不同海拔下压燃式航空活塞发动机预喷的燃烧与排放特性

针对不同海拔下压燃式航空活塞发动机预喷的影响作用,在发动机台架试验验证的基础上进行了海拔2~4 km,不同预喷策略下的燃烧与排放仿真分析。结果表明:在中转速巡航工况下,随着预喷油量占比增加,放热率峰值降低,缸内压力峰值升高,燃烧始点与燃烧重心提前,燃烧持续期延长,CO,HC与NO_(x)排放均呈升高的趋势;当预喷间隔角增加时,放热率峰值略有升高,缸内压力峰值降低,尽管CO,NO_(x)排放降低,HC排放却是升高的。巡航高度为2 km,3 km,4 km时,采用预喷油量占比4%,预喷间隔角14°CA的方案,相比于单次喷射CO,HC与NO_(x)排放值分别平均降低约7.83%,25.63%与17.04%。在高转速爬升工况下,采用较小的预喷油量占比可以提升发动机输出功率并改善排放,但当预喷油量占比和间隔角增加时,最大燃烧温度、缸内压力与压力升高率均逐渐升高。总之,4%预喷油量占比和14°CA预喷间隔角的方案在不同海拔下均能保持较好的发动机功率输出,还能有效降低CO,HC与NO_(x)的排放。

航空活塞发动机的层次熵权性能评价方法

针对航空活塞发动机多目标、多准则的性能评价问题,采用层次分析法和熵权法将其转化为单目标、多层次的评价,建立不同工况下的性能指标、权重分配和评价体系。用遗传算法BP(back propagation)神经网络(GA-BP)模型对其性能衰退状态进行计算判定,并结合实验与仿真,验证了该性能评价体系的正确性。以喷油孔异常导致发动机性能异常衰退为案例,从燃烧的角度探究其性能衰退出现的机理。结果表明:当发动机零部件出现异常时,层次熵权性能评价方法能较好地反映发动机当前的性能状态,可对其安全性做出准确判断;且GA-BP计算模型的平均绝对百分比误差比BP、RBF(radial basis function)、Elman模型分别减小了3.5208%、0.7027%、3.7854%,具有较高的精确性。