微型涡轮发动机供油系统滤油器堵塞故障研究

供油系统是微型涡轮发动机控制系统的重要组成部分,对发动机的性能有重要影响。根据发动机台架试验时转速异常下降的现象,从供油系统滤油器堵塞原理的角度分析了故障成因。搭建了滤油器堵塞试验系统,获得了滤油器前后压差和供油流量的关系。由试验获得的数据,建立了滤油器堵塞流通特性的AMESim模型,并通过仿真分析了滤油器部分堵塞和流通特性随时间逐步恶化时的故障特征。分析了发动机实际运行时,供油系统存在出口背压的情况下,滤油器堵塞对供油系统的影响规律。根据仿真分析的结果,提出了发动机供油系统闭环控制和滤油器堵塞预警等改进措施。

大型飞机辅助动力装置与微型涡轮发动机技术特点对比

对比分析了这两类动力系统的总体设计和部件技术特点，总结了两者的相似性和不同．分析结果显示：用于150-200座大型飞机的辅助动力装置与推力400N左右的微型涡轮发动机具有相当的功率；两类动力系统主要部件的设计和制造都具有相似性，微型涡轮发动机的部件性能指标更高，而辅助动力装置通过略保守的设计来获得高可靠性、经济性和长寿命．最后，提出了在已有MTE技术基础上开展APU研制的技术路线．

微型涡轮发动机传热效应的建模分析与实验研究

微型涡轮发动机(MTE)可作为各种新型无人机、微小型导弹的高速推进动力装置,但微型化可能给发动机各部件匹配工作带来包括传热效应在内的特殊影响。针对微型涡轮发动机MTE-110,建立了基于发动机部件特性的总体性能模型,并在此基础上分析了可能的传热效应对压气机特性及整机性能的影响。在MTE-110的地面台架运转试验中,测量数据显示传热效应使压气机的实际温升比绝热温升增加了30%,对压比影响不大,因此显著降低了压气机效率。通过在压气机静子上采用隔热技术后,MTE性能得到显著改善,设计转速下的实测推力提高了23%,达到了96 N。

微型涡轮发动机控制系统仿真及台架试验

在某微型涡轮发动机控制系统开发过程中,为研究该发动机控制规律,提出一种半物理仿真和台架试验结合的研究方法。设计了包含电子控制器在回路的半物理仿真试验,通过分析原控制逻辑以及起动过程存在的问题,提出对起动控制规律的改进和优化,开展了基于原配电子控制单元和工控机的台架试验,验证了优化后的控制规律,并将其应用于控制器开发。本文提出的方法可避免大量的实物台架试验,缩短控制器的研制周期。

微型涡轮发动机快速原型控制系统

提出一种基于工业控制计算机的面向微型涡轮发动机(MTE)控制的快速原型控制系统.它提供完整的与执行机构及传感器电路的接口,并提供基于Windows平台的控制器软件实时开发环境.快速原型设计技术可以极大地提高嵌入式控制系统的开发效率.基于该快速原型控制系统不但可以实现对发动机的控制,而且可以实时记录试验结果,并提供友好的人机界面,后者对发动机控制系统的试验研究是非常重要的.台架试车表明,该快速原型控制系统是切实有效的.

用于微型涡轮机的节流孔式静压气浮轴承实验

对用于厘米级微型涡轮发动机的径向静压气浮轴承展开了实验研究,分析了长径比、节流孔径、气膜间隙及供气压力等对承载力、刚度和耗气量的影响.提出了这些设计参数的优选方法,并结合直径11 cm的某微型喷气发动机,给出了与之匹配的径向静压气浮轴承设计方案:工作面直径15 mm、长度17.5 mm、节流孔径0.35 mm、气膜间隙25μm.此方案在供气绝对压力2.5 kPa时,双轴承支撑能力为13.72 N,耗气量小于1.0 g/s,有效地满足了微型涡轮发动机要求.

