压缩空气发动机发展综述

压缩空气发动机是利用高压压缩空气工作,将高压空气中储存的压缩能转换其它的机械能的一种动力装置。在资源和环境问题日益突出的情况下,压缩空气发动机与传统的发动机相比具有诸多优点,因而在车辆、发电装置、航空等方面得到越来越多的应用,在国外已成为节约能源和治理环境污染的重要途径之一。国内外研究的压缩空气发动机主要有往复式、叶片式、旋转式三种结构形式。对这三类发动机的工作基本原理和结构特点进行了分析比较,得出各自的优缺点和将来研究的重点,并展望了新型旋转式压缩空气发动机技术。通过分析国内外压缩空气发动机的研究进展,从六个方面总结出提高压缩空气发动机效率和经济性的途径。

压缩空气发动机工作过程分析

压缩空气发动机是一种采用压缩空气直接膨胀做功的'绿色'发动机。若将压缩空气发动机作为车辆动力源,可缓解传统内燃机车辆的尾气污染问题。然而,压缩空气发动机工作效率偏低,难以替代传统内燃机作为车辆主要动力。为提高压缩空气发动机工作效率,了解压缩空气发动机工作过程能量损失的产生机制以及其变化规律,该文应用热力学理论和分析方法对其工作过程损失分布进行了研究,并利用试验数据验证了压缩空气发动机效率变化规律。结果表明:由于节流以及高压、低温尾气排放等因素,压缩空气发动机工作过程损失主要存在于进气过程和排气过程,两者总共占进气总量的30%~40%;压缩空气发动机转速升高,进气损失和排气损失均增加;进气压力升高,进气损失减少,排气损失增加;进气温度升高,进气损失和排气损失均减少。从经济性考虑,压缩空气发动机应运行于低转速,且适当提高其进气压力和进气温度。

压缩空气发动机的设计及初步试验

由于排放污染和石油资源匮乏严重危及传统内燃机的生存,文章提出了将R175单缸柴油机改为压缩空气发动机的设计方案。指出系统设计的主要内容及面临的问题,测取了改装发动机的缸内压力曲线,计算出相应的机械效率,分析了试运转过程中的有关现象。试运转及装车路试说明,改装设计方案是可行的。

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。

发动机压缩空气再生制动理想热力循环分析

车辆制动能量的回收利用有利于改善整车的经济性,而基于传统内燃机的气动-内燃混合动力技术有望实现制动能量的高效、低成本回收利用.以城市路况运行车辆为应用对象,基于传统四冲程发动机提出了3种发动机压缩空气再生制动能量回收方案.通过建立3种方案共同的理想热力学循环,以可回收气体的最大压力、单位排量每循环回收气体质量、循环性能系数(COP)和循环平均指示压力为评价指标,对制动循环进行了分析.结果表明:增大压缩比、减小排气管缓冲腔容积与排量比或者减小排气门开启提前角均可以提高回收气体的最大压力,在机械结构允许的条件下,应尽可能减小排气管缓冲腔的容积;在制动过程中,减小排气门开启提前角可获得较高的循环平均指示压力和气体回收质量;随着气罐背压的增加,控制排气门开启提前角由大变小,可获得最佳的制动循环性能;理论上,二冲程制动循环COP与四冲程制动循环相同,但二冲程制动循环气体回收质量流量和制动功率为四冲程制动的2倍.

车用发动机压缩空气制动循环特性

基于压缩空气储能回收车辆制动能量的思想,提出以单向阀作为能量回收阀的发动机压缩空气制动能量回收方法.通过热力学分析,建立发动机压缩空气制动模型,通过台架试验得到初步验证.通过对模型进行稳定工况仿真,得到发动机压缩空气制动在不同转速和不同气罐背压下的特性.通过车辆模拟制动仿真得到特定制动工况下气罐内气体累积过程及能量回收效率.结果表明:缸内最大压力与气罐背压之差是影响制动性能的内在关键因素,增大压缩比可以增加发动机制动转矩,提高能量回收效率;在稳定工况条件下,发动机压缩空气制动循环的最大制动转矩可达驱动时最大转矩的54%,最大能量回收率可达8.5%;在所选的模拟制动工况下,采用发动机压缩空气制动能够使车辆获得较稳定的减速度,整车能量回收率达到10.2%.

