高原环境条件下的柴油机起动过程试验研究

柴油机起动性能是柴油机的重要性能指标,高原环境对柴油机起动过程产生重要影响。为了研究高原环境对柴油机起动过程影响规律,针对某型12缸柴油机分别在高原和平原地区进行实车起动试验,对起动过程的气缸压力、上止点和瞬时转速进行测量。结果表明,高原环境下柴油机起动时间更长,转速波动更大,双峰燃烧比例更多。对起动过程进行逐循环燃烧分析,发现在高原环境以曲轴转角计的滞燃期更大,燃烧更加滞后;与此同时,在同等的转速水平下,在高原环境以时间计的滞燃期更长。     

低温环境下车用起动电机的匹配研究

分析了低温工况下车用起动系统的主要影响因素;结合发动机的起动阻力矩、最低起动转速、电机工作特性、起动系统传动系数和电机热效应等因素,确定了起动电机的最大输出功率;考察了极板结构、电解液温度对蓄电池容量的影响;总结了起动阻力矩与起动电机功率、蓄电池容量之间的匹配公式;测量了起动阻力矩随环境温度、起动转速的变化规律。结果表明:减少板极厚度、增加板极高度、适当提高电解液密度,可提高蓄电池容量;在相同的环境温度下,起动阻力矩随起动转速的提高而增大,当转速高于170r/min时,转速每提高50r/min,起动阻力矩增加3～8N.m;当环境温度低于0℃、转速不变时,环境温度每降低5℃,起动阻力矩增加2.5N.m.     

针对高原环境下车辆起步困难问题的研究

针对高原环境下车辆起步困难的问题,对整车发动机与传动装置的匹配特性进行了分析,得出高原环境下空气稀薄、发动机低速段扭矩降低是造成车辆起步困难的根本原因,并提出了改善起步时发动机扭矩特性的控制策略.通过试验验证,该控制方法切实可行,且具有无需改变车辆机械结构、实施简便的优点.     

车用涡轮增压微型燃气轮机辅助电站研究进展

综述了微型燃气轮机和内燃机电辅助增压的关键技术和关键部件国内外研究进展情况,指出了各关键技术和关键部件的研究发展方向。根据系统功能和目前国内外相关技术研究情况,提出一种车用集成式燃气涡轮—增压发电系统的新概念,提供了可能的系统设计方案和基本特性参数,并对车用集成式燃气涡轮—增压发电系统的发展趋向进行了展望。     

小型燃气轮机为动力的辅机电站技术

该文介绍的以小型燃气轮机为动力的辅机电站技术是我国未来车辆的研制和发展的关键技术之一。随着战斗车辆总体性能的日益提高和新技术的迅速发展,对辅机电站的需求更为突出。小型燃气轮机结构紧凑、尺寸小、重量轻、冷起动性能好,能在任何气候条件下快速起动,可靠性高,维护保养简单,操作方便,是辅机电站动力的首选方案。以小型燃气轮机为动力的辅机电站对未来各种新型战斗车辆具有突出的的吸引力,目前它已经涉足到各军事领域。     

高原环境下反坦克导弹弹体动态特性分析与改进

为了解决某型无自动驾驶仪反坦克导弹在高原环境中的使用问题,通过详细分析导弹弹体动态特性,获得了导弹动态特性随海拔高度的变化规律。以此为依据,综合考虑成本、可靠性等因素,提出了改进高原环境下导弹弹体动态特性的方案。通过建立导弹六自由度弹道仿真模型,进行了仿真验证。仿真结果表明,改进方案可以满足反坦克导弹在不同海拔下的作战需求。     

高原环境对车辆动力与油品的影响

通过对高原地区车辆使用情况的调研,分析高原车辆装备不适应环境的因素,总结了国内外对车辆动力和油品的高原环境适应性研究现状,以及高原地区温度、气压、风沙等环境因素对车辆动力与油品的影响。介绍了高原环境模拟实验的主要方法。认为高原环境下目前发动机功率恢复的措施,会进一步提高发动热负荷并加速油品的氧化变质。因此对油品性能尤其是高温抗氧化性能提出了更高的要求。     

