增压方式对高原重型天然气发动机性能研究

国六当量重型天然气发动机普遍采用单级废气涡轮对新鲜充量进行增压,在高原低压环境下,相对较低的进气密度,单级废气涡轮增压方式无法提供工况稳定高效运行所需要的增压需求,导致发动机动力下降问题突出。为研究不同增压方式对国六当量重型天然气发动机高原性能的影响,通过发动机模拟高原台架测试,分析了单级废气涡轮增压和两级增压两种不同增压方式发动机在模拟高原低压环境下的性能表现。试验结果表明:两级增压方式可明显改善重型天然气发动机在高原低压环境下的动力下降问题。相比单级废气涡轮增压方式,在发动机安全运行的边界条件内,两级增压方式在平原环境下的功率密度可提升13.7%;2km海拔下发动机实现无功率损失,功率下降改善13%;2.5km海拔下发动机动力无损失;3km海拔下动力下降问题改善幅度较大,最大降幅由27.5%降低为10.2%。此外,高原低压环境下发动机增压器转速安全裕度的增加大大降低了增压器超速断轴问题的风险,提升了发动机运行的耐久可靠性。

燃烧室结构对当量重型天然气发动机性能和排放影响研究

为研究不同燃烧室结构对国六当量重型天然气发动机性能的影响,通过台架试验分析了相同压缩比下缩口型和碗型两种不同燃烧室结构对发动机燃烧、性能和排放的表现。发动机台架试验结果表明:与采用缩口型燃烧室结构对比,发动机采用碗型燃烧室结构时,燃烧初期火焰传播速度快,火焰发展期、快速燃烧期缩短,燃烧相位靠前,但受到火焰面发展不对称的影响,燃烧持续期延长。此外,燃烧速度的提升缩减了火焰传播到末端混合气的时间,拓宽了爆震边界,在低转速1100r/min工况,相比缩口型燃烧室结构,发动机采用碗型燃烧室结构,燃气消耗率下降2.15%,CH 4排放下降23%,涡前排温下降了2%。在高转速1700r/min工况,燃气消耗率下降2.65%,CH 4排放下降16%,涡前排温下降了5.8%。

中冷压降对多级增压航空活塞发动机性能影响研究

为了提高航空用活塞发动机升限和高空性能,本文基于仿真方法,建立带有三级增压中冷的复合增压系统GT-POWER计算模型,并研究了不同飞行高度下各级中冷器的压降对增压系统及发动机性能参数的影响。研究表明,级后中冷器的压降会改变不同飞行高度下的增压系统中涡轮增压器的效率及实际总压比,进而影响发动机的动力性能和燃油经济性。其中,低压级中冷器的压降影响最为显著。在海拔20 km,当中冷器压降增大至6 kPa时,低压级中冷压降导致增压系统实际总压比下降了28.9%。同时,低压级中冷压降造成的航空活塞发动机功率损失约是同工况高压级造成的4倍、机械级的8.3倍。

机油老化对柴油发动机性能及排放影响的研究

在两台相同型号的国六柴油发动机上,研究了不同老化程度的机油对柴油发动机性能和排放特性的影响。通过向发动机注入不同老化程度的机油,在发动机台架上进行性能及排放测试,研究了机油老化程度对发动机性能、原机排放、尾气排放(经过后处理之后的排放)的影响。结果表明:随着机油老化程度的增加,发动机性能呈现出轻微降低的趋势;原机排放中NOx呈现上升趋势;尾气排放中CO呈现轻微上升趋势,NOx和PN呈现较大的上升趋势,此外,随着机油老化程度越高,尾气排放NOx排放水平增长速度加快。

燃用不同标号汽油的发动机性能对比研究

为了探究不同标号的汽油对发动机性能的影响,在1台气道喷射(PFI)增压发动机上分别燃用92#和95#汽油,并试验研究了外特性和基于世界轻型汽车测试循环(WLTC)选取的部分负荷工况点油耗。在每种汽油和每个试验工况点下,发动机的进排气相位和点火角均调整至最优。结果表明:92#与95#汽油主要差异在于辛烷值,因95#汽油辛烷值较高,抗爆性更好,所以发动机点火角可以提前,提升了外特性性能,转矩和功率可增加1%~5%。对于部分负荷工况点油耗,在小负荷工况因无爆震限制,燃用2种汽油对发动机油耗基本无影响;而在大负荷工况,由于95#汽油抗爆性好,因此可提前点火从而改善油耗3.2%~4.8%。

