进气相位对三角转子气动发动机性能的影响

分析了三角转子气动发动机的配气系统特点,采用旋转阀式配气机构的工作过程,建立了发动机工作过程的数学模型,在进气压力为0．6MPa的情况下,针对不同的进气提前角和进气持续角对发动机的性能进行了数值仿真。仿真结果表明：进气相位在高速时对气动发动机性能影响大;设置合适的进气提前角对发动机的整体性能有利,且提前角随着发动机的转速的提高而增大;设置最佳的进气持续角对发动机的动力性能有利,且随着转速的提高进气持续角减小。因此在三角转子气动发动机设计工作过程中,需要设置合适的进气提前角和进气持续角,提高三角转子气动发动机的动力性能和经济性能。     

气动发动机的试验研究

为优化气动发动机的设计,提高气动发动机的工作性能,在一台由R175柴油机改装的二冲程气动发动机上进行详细的台架试验研究,并提出两个评价气动发动机性能的新指标--比质量流量和总能量效率.采用变压器机油、冷冻油和特制机油等三种不同的润滑油进行气动发动机的润滑油试验,试验结果表明润滑油对气动发动机的经济性和动力性影响很大.针对水套中无水、注入常温水和开水等三种不同换热条件进行气动发动机的换热试验,试验结果表明加强换热条件对气动发动机的经济性和动力性帮助有限,但多级利用压缩空气可以提高气动发动机的总能量效率.利用三种不同进气提前角的进气凸轮,进行三种不同配气相位的速度特性和负荷特性试验.试验表明:气动发动机在低速阶段拥有较好的经济性和动力性,进气提前角为10 ℃A时,气动发动机性能最好.     

膨胀比对活塞式膨胀机工作特性影响的研究

活塞式膨胀机在压缩空气储能领域具有广泛的应用,但是效率低,很大程度上限制了其发展。为改善活塞式膨胀机的工作性能,通过MATLAB建立活塞式膨胀机的仿真模型,通过实验方法验证仿真模型的准确性,以输出功率和效率作为性能指标对活塞式膨胀机进行研究,分析了进气压力、间隙容积、进气持续角对膨胀机输出特性的影响。结果表明：在恒定工况下,随着进气压力的增大,膨胀机的输出功率增大,但效率降低;在稳定的进气压力下,膨胀机存在最优间隙容积与进气持续角;活塞式膨胀机的效率随进气持续角的增大而降低,进气持续角越大膨胀机输出功率随转速的升高下降斜率增大;3 MPa的进气压力下,膨胀比为2.18时膨胀机的效率最佳,进气持续角为90°时膨胀机输出功率最优,在转速为570 r/min时输出功率达最大4.29 kW、效率达到19.6%。为可变膨胀比活塞式膨胀机的设计提供了理论依据。     

配气系统参数对压缩空气发动机性能的影响

为了研究配气系统参数对压缩空气发动机性能的影响,使用瞬态分析方法对压缩空气发动机系统建立数学模型,并运用Flowmaster流体软件进行分析,提出增加压缩空气发动机动力性、改善其经济性的途径和方法.研究结果表明,缩短进气阀上、下游管路长度,增加进气阀上游管路通径,可以提高缸内压力;根据进气阀下游管路中气体流动的马赫数,可以确定进气阀下游管路通径对充气质量的影响规律;增大排气阀通径,采用合适的进气提前角,可以提高指示功率;增大缸内压力,提高进气效率,增加指示功率,有助于提高压缩空气发动机动力性和经济性.     

气动发动机配气持续角优化

为了确定单级气动发动机的最优配气持续角区间,根据该气动发动机的工作原理建立了基于MATLAB/Simulink的仿真模型。在负载扭矩恒定的前提下,通过改变仿真参数,发现输出功率随着配气持续角的增大呈先增大后减小的趋势,气耗率在70°~100°区间内较低,在70°~100°区间内呈迅速增大趋势,而能量利用率的变化趋势与气耗率相反。通过对仿真结果的分析,考虑动力性能指标和经济性能指标,确定气动发动机最优配气持续角区间为80°~100°,该结论可为多级气动发动机的结构设计和控制策略的制定提供参考依据。     

配气相位对活塞排气气动发动机性能影响分析

为了提高活塞的做功能力、提高气动发动机的动力性能和经济性能,对活塞排气气动发动机进排气系统进行了建模分析,并基于变质量热力学理论建立了气动发动机的热力循环模型.通过计算仿真不同的进排气开启角、持续角,转速对发动机各个性能影响,分析得出:适当的开启角有利于动力性和经济性的提高,而延迟角使其性能急剧下降;进气持续角过小或过...     