复合电源低温起动应用研究

为解决某型车辆低温起动难的老问题,分别采用铅酸蓄电池、超级电容器模块或复合电源单独起动车辆发动机3种典型方案,进行了低温起动试验测试,结果表明:超级电容器模块与铅酸蓄电池组成的复合电源,具有超强快速提升车辆低温起动能力、且起动次数多及工作可靠性高等特点,是一种解决低温环境条件下车辆起动难的新的有效途径.     

柴油机坦克与燃气轮机坦克优劣剖析(10)

本刊从2009年第3期开始连载了《柴油机坦克与燃气轮机坦克优劣剖析》这篇长文,至本期全部刊登完毕。本文主要介绍柴油机型坦克的拥护者——俄罗斯乌拉尔运输车辆制造厂设计局专家的观点,内容十分广泛,包括了坦克的速度、动力装置的单位体积功率、坦克的单位功率与机动性、发动机燃油经济性、发动机加速性和适应性、动力装置的热工况、发动机的耐用性、动力装置的类型与可保养性、动力装置的可维修性、坦克与发动机的价格、装甲战车家族底盘的选择、坦克空中机动性、燃气轮机是否是未来坦克的动力、坦克改进升级的费效比以及坦克柴油机的未来发展等。俄罗斯专家认为在坦克业发展方向题上发生争论是不可避免的,这种争论也是坦克研制者和坦克兵的职责之一,对领导机关正确决策出台也是有益的,深切期望讨论应该有充分的论据和客观文献的有力支撑,本刊发表此文的初衷正在于此。     

高原环境对冲压式气动舵机工作特性的影响研究

为了研究高原环境对冲压式气动舵机工作特性的影响,建立了一种冲压式气动舵机的数学模型,并以此为基础进行仿真研究。结果显示气源压力减小会降低舵机振荡线性化精度,输入端控制信号幅值过大会引起舵片饱和,导致舵机控制力不足。分析表明,为保证冲压式舵机在高原环境下的正常使用,需重点关注气源压力和控制信号幅值的变化范围。     

重载越野车辆高原起步响应性研究

针对重载越野车辆在高原环境下起步响应性差的问题,借助汽车仿真分析GT-SUITE软件建立整车模型,仿真研究了海拔因素对重载越野车辆起步过程的影响以及换挡时刻、前传动比对高原环境下起步过程的影响。结果表明：平原环境下整车起步用时14.7 s,而海拔高度4 500 m环境下用时27.2 s;相比于1 000 r/min转速换挡而言,2 000 r/min转速换挡所对应的整车起步响应时间缩短了3.9 s,因此可以通过提高起步换挡时刻对应发动机转速的方法来改善车辆的起步响应性;随着前传动比的增大,整车起步过程中的加速度增大,但是达到稳定状态时的车速减小,因此可以通过合理选择前传动比的方式来改善车辆的起步响应性。受到空燃比限制的影响,使得起步过程发动机与液力变矩器的共同输入特性与4 500 m海拔下外特性所对应的共同输入特性差别较大。     

水下航行体燃气涡轮机工作特性数值研究

基于求解雷诺平均的NAVIER-STOKES方程组,对水下航行体涡轮机的工作特性进行了数值计算,研究了水下航行体涡轮机气动性能的主要参数（涡轮功量、流量和效率）与状态参数（转速、膨胀比）之间的关系,分析了涡轮机通流部分各种损失的变化规律,为部分进气燃气涡轮机设计及工程应用提供参考。研究表明,涡轮机喷管流动状态不受其后叶轮的影响,只与涡轮机膨胀比有关;存在一个临界膨胀比值,涡轮机膨胀比大于此值时,喷管速度系数和总压恢复系数随膨胀比变化比较平缓,而小于时,喷管速度系数和总压恢复系数随膨胀比减小而急剧减小;存在一个临界膨胀比,使得涡轮机效率最大;膨胀比大于此值时,涡轮机效率随膨胀比减小而减小;小于此值后,涡轮机效率随膨胀比减小而急剧降低;同一膨胀比下,涡轮机转速减小,涡轮机效率降低。     

