新型涡轮增压直喷式发动机

据报道，一款2．0L新型涡轮增压直喷式发动机用于大众集团生产的诸多车型，如奥迪A3，A4，A6和高尔夫GTI，等等。该发动机采用燃料分层喷射（FSI），曼胡默尔公司参与了大众集团的FSI开发项目；发动机的进气系统中的进气模块、机油模块以及用于曲轴箱通风的两段式压力调节阀均由曼一胡默尔公司负责提供。在该机的进气系统中引入了活性碳过滤系统、汽油喷射和节气门；在燃烧系统中有一套优化气流的空气循环系统，用于控制燃烧室内的气流，

高原型无人机活塞发动机涡轮增压器匹配研究

目的为了研究利用汽车发动机开发低成本民用航空无人机活塞发动机的应用价值,方法提出基于汽车涡轮增压发动机的高海拔性能劣化补偿目标的开发方法。选取某型车用活塞式涡轮增压发动机,分析变海拔环境下的增压器-发动机匹配条件,评估汽车涡轮增压发动机在无人机飞行包线的边界内性能变差程度。通过目标海拔高度条件下的仿真计算,获得新涡轮增压器的目标增压压比和发动机进气流量。以此计算结果为目标新增压器的性能边界,选定某型号涡轮增压器,其性能输出特性能够覆盖该发动机作为无人机动力的进气目标增压压力和流量。在平原和高高原条件下开展无人机飞行性能验证,对新开发增压器的压气叶轮和涡轮叶轮产生的压比、膨胀比以及各自的折合流量分别进行校核,分析无人机在不同海拔环境下的飞行测试数据。结果结果表明,新匹配的涡轮增压器在海拔4200 m的高高原条件下搭载试验发动机,压气机压比为3.2,换算流量0.092 kg/s,运行区间在增压器叶轮的MAP包络线以内,能够使无人机达到28.2%的悬停有效载荷比,性能达到高高原载重飞行的技术要求。结论利用汽车涡轮增压发动机,按照无人机飞行包线内工况,重新匹配涡轮增压器的压气机,并校核涡轮机运行工况,能够实现满足民用航空无人机对高高原低空载重飞行性能的基本要求,匹配方法为新产品开发应用提供了理论指导。

矿用卡车柴油发动机涡轮增压器故障及预防措施

矿用卡车柴油发动机涡轮增压器在长时间高负荷下易故障,影响发动机性能与作业效率,主要故障有涡轮叶片磨损、增压不足等,多由空气滤清器失效等原因引起。当前故障预防措施不足,缺乏有效监测与维护体系,依赖经验与定期检查,针对问题提出加强设计改进、定期监测、提升维修技术及优化操作管理等措施,以提高设备可靠性与安全性,减少故障发生率。

THP涡轮增压直喷发动机

介绍了两款荣获"国际年度发动机大奖"的新一代THP涡轮增压直喷发动机产品特点、结构特点、先进的制造技术及装配检测技术。

发动机废气涡轮增压系统的能量流研究

基于发动机一维性能仿真计算和试验相结合的方法,对某型轿车用柴油机的废气涡轮增压系统能量流分布规律进行了研究.通过研究发动机排气能量在涡轮机-压气机-中冷器中的传递过程,得出了涡轮机回收排气能量的潜力和增压系统的能量流特性.结果表明:增压系统能量流分布和排气能量回收效率主要取决于发动机和增压器的运行工况;外特性下,在增压器低效率区和高效率区涡轮机分别回收约6%和13%的排气能量;其中,增压器大约只利用了2%的排气能量用于提高进气压力能.研究结果为发动机节能和采用复合涡轮增压回收排气能量提供了理论依据.

可变几何涡轮增压器与发动机稳态匹配模型的研究

首先建立了在稳态工况下可变几何涡轮增压器(VGT)和发动机匹配的数学模型,讨论了建模中的几个关键问题。在此基础上,利用simulink建立了VGT与发动机匹配的模拟模型。通过大量的试验对模型进行了验证,结果表明模型的建立是正确的,应用该模型能较准确地预测各种工况下可调叶片的位置、涡轮流量等。最后,利用该模型模拟了过量空气系数一定时叶片转角随发动机转速、负荷等的变化,以及过量空气系数不同时对叶片转角和增压压力的要求的变化,得出了一些有关可调涡轮增压器匹配和设计的结论。