基于深度元学习的固体发动机性能预测方法研究

针对飞行器动力系统中固体发动机性能实验的诸多限制,如高成本、专业设备需求、特定实验环境、高风险性等问题,本文提出了一种基于深度元学习的人工智能方法,用于发动机性能预测。该方法采用模型不可知元学习(Model-Agnostic Meta-Learning,MAML)和深度卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Networks,DCNN)模型,首先根据不同实验条件划分推力-时间数据为不同训练任务,通过内循环训练得到各任务最佳模型参数,在外循环中更新模型初始化参数,内外循环迭代优化后,获得了能够高精度预测固体发动机总冲的模型,最后用新任务进行测试。测试结果显示,相较于无元学习的DCNN,该方法在测试集上的误差显著下降,百分比误差最大为2.27%。证明了元学习模型在小样本条件下对固体发动机性能的高精度预测能力。

E20乙醇汽油对发动机性能和标定的影响分析

乙醇是一种很好的替代燃料,通过在汽油中掺入一定比例的乙醇可以改善汽油性能。本文研究了乙醇汽油对发动机动力性能、油耗和排放污染物的影响,并进一步探究了优化发动机软件标定适应20%乙醇汽油的方法。试验结果表明,乙醇汽油能大幅降低排放污染物,扩大发动机高效运行区间。即使乙醇汽油热值低,有效平均指示压力低,但由于乙醇汽油具有高抗爆性,通过调整点火角可以实现更高的功率和扭矩。

气门重叠角对GDI发动机性能和微粒排放的影响

本文中研究了可变进气正时(IVT)、可变排气正时(EVT)和可变进排气正时策略(IEVT)形成的气门重叠角对缸内直喷汽油机燃烧和微粒排放的影响。研究发现在小负荷下3种正时策略中正气门重叠角的增加均会导致缸内残余废气量增加,滞燃期和燃烧持续期推迟和延长,油耗和HC排放均先减小后增加,NO_(x)排放减小。在相同气门重叠角下,EVT的残余废气量最多,IVT对泵气损失改善最大达15.6%。相比IVT和EVT,IEVT在60°CA的重叠角仍稳定燃烧且减少了传热损失和排气损失,油耗可降低8.67%,NO_(x)减少了96.57%,微粒总数减少了89.43%。

生物柴油添加甲醇对发动机性能的影响

为了改善发动机燃用生物柴油时的燃烧与排放性能,通过向生物柴油添加甲醇以形成稳定的混合燃料,在一台单缸柴油机上进行了发动机性能试验。结果表明:相比于B100,B95M5和B90M10的燃烧压力峰值、压力升高率峰值、瞬时放热率峰值均后移;随着负荷的增大,峰值后移量减少;同一工况下,峰值后移量随着甲醇添加量的增多而增大。中高负荷时,随着甲醇添加量的增多,压力升高率峰值、瞬时放热率峰值均增大,CO排放降低。在整个负荷范围内,随着甲醇添加量的增多,HC排放升高,NO_(x)排放变化无规律,碳烟排放出现较大幅度的下降。

基于“新工科”理念的航空发动机性能实验教学体系优化研究

随着国家两机专项实施,航空发动机行业需要毕业生不仅具有扎实的专业基础知识,还必须具备较强的创新意识、团队合作精神和工程实践能力。本文根据航空发动机性能实验教学现状,结合“新工科”理念和“工程教育专业认证”标准要求,在实验教学体系优化、实验教学内涵建设、实验教学模式改革和实验教学考核模式创新等方面进行了探索与研究。航空发动机性能实验教学体系优化对提高学生科学素养和实验素质,培养学生解决复杂工程问题的能力和创新能力具有重要的现实意义和突出的示范作用。

高速飞行器用射流预冷却涡轮基发动机性能模拟

根据预冷却涡轮基发动机的工作机理,建立了考虑变比热的计算预冷却涡轮基发动机性能的数学模型,编制了相应的计算软件;并以某小型涡喷发动机为例,沿飞行轨迹计算分析了射流预冷却对发动机性能的影响。从计算结果可以看出,采用喷流预冷却方式,可以大大扩展常规涡轮喷气发动机的工作范围,能够满足高速飞行器或两级入轨飞行器第一级动力装置的要求。

新型油嘴油泵喷油器在发动机性能提升中的应用研究

本文介绍了新型油嘴油泵喷油器在发动机性能提升中的应用研究。首先,概述了发动机喷油系统的演变和其在发动机性能中的重要性,以及传统油嘴油泵喷油器存在的局限性。接着,详细介绍了新型油嘴油泵喷油器的工作原理和特点,包括其基本结构和组成,以及喷油过程分析。然后,重点探讨了新型油嘴油泵喷油器在发动机性能提升中的应用研究,包括燃油喷射参数优化、燃油经济性和排放性能改善,以及动力性能和驾驶体验的改善。最后,分析了促进新型油嘴油泵喷油器在发动机性能提升方面的策略,并提出了相应的建议。