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 。

压缩空气动力发动机工作过程建模及特性研究

压缩空气动力发动机工作特性的研究是进行发动机设计和配置该型发动机汽车的动力系统设计的基础。文中运用热力学建立了气动发动机工作过程数学模型,结合仿真研究探讨了转速变化时发动机工作特性的变化情况,并与发动机台架试验结果进行了比较分析,为优化气动发动机设计,提高气动发动机性能提供参考。

压缩空气发动机系统的数值模拟

文章简要介绍了压缩空气发动机的原理,详细叙述了实验中使用的压缩空气发动机及管路系统的构成以及运用FLOWMASTER软件对压缩空气发动机及管路系统的总体建模,进行数值模拟计算,并将其结果与实验数据进行了对比分析。

电控压缩空气发动机的改装与研究

对压缩空气发动机的具体改装方法做了说明,通过增加凸轮轴位置传感器、电磁阀并结合ATmega16单片机控制的方式将一台4冲程单缸汽油机改装为压缩空气动力发动机。并利用已改装的发动机进行了试验,通过改变喷气压力和喷气脉宽,研究发动机的转速变化规律并提出一种新的定角调压控制方法。结果表明压缩空气发动机转速随压力增加而提高。在上止点左右位置喷射,压缩空气利用程度较高。

电控喷射式压缩空气发动机的研究

本文提出一种四冲程电控喷射式压缩空气发动机的整体设计方案;介绍压缩空气发动机电控系统的硬件设计、制作及调试;压缩空气发动机管理系统的软件设计及调试,确定不同工况下的进气控制策略,实现进气喷射正时和喷射脉宽的精确、灵活控制。搭建压缩空气发动机的综合试验台架和测试装置。初步台架试验表明,整体设计方案可行,电子控制单元软硬件设计合理可靠,实现了对压缩空气发动机的良好控制。

新型压缩空气发动机进气系统试验研究

基于压缩空气发动机的工作特点,设计了一种高压、高频率、大流量的液压可变进气系统,并将其应用在改装了的4冲程单缸发动机上进行台架实验。实验表明,压缩空气发动机可在进气压力为5 MPa的情况下稳定工作,调节柱塞拨叉开度来调整进气量的大小,进而实现了发动机功率的可变。针对实验中出现的一些问题也提出了解决办法和改进措施。

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。

液体火箭发动机旋转式唇形密封圈脱开转速计算

针对火箭发动机涡轮泵端面密封结构中旋转式唇形密封圈的"脱开式"密封特性,基于丁腈橡胶材料单轴拉伸试验数据,借助非线性有限元软件ABAQUS,建立了唇形密封圈的"解析刚体-超弹性体"组合有限元模型。计算了在过盈装配预紧力、弹簧径向力、燃料介质压力及旋转离心力作用下,密封圈的Von-mises应力分布及变形情况,根据密封圈接触状态转化,获得了密封圈的脱开转速区间。最后进行了唇形密封圈的水运转试验,提出了用于测量密封圈脱开转速的逆向测量方法,试验结果与计算结果吻合,从而验证了计算结果的正确性。

压缩空气动力发动机

汽车对环境的污染，是人类给大自然带来的最大破坏之一。如何减少汽车对环境的污染排放，历来是工程科学的重要研究课题。气动汽车则是解决这一问题的最佳方案之一。

怎样利用压缩空气检查发动机气缸漏点部位

汽车在使用一段时间后，驾驶员会感觉到发动机起动困难，行驶无力，油料消耗增加。引起以上现象的原因，主要是发动机气缸压缩压力不足，即气缸漏气。其故障原因如下：①气门与气门座密封不良；②活塞环和气缸严重磨损；③……

发动机旋转式消音器的设计与研究

根据消音器消声原理与能量守恒定律,设计了一种新型旋转式消音器并进行试验研究。试验结果表明:旋转式消音器能够将发动机噪声转化成机械能及与空气的摩擦热,从而减少发动机的噪声。

新课程九年级物理中三角旋转式发动机之我见

九年级物理从知识面来看已大大拓宽,并且从高新技术方面给予了更多的介绍,教材对学生来讲,能充分了解课本中知识的宽度、广度就不错了,但教材给教师却提出了更高、更严格的知识深度方面的要求.本人就新教材中首次出现的三角旋转式发动机淡一谈自己的看法.

关于“三角旋转式发动机”

"三角旋转式发动机"是新课程九年级("司南版")"内燃机"一节中的内容之一.教材在对活塞式发动机的结构和工作原理进行了详细分析之后,以"信息窗"的形式相对于传统机器呈现了"三角旋转式发动机".这种发动机是首次在新课程的教材中出现,只给了一个示意图和只有约140字的简述,而且还不是针对性的配图文字.这种做法确实有"朦胧引发好奇"的作用,但同时也给许多教师的工作造成了一定困难.

采用旋转式进排气阀的发动机

采用旋转式进排气阀的发动机１前言日本的室木巧先生基于以下背景进行了旋转阀方式（以下简称ＲＶ方式）的研究开发．１９８４年室木巧先生在一家汽车厂的发动机研究所里工作．偶然从澳大利亚的新闻报导中得知Ｐ．Ｗ．Ｇａｂｉｌｉｓｈ花了十五年时间开发出装到５００ｍＬ...