用自由界面模态综合法研究发动机—排气管—涡轮增压器系统的振动

将发动机整体系统分解成发动机主体和排气管+涡轮增压器两个子系统,分别建立动力学模型,然后用自由界面模态综合法进行系统综合,获得整体系统的振动模态和振动响应,计算结果与实验结果相吻合。计算得到的涡轮增压器轴承座处的振动响应,可以作为发动机对涡轮增压器转子的基础激励进行转子动力学研究。

涡轮增压发动机进气消声器设计与声学性能数值分析

根据涡轮增压发动机进气噪声特性,设计两套进气消声器,建立进气消声器声学性能计算的有限元模型。使用贴附有吸声材料穿孔管声阻抗的修正公式和硅酸铝岩棉的声学特性参数,有限元法计算获得的消声器传递损失与实验测量结果吻合良好。最后分析组合结构对进气消声器声学性能的影响。

涡轮增压氢发动机加速特性的分析和改进

发动机废气驱动涡轮增压器可以提高发动机的升功率 ,而涡轮增压器突然加速的响应滞后为增压氢发动机用于车辆牵引产生了特有的困难。该文研究了发动机瞬态特性的相关问题 ,如调速器特性、喷氢装置特性、发动机和增压器的速度变化 ,涡轮增压器的工况迁移和参数的变化等。研究表明 ,涡轮当量通流面积的变化对发动机的过渡特性影响不大 。

可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配分析

通过可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配试验测得增压压力和排气压力值,结合发动机的结构参数,计算了发动机的流通特性,建立了可变喷嘴增压器与发动机的联合工作曲线。对联合工作曲线的分析表明设计的可变喷嘴涡轮增压器与发动机匹配良好,不会出现喘振和阻塞。

带有可变喷嘴涡轮增压系统的天然气发动机试验研究

在CA4G22E发动机的基础上开发出了一台多点顺序喷射的天然气发动机。该发动机采用了增压中冷技术及可变喷嘴涡轮增压技术。试验结果表明,采用增压中冷技术和可变喷嘴涡轮技术可以提高发动机的进气量,优化发动机在全工况范围内与增压器的匹配,大幅度提高发动机的动力性与经济性。

基于发动机匹配的涡轮增压器压气机优化设计

为了优化一款3L增压中冷柴油机压气机的性能,应用CFturbo软件对压气机进行初始结构设计,通过计算流体力学软件ANSYS CFX计算初始设计压气机性能,并结合AVL BOOST软件完成初始设计压气机与柴油机的性能匹配研究,根据性能匹配结果对压气机结构进行优化设计。研究结果表明:初始设计压气机基本满足性能匹配要求,与原柴油机相比,在整个转速范围内动力性无明显变化,低转速时有效燃油消耗率下降;优化设计压气机与初始设计压气机相比,发动机扭矩增加了约2.8%,有效燃油消耗率在整个转速范围内下降,低转速时下降了约2.5%;优化设计压气机喘振裕度为40%左右,且联合运行曲线高效率范围扩大。优化设计的涡轮增压器压气机提升了柴油机的整机性能。

天然气发动机可变喷嘴涡轮增压器匹配研究

针对488天然气发动机匹配了可变喷嘴涡轮增压器(VNT),设计了电子控制系统,并通过发动机试验研究了VNT匹配规律。天然气发动机VNT调节规律不仅与节气门开度(负荷)有关,也与发动机的转速有关。匹配试验结果表明:采用VNT增压技术后天然气发动机的功率和转矩显著提高,最大功率从58 kW提高到73 kW,最大转矩从156 N.m提高到212 N.m,且最大转矩点转速降低,大幅度改善了天然气发动机的动力性与经济性。

固体碳氢推进剂在涡轮增压固冲发动机中的应用

提出了固体碳氢推进剂作为涡轮增压固冲发动机(TSPR)驱涡推进剂的方案,分析了适用于TSPR推进剂的热力参数和一次燃烧产物成分,完成了驱涡推进剂的选择;进行了备选推进剂(CH04)对TSPR性能的影响性评估,证明该推进剂能够满足TSPR的性能要求;对所选推进剂了进行了一、二次燃烧试验,试验结果表明,CH04推进剂在补燃室点火较困难,但其一次、二次燃烧稳定性好,燃气参数基本满足TSPR对推进剂性能要求。