超微型涡轮中极低展弦比静叶栅流场特性的数值研究

通过数值求解柱坐标系下三维定常粘性雷诺时均N-S方程,结合RNGk-ε湍流模型和非平衡壁面函数,获得了超微涡轮中极低展弦比静叶栅流道内部的三维稳态粘性流场,揭示了其独特的流场物理特性和气动损失规律.结果表明:超低展弦比涡轮叶栅中存在双二次流现象;尽管超微燃气涡轮静叶栅高度仅为1.3 mm,壁面影响区占叶高的总高度仍不超过3%;叶片的静压载荷主要由中部弧段承担;总压损失主要发生在近壁区,尤其是吸力面近壁区;静叶栅径向各截面最大马赫数并不是出现在主流中央,而是介于主流中央和壁面之间的一个狭小区域,这可能与通道低能二次流与主流的掺混作用有关.

基于Windows的微型涡轮发电机组数据采集监控系统

微型涡轮机是一低排放微型燃气轮机系统,由其组成的微型涡轮发电机组可广泛应用于分布式电站、冷热电联产以及混合电动汽车等领域。为对涡轮机组进行性能试验研究,将涡轮发电机组与油耗仪、外接电池组和负载组成试验系统,通过微型涡轮机数字功率控制器—DPC(负责控制发电机功率)用户维护串口,在Modbus协议基础上,采用VC++多线程串口类开发了基于Windows监控程序,对涡轮机运行状态,功率,油耗,输出电压等参数进行实时监控,并记录实时数据。实际运行表明系统通讯可靠控制良好。

多线程串口类在微型涡轮机控制中应用

微型涡轮机是一低排放微型燃气轮机系统,可广泛应用于发电系统、冷热电联产以及混合电动汽车等领域。微型涡轮机的DPC(数字功率控制器)部分负责对发电机功率进行控制,并有标准RS232用户串行通信接口,可用计算机直接控制或通过Mo-dem进行远程遥控。考虑到多机并行工作及控制实时要求,采用VC++多线程串口类CSerialPort类开发了基于Windows监控程序,按照带CRC16校验的通信协议,实行对微型涡轮机可靠的控制和维护。

周向微型涡轮输出特性和内部流动分析

周向涡轮结构简单,适应于微型化。为了对发展出的周向六叶片微型涡轮结构进行评价和改进以及分析叶顶间隙对流动的影响,对其内部流场建立三维瞬态数值仿真模型,仿真其输出特性和内部工质流动特性。发现六叶片涡轮存在结构缺陷,运转时进出口周期性连通,部分工质未做功即排出。改进出八叶片微型涡轮,并对其进行仿真,结果显示八叶片涡轮没有上述缺陷。对不同叶顶间隙涡轮内流场进行仿真,结果表明叶顶相对间隙对压力损失的影响呈现非线性关系,间隙小于0.01后,压力损失对间隙变化非常敏感;间隙大于0.02后,其对压力损失的影响已经非常小。仿真和实验结果都表明,八叶片涡轮和六叶片涡轮输出机械功率随工质流量的增加而增加。八叶片涡轮最大机械功率为1 355mW,较六叶片涡轮提高10.5%,八叶片涡轮功率启动输出的流量为140L/h,小于六叶片涡轮的200L/h,八叶片涡轮性能优于六叶片涡轮。

微型涡轮和微型齿轮泵的研制

微型机械制造和装配是微型机械发展的关键。本文介绍了微型涡轮和微型齿轮泵的原理与特点，并通过对微型涡轮和微型齿轮泵的研制，对微型机械的制造及装配工艺、微构件的机械强度等方面进行了有益的探索。

微型涡轮发动机中压气机部件设计仿真及加工实验

设计了一种三维结构的离心式压气机,通过流体力学仿真软件FLUENT对其性能进行仿真,计算出该离心式压气机的动叶扩压比为1.86,从而验证了其结构的可行性.采用GH4169高温镍合金材料和微细电火花铣削工艺加工工艺,得到具有良好表面质量和精度的三维复杂曲面金属微型压气机,其直径为3.0 mm、高度1.5 mm、叶片的出口高度0.4 mm、厚度0.1 mm、叶片数为8.

