衡性较好,活塞运动规律有利于提高内燃机的充气效率和加快内燃机燃油与空气的混合速率,同时可以缩短着火延迟时期的特点,所以方案4为最优方案。     

16V240ZJB型柴油机的配气相位优化

本文根据柴油机有关理论和借助于柴油机热力计算，对16V240ZJB柴油机的进气迟闭角、进气提前角、排气提前角、排气迟闭角进行了理论分析和计算，提出了优化后的配气相位，为提高16V240ZJB柴油机的动力性，经济性，可靠性提出了一条有效途径．     

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。