压缩空气动力发动机的仿真与研究

介绍了压缩空气发动机的工作原理,分析了利用压缩空气发动机作为汽车动力的可行性。对其中一种往复式活塞压缩空气发动机进行了建模分析,在MATLAB中进行相应模拟,得出进气压力、温度、发动机转速对于压缩空气发动机性能的影响。仿真结果表明,进气压力的提高使得发动机性能近乎线性提高,进气温度的提高也可以提高发动机性能。最后分析了使用压缩空气发动机作为混合动力汽车动力源的可能性。鉴于压缩空气发动机的节能环保优势及可靠的动力输出,其可以代替电动机而应用于混合动力汽车。     

压缩空气动力发动机配气机构的研究

分析了气动发动机配气机构的特点，提出配气相位的设定必须考虑选择合适的膨胀率，以保证发动机动力性与工作效率的协调。对高压进气方式下配气机构的结构进行了研究，提出了两种能满足要求的结构形式，台架试验证明两种形式均能使气动发动机正常工作，其中气门外开式结构具有突出的优点，能更好地满足气动发动机的工作要求。     

数控两级式气动发动机进排气管路系统设计与试验

数控两级式气动发动机是以压缩空气等为动力源,通过其膨胀做功,将压力能转化成机械能的动力装置。进排气管路系统是两级式气动发动机的重要组成部分,直接影响到两级式气动发动机的工作性能及气体消耗率。文中通过某一数控两级式气动发动机进排气管路系统的设计和试验,介绍了该两级式气动发动机的结构特点,分析了最高转速为1 000 r/min时对一、二级汽缸进气管道口径大小的影响,讨论了高频电磁阀最小流通截面和工作频率的要求等,从而确保了对进气量的精准控制,降低了气体消耗率,使两级式气动发动机能够稳定运转,并给出了气动发动机进排气管路系统设计的一般要求、方法和应考虑的问题。     

气动发动机能量转移系统分析

描述了一台单缸二冲程气动发动机的能量转移系统，利用火用分析法对该系统各个环节的能量使用效率进行了分析。分析结果表明：制备效率和气动发动机的指示效率是造成总能量效率偏低的主要原因；在气动发动机能量转移系统中，应该选择合适的压缩机并采用多级压缩、中间冷却的方式制备压缩空气；采用串联气缸等温膨胀方式多级利用压缩空气，可以提高气动发动机的指示效率；在能量转移系统中，应该采用容积膨胀减压方式减少减压环节的可用能损失；合理利用低温排气的冷量火用可以提高气动发动机能量转移系统的总能量效率。     

Investigations on the effect of measurement errors on estimated combustion and performance parameters in HCCI combustion engine

Several parameters derived from heat release analysis are used for combustion diagnostics and control in internal combustion engines. It is important to tune the input parameters used in heat release calculations, in order to get correct estimation of heat release rate. In this study, tuning of input parameters is carried out by using cumulative heat release calculations of cylinder pressure during motoring. This tuning procedure uses offline iterative processing of motoring in-cylinder pressure data. The tuned parameters obtained from this method can also be utilized for online analysis of combustion parameters. Input parameters used in these investigations are intake air temperature, intake air pressure, phasing between the acquired pressure and crank angle position, compression ratio and scaling factor of heat transfer coefficient. Effect of error in these input parameters on estimated combustion and performance parameters like IMEP, combustion phasing, combustion duration, heat release rate, and maximum mean gas temperature are evaluated. The relative importance of measurement error in input parameters and its maximum expected error in the final results is analyzed in a HCCI combustion engine. Results shows that measurement errors in phasing between pressure and crank angle position, compression ratio and inlet air pressure affect estimated combustion and performance parameters significantly.     

A numerical and experimental study on the optimal design for the intake system of the MPI spark ignition engines

A computer program has been developed to predict the engine performance characteristics through the analysis of the flow in the intake and exhaust systems and of the cylinder combustion phenomena for the MPI spark ignition engines. Using the program, a study for the optimal design of the intake system has been performed by varying the factors which can influence the volumetric efficiency, such as the volume of the plenum chamber, the length of the intake manifold and the pipe length between the surge tank and the plenum chamber. Experimental tests have also been carried out to obtain the transient pressure history in the intake manifold and the cylinder, and the variations of volumetric efficiency over the various engine speeds. The result of simulation has been compared with that of experimental test, and the optimal design data for the test engine could be found. The comparison of volumetric efficiency shows good agreement between the simulation and experiment.     

天然气发动机空燃比控制与试验研究

分析了精确控制天然气发动机过量空气系数控制策略,进行了过量空气系数对发动机经济性、动力性和排放性影响的试验,标定出发动机理想过量空气系数控制Map。对开、闭环进行了对比试验,试验结果表明,闭环控制精度和稳定性优于开环控制;过量空气系数对于发动机经济性的影响非常明显,经济性最好时的过量空气系数大于NOx排放量最大时对应的过量空气系数,HC排放随着过量空气系数增大而增大。通过优化,该发动机综合性能达到较理想状态。     

压缩空气储能系统的工作特性研究

基于典型压缩空气储能系统工作原理,运用热力学理论建立了压缩过程、储气系统和膨胀发电过程的理论分析模型。采用储能效率和储能密度作为评价指标,揭示了压缩空气储能系统在等温、绝热和多级多变工作过程下的工作特性,分析比较了恒压和恒容储气方式对有效能、储气罐容积等系统性能的影响规律。结果表明增大储气压力以及采用多级压缩和多级膨胀过程可提高储能系统的效率和储能密度。采用恒压式储气罐可减小储气容积。分析模型和研究结果可为设计高效的压缩空气储能系统循环形式提供基础。