镍基高温合金微型涡轮盘热塑性成形工艺

目的研究GH4698微型涡轮盘热塑性成形工艺。方法采用有限元软件Deform-3D对镍基高温合金微型涡轮盘模锻过程进行数值模拟分析,研究坯料不同高径比、不同模锻温度下涡轮盘成形的最大载荷值、等效应力、等效应变、速度场的变化规律。结果微型涡轮盘模锻过程载荷最大值随模锻温度升高而降低,温度和高径比对涡轮盘的凸台、直榫等部位的等效应力、等效应变影响有明显的差异。在涡轮盘路径1上,随着温度的升高,等效应力逐渐降低,变形更加均匀;随着高径比的增加,变形不均匀程度增大,高径比为1时等效应力的极大值最小;温度和高径比对速度场的影响较小。结论温度和高径比对GH4698微型涡轮盘锻造变形行为有显著的影响,选择合适的模锻工艺参数可以有效降低成形载荷,并获得使用性能较好的微型涡轮盘。

微型涡轮发动机电动供油流量控制系统设计

针对微型涡喷发动机的燃油控制要求,选用汽车用电动油泵进行适应性改进作为供油执行装置,详细分析了电动油泵的特性及泵转速无法测量情况下流量控制的技术难点,并以83C552单片机为核心,采用电压负反馈加电流补偿代替转速负反馈、电机通过PWM驱动的方法设计电动油泵流量闭环控制系统。在完成系统建模、PID控制器设计与仿真的基础上进行控制性能试验,试验结果表明所设计的流量控制系统可满足微型涡轮发动机的供油控制要求。

微型涡轮发电机的数值模拟与实验

介绍了微型涡轮发电机燃烧室的特点.建立多级引射燃烧室流体动力学模型,模拟了燃气的卷吸、混合、燃烧和做功过程.通过模拟和实验比较2种涡轮发电机,为微型涡轮发电机的设计提供了各项技术参数.

微型涡轮发动机圆锥气体轴承润滑性能研究

采用CATIA软件建立圆锥气体轴承气膜三维流场模型,对其进行结构体网格划分后导入Fluent软件进行流体力学模拟,得到三维流场的压力及气体流量分布;计算圆锥气体轴承的承载力大小,分析供气压力、气膜厚度、供气孔位置和供气孔直径对轴承性能的影响。研究结果表明:供气孔附近的压力及气体流速最大;供气压力及供气孔直径越大,轴承的承载力及气体流量越大;减小气膜厚度能有效提升轴承承载力且能节省气体消耗量;供气孔位置在一定范围内外移对轴承承载力影响不大,但在接近边缘时会明显降低轴承承载力,同时,供气孔位置的外移还会引起气体消耗量的增加。

带微型涡轮的旋转盘腔流场的实验研究

以带有微型涡轮的旋转涡轮盘腔为研究对象,采用实验的方法对其流动特性进行系统研究。实验采用五孔探针采集数据,具体研究了1 100r/min和1 800r/min两转速下盘腔内部6个不同轴向位置的速度以及涡系结构分布情况。研究结果表明,进气惯性力和旋转效应的相对大小是影响带有微型涡轮的旋转盘腔内部流场的主要因素,高转速时,旋转效应主要控制流场结构。研究还得到了不同工况下,流场内部切向速度、径向速度、轴向速度的不同分布规律。

法国微型涡轮发动机公司的弹用或无人机用发动机系列

介绍了法国微型涡轮发动机公司现有涡喷发动机的研制背景、技术差异以及发展的技术成熟度达到TRL6等级的发动机所进行的一系列技术改进,该技术已应用于全电动发动机,并准备应用于下一代预研型号。

微型涡轮喷气发动机向心涡轮的研究发展探讨

微型涡轮喷气发动机是目前国内外研究的热点,其核心部件微型向心涡轮的研究又是一项关键技术。本文对国内外微型向心涡轮的研究发展进行了介绍,重点论述了微型向心涡轮在研究过程中的难点和关键技术。

霍尔转速传感器检测技术在微型涡轮发动机上的应用

本文首先介绍了普通磁阻转速传感器在涡轮微型发动机上应用时出现的功能局限性,接着指出了以霍尔转速传感器作为核心的转速测量系统的组成和工作方式,在最后对这两种系统的测量结果进行比对并给出结论。