燃气涡轮机在鱼雷动力系统中的应用与发展

回顾并展望了燃气涡轮机在鱼雷动力推进系统中的应用与发展,分析了燃气涡轮机在鱼雷动力推进系统中的发展需要,基于对鱼雷燃气涡轮机动力系统的组成、原理和特点的认识,指出满足鱼雷要求的涡轮机类型一般是轴流式或重入式部分进气单级或复级冲动涡轮机,与航空燃气涡轮机作比较,其在结构、驱动目的、能源、冷却介质以及废气排放等方面有较大区别,与液体火箭发动机燃气涡轮泵比较,其在使用燃料、使用环境和工作方式等方面也有很大区别,最后对开展鱼雷燃气涡轮机的研究提出了几点建议。     

一种水下航行器燃气涡轮机性能模拟试验方法

针对以往水下航行器动力系统设计试验中的不足,通过分析水下航行器涡轮机的基本原理,利用空气动力学和流场相似理论,对涡轮机性能模拟试验原理和方法进行了探讨,提出了一种通过燃气涡轮机低工况性能模拟试验来验证设计工况的试验方法,旨在为涡轮机的性能试验验证提供理论基础,同时为涡轮机的试验条件建设提供参考。     

鱼雷燃气涡轮机废气喷水冷却计算与分析

使用燃气涡轮机可使鱼雷航速大幅度提高,但由于涡轮机后废气温度较高,对密封、轴承、润滑系统及航迹产生不利影响,必须采取措施对废气进行冷却.本文详述了涡轮机废气喷水冷却的原理,并基于工程热力学及流体力学基本理论,建立了废气喷水冷却计算模型,对不同工况下涡轮机废气冷却进行了计算,得到了满足要求的最优喷水量和冷却后废气热力参数.计算结果为燃气涡轮机动力装置冷却系统设计提供了理论支撑.     

变工况鱼雷燃气涡轮机调节方法的选择

鱼雷在变速或者变深航行时，效率会变得很低，乃至不能正常运行。所以必须进行变工况的计算，并研究出与之相适应的调节方法。本文应用工程热力学及空气动力学的有关理论，分析了鱼雷燃气涡轮机在变工况条件下的可调参数，提出了可行性调节方法，并给出了相关的计算数学模型。仿真结果验证了数学模型的正确性。     

固体推进剂涡轮喷水发动机工作性能研究

研究了固体推进剂涡轮喷水发动机的工作原理和热功转换过程,分析了轴流水泵的空化特性,计算了发动机热功转换效率和推进效率,获得了典型工作条件下的发动机性能参数。结果表明,轴流水泵抗空化性能明显优于传统推进器,合理设计发动机工作参数,可以实现燃气涡轮与轴流水泵的匹配运行,为开展固体推进剂涡轮喷水发动机研究提供参考。     

部分进气燃气涡轮机叶轮流场数值模拟

基于求解雷诺平均的NAVIER-STOKES方程组,对部分进气燃气涡轮机叶轮内部流场进行全3D粘性定常数值模拟,研究了涡轮机叶轮内部流场精细结构。研究结果表明,本文所使用的数值模拟方法能够较好地捕捉部分进气燃气涡轮机叶轮内部存在的各种复杂流动结构;叶轮进口燃气超音速,导致叶轮入口产生激波,激波与边界层干涉,造成边界层分离,引起流动损失增大,从而影响叶片的载荷分布和涡轮效率;叶轮通道内部流动呈强3D特性,存在各种旋涡结构;部分进气设计和叶轮高速旋转,使叶轮受到强烈的交变力冲击,对叶片应力分布产生不利影响。该方法为部分进气燃气涡轮机设计及工程应用提供参考。