车用汽油发动机的VCC活塞技术可行性论证

根据VCC活塞技术的现有研究结果,分别从结构设计理论分析、VCC活塞试验研究、发动机性能仿真和VCC活塞动力学仿真等方面论证了VCC活塞技术可行性。

可变燃烧室(VCC)活塞设计及其动力学特性

介绍了可变燃烧室(VVC)活塞的主要设计特性,包括钢珠-型面结构和连杆复位凸轮。采用VCC活塞的动力学仿真和发动机性能仿真的耦合迭代计算,预测了VCC活塞的动态响应特性;分析了影响VCC活塞动力学特性的关键控制参数及其它们之间的相互关系。研究结果表明:VCC活塞具有控制工作循环内气缸压力的快速动态响应,能有效控制5000r/min范围内100%负荷工况时过高的气缸压力;VCC活塞发动机能够在部分负荷工况保持较高的气缸压力,50%以下负荷工况的气缸压力与压缩比12.0的发动机几乎相同;钢珠-型面设计能够将弹簧变形量放大3倍,有效增加燃烧室容积变化;实际的动态预紧力远大于静态预紧力,适当减小碟簧预紧力可改善VCC活塞的动态特性。

航空发动机燃烧室帽罩变压边热成形技术

目的 提出帽罩零件真空环境变压边热成形新技术,解决航空发动机燃烧室帽罩零件冷成形回弹大、精度低、内部应力大,以及热成形壁厚不均、氧化严重等问题。方法 利用有限元仿真和工艺试验相结合的方法,选用GH3625高温合金板材研究变压边热成形过程中压边力加载路径对帽罩成形质量的影响,分析热成形模具热膨胀与回弹变形对帽罩尺寸精度的影响,建立考虑热成形、变压边力加载及模具补偿的成形方案。结果 在900℃条件下,帽罩热成形力相比室温下降低约70%,内外径回弹量分别降低约67%和59%。基于几何特征优化的压边力加载路径有助于减小零件型面的回弹。结合回弹变形和热膨胀变形补偿,确定模具总补偿量为内径-0.49mm,外径-0.62mm。工艺试验结果表明,采用模拟所确立的成形方案成形的帽罩质量较好,尺寸精度达到IT9级,型面精度在0.2 mm以内,切边后回弹量为0.1 mm,与有限元仿真结果吻合较好。结论 建立的有限元模型和变形补偿方案可以有效地优化帽罩的工艺成形过程,所提出的变压边热成形技术能够显著降低高温合金变形抗力和回弹,可以解决高精度帽罩零件成形制造难题。

柴油机变通道涡流室式燃烧室的研究

本文提出了一种柴油机新型涡流室式燃烧室——变通道涡流室式燃烧室.研究结果表明,这种燃烧室由于减少了通道流动损失并加速了主燃烧室的放热速率,在柴油机宽广的运行范围内,其热效率比原涡流室式燃烧室大大提高,而排温、烟度和噪声也有较大改善.它兼有直喷式和涡流室式柴油机燃烧方式的优点,是一种高效率的涡流室式燃烧室.

变推力发动机仿真计算分析

分析了变推力发动机采用的双调模式,用流量调节器控制推进剂流量,流量定位针栓式喷注器控制喷注压降,保证喷注速度基本不变。根据发动机系统特点建立了主要组件的数学模型,并根据模型进行了仿真计算,最后对发动机前管路流阻影响进行了分析。

液体火箭发动机燃烧室的一种分区模型

发展了燃烧室的分区模型 :将燃烧室分为两个区 ,一个是燃烧区 ,采用时滞燃烧瞬时均匀混合模型 ,另一个是流动区 ,连同喷管一起 ,采用一维理想气体流动的有限元状态变量模型。给出了一个利用该模型计算发动机起动过程的一个算例 ,计算结果表明该模型可较好地描述液体火箭发动机燃烧室的建压及非稳态流动过程。模型采用状态方程形式 ,具有形式简单、计算简便的特点 。

燃烧室EGR策略下气门升程对CAI燃烧的影响

在装备电控液压驱动可变气门机构的单缸试验发动机上,研究了燃烧室EGR策略下气门升程对汽油机可控自燃(CAI)燃烧的影响。研究结果表明:在1 000r/min、过量空气系数为1、气门定时一定的工况下,随着气门升程的增加,EGR率下降,负荷增加,燃烧始点滞后,燃烧持续期增长。在不同气门升程下,CAI燃烧定时区域范围有所差别,气门升程越小所能实现的负荷越小。通过燃烧室EGR策略结合气门升程可拓展CAI燃烧的负荷下限。

变通道涡流室式燃烧室气体流动的分析

分析了变通道涡流室式燃烧室和涡流室式燃烧室气体流动的差异，以及变通道涡流室式燃烧室通道结构参数对流动损失的影响；根据计算与试验结果，提出了变通道涡流室式燃烧室通道结构参数的最佳取值范围，研究表明，变通道涡流室式燃烧室的气体流动特性有利于加快油气混合与燃烧的进程，减少流动损失，从而获得比常规涡流室式燃烧室更高的热效率。

涡流室式燃烧室连接通道μ对相关参数的影响

应用不同的计算连接通道流量系数μ的经验公式及定值流量系数，对Ｓ１９５柴油机压缩膨胀过程的相关参数进行了数值计算。分析了流量系数的取值误差对涡流室式和变通道涡流室式燃烧室拖动参数、热力参数和流动参数的影响。研究表明，流动参数、拖动参数中压缩膨胀过程工质流经通道的平均损失压力参数对流量系数的取值精度较敏感，而拖动参数中的其他的参数和热力参数对流量系数的取值精度不太敏感。

可变几何燃烧室技术发展

对航空发动机可变几何燃烧室的研究状况进行了总结,燃烧室中可变几何结构包括气流分配器、旋流器、掺混孔、火焰稳定器等。可变几何的概念提供了一种灵活控制燃烧室内部气流分配的可能性,为减少发动机尾气排放、提高燃烧效率、保持燃烧室工作的稳定性和可靠性提供了新的突破点。

燃气轮机燃烧室模型仿真

目前燃气轮机由于体积小,清洁无污染而在清洁发电技术领域有较多应用。燃烧室作为燃气轮机主要部件之一,是燃料燃烧产生热能从而通过在后续涡轮中做功输出电能的重要枢纽。为有效提高机组的安全性及可靠性,需要针对燃气轮机系统尤其是燃烧室进行建模分析。由于燃烧室的实际运行情况具有复杂性,因此对其进行简化处理,针对其工作的特性对其进行模拟研究。采用模块化建模,基于能量平衡与质量平衡分析燃烧室的稳定运行工况,并且采用欧拉显式微分方程对其进行了动态数学建模。并利用编程语言对燃烧室模型进行了编译,转化为了二次建模进而基于智能仿真平台对其运行过程中进行分析,即环境温度、环境压力以及燃料品质(燃料热值)变化对燃烧室性能的影响。