丁醇汽油对发动机性能影响的实验研究

以93#无铅汽油为基础油,按照体积分数配制出20%的丁醇-汽油混合燃料,研究了电喷汽油机在不作改动的情况下燃用高掺混比丁醇-汽油混合燃料时的动力性和经济性变化情况.研究结果表明,在不改变汽油机任何参数的情况下,与原汽油机相比,20%体积掺混率的丁醇-汽油混合燃料动力性相差不大,低转速性能还稍有提高,而CO和HC的排放则有明显的改善.

汽油机气缸中滚动气流运动对发动机性能的影响

本文通过调整导气屏气阀位置产生大范围变化的缸内气流运动形式。用传统的稳流试验台和作者最近研制的测缸内滚流运动的稳流试验台对各种气流运动形式进行稳流试验，用二维激光多普勒测速仪在反拖的发动机气缸内测量缸内紊流运动的发展变化并用着大发动机的性能实验结果来分析各种气流形式的涡流、滚流和紊流特性。试验结果表明，在气缸中产生较强的横轴涡流即滚动或接近滚动气流运动时，燃烧室内的紊流强度可获得较大的提高，性能也有明显的改善，而传统的立轴涡流对汽油机燃烧室内紊流强度没有明显增加，对发动机的燃烧和性能也不带来改善。

消声器结构对排气噪声和发动机性能的影响

利用GT-Power软件建立了汽油机与其排气系统的耦合模型,模拟分析主消声器和副消声器的结构对排气噪声、发动机性能以及排气系统参数的影响。最后,根据模拟结果,选择合适的主消声器和副消声器的结构形式,设计出性能优越的排气系统。

不同海拔高度硅油风扇离合器对发动机性能影响的研究

在内燃机风扇离合器高海拔(低气压)模拟试验台上,研究了不同海拔高度(0km～5km)下硅油风扇离合器的分离、结合特性,以及对发动机性能的影响。研究结果表明:随着海拔高度的增加,发动机输出转矩和功率下降、烟度排放增加。燃油消耗率在小负荷时增加较多,在大负荷时增加较少。硅油风扇整个分离与结合时间呈现减小趋势。硅油风扇转速在小负荷时变化不明显,在大负荷时将逐渐降低。

STOVL型战斗机变循环发动机性能数值模拟

针对短距起飞垂直降落型(STOVL)战斗机的发动机特性进行分析。在常规双轴涡扇发动机性能模拟程序的基础上,添加了升力风扇与滚转控制喷管部件模块,并加入了尾喷管喉道面积、模式选择阀门面积和低压涡轮导向器面积等调节变量,编写了带升力风扇的变循环发动机整机性能数值模拟程序,选取超音速巡航状态设计点,确定设计点各参数,计算分析了带升力风扇的STOVL型变循环发动机在超音速巡航状态、海平面静止状态及STOVL状态的性能参数。研究结果表明:这种创新的变循环推进系统,通过改变发动机有效涵道比,提供了较大的推力增加,同时降低了耗油率。

进气歧管的管长和管径对发动机性能影响的探讨

在建立发动机一维仿真模型的基础上,应用发动机仿真分析软件AVL BOOST对不同进气歧管结构进行模拟计算.结果表明,不同管长和管径对发动机扭矩、充气效率的影响显著,为下一阶段开发试验,有效解决进气歧管管长、管径等参数对发动机动力性能影响的问题提供了理论依据.

一种基于主成分分析法的发动机性能评估方法

为了能对发动机机队的性能进行视情维修管理和实时排序,利用多属性风险决策方法对高位空间进行降维处理,并根据性能参数中蕴含的客观信息建立主成分分析方法的综合模型。由该方法得出的综合指数可判断发动机的相对性能,为发动机性能评估提供依据。

汽车发动机性能的模糊综合评价方法

基于模糊综合评价方法,建立了以发动机的经济性、动力性、环境友好性等性能为主要对象的发动机性能评价指标体系,并建立了模糊综合评价模型.以Visual Foxpro为开发平台,设计了交互性能良好的计算机辅助评价系统.实例分析验证,评价模型和评价系统方便、可靠、实用,为汽车运用技术人员科学客观地评价发动机性能提供了基础.