电控可调涡轮增压天然气发动机开发

将一台CA4 88汽油机改造为电控可调涡轮增压天然气发动机。该发动机采用了电控多点燃气顺序喷射技术、电控高能点火技术、可调喷嘴涡轮增压技术及中冷技术。试验研究表明 ,采用可调喷嘴涡轮增压技术可提高发动机的进气量 ,优化增压器在全工况范围内与发动机的匹配 ,大幅度提高发动机的动力性与经济性。增压后天然气发动机的最大功率与原汽油机相当 ,低速转矩特性明显改善 ,同时发动机使用经济性也得到提高。

基于等换算转速调节的涡轮增压固冲发动机非设计点性能研究

为了得到优良的涡轮增压固冲发动机(TSPR)的非设计点性能,提出了等换算转速、等余气系数的调节规律,通过确定TSPR非设计点共同工作过程,建立了TSPR非设计点性能模型。以高空高速(22km,Ma3.64)为设计点,计算和分析了0km,5km,10km,15km高度下TSPR的非设计点性能。结果显示:当采用等换算转速和等余气系数的调节规律时,TSPR非设计点工作范围宽广,具有良好的非设计点性能,最大推力是最小推力的3倍左右,最大比冲超过800s;在(10km,Ma2.5)的非设计点,通过调节转速,可以获得1.55倍的推力调节比和稳定的比冲性能;最后得出:提高转速,增加飞行速度,提高富燃流量驱涡流量比是增强TSPR性能的有效途径。

航空发动机变几何涡轮增压性能研究

提出了一种变几何涡轮增压器用于发动机高空恢复功率的方法,并对其调节规律和相关特性进行研究。依据涡轮流动模型,分析了相同工况下不同喷嘴环开度对涡轮增压器工作的影响。在GT-POWER中建立了变几何涡轮增压发动机模型,通过全高度下不同工况的仿真分析,验证了变几何涡轮增压发动机恢复海平面功率的应用。结果表明,匹配了变几何涡轮增压器的发动机能够显著提高发动机高空可调范围,其使用升限从5 km提升到了6 km,对变几何涡轮增压器应用于恢复功率与喷嘴环开度的调节规律具有指导意义。

基于模型的废气涡轮增压与发动机匹配

根据发动机工作过程模拟计算原理,采用GT-POWER软件对一级增压活塞式航空发动机建立涡轮增压器与发动机的仿真模型,并通过发动机实验数据验证了模型的准确性。按照高空环境条件对发动机提出的功率恢复的特殊要求,研究不同海拔高度下发动机与增压器的匹配规律,给出废气阀对增压系统的调节规律。分析结果表明,该仿真模型具有可信性且涡轮增压器的选型满足安全设计及匹配要求。

涡轮增压固冲发动机非设计点特性研究

涡轮增压固冲发动机（TSPR）将ATR的燃气涡轮增压部件和固冲发动机高能推进剂有机组合，实现了高比冲宽包线的性能要求。建立了TSPR非设计点性能模型，提出了TSPR2种调节方案，即等余气系数和等富燃流量。通过热力循环相似的ATR试验结果，校核了本性能分析模型的准确性。研究TSPR2种调节方案的推力调节特性。2种调节方案的假想TSPR不同转速比冲均高于与设计推力比推力与其相等的ATR，等富燃流量调节方案的TSPR调节简单，推力调节范围大，性能更接近ATR。物理转速不变的假想TSPR可工作的速度、高度范围分别为Ma=0—2．4、0～16km，发动机高空高速比冲最高。等富燃流量调节方案TSPR的性能略低于等余气系数，但相比等余气系数，其控制规律简单，实现方便，是更实用的控制方案。

涡轮增压固冲发动机燃气调节研究

在涡轮增压固冲发动机(TSPR)中,驱动涡轮所需燃气的流量和压强应同时满足涡轮的要求。为实现TSPR的燃气调节,首先完成了等换算转速下TSPR涡轮对驱涡燃气的需求分析。验证了相对换算转速等于1的调节规律下,变燃面燃气发生器可以满足涡轮对燃气的需求,误差小于5%,但该调节方案限制了TSPR的应用范围。证明了在等相对换算转速的调节规律下,喉部面积可调的燃气发生器难以满足涡轮对燃气的需求。提出了换算转速松弛的调节规律,此种调节规律下的发动机实现了实时调节,但同相对换算转速等于1的发动机相比,发动机的速度包线减小了约50%,最大推力值和推力变化比明显减小。因此根据不同的任务需求发动机可选择不同的调节规律和与之对应的燃气调节方式。