液氮发动机循环可用能及效率分析

针对液氮发动机开始朗肯循环过程可用能损失较大的问题,提出分析方法,研究液氮发动机开式朗肯循环过程中可用能损失分布;研究并设计液氮二级再热系统,分析液氮发动机开式朗肯循环与内燃机混合加热循环的联合循环.结果表明,排气是可用能损失的主要环节之一,约占系统输入可用能的20%;且初始膨胀温度受环境温度限制是导致排气可用能损失的主要原因.再热系统可以消除环境温度因素对循环效率提高的限制;采用二级再热膨胀系统,选取合理的再热温度和二级膨胀压力可以得到更高的效率.采用液氮发动机开式朗肯循环与内燃机混合加热循环的联合循环,可以将无法直接做功的内燃机常压高温排气的温度转化为液氮发动机进气可用能,等质量工质的联合循环将整个系统的平均效率提高了8.06%.     

液氮发动机的热力循环设计

针对基于单级朗肯循环的液氮发动机效率低和主换热器外表面结霜的问题，设计了基于等熵膨胀的液氮-甲烷-乙烯-R134a四级朗肯循环液氮发动机动力系统新方案.计算结果表明，液氮在所设计的热力循环下的比输出功比采用单级朗肯循环提高了129%；即便充分考虑不可逆因素的影响，液氮的比输出功也远大于蓄电池的比输出功.由于新系统中最上一级热力循环的温度超过水的冰点，避免了主换热器的结霜问题，同时将太阳热能引入新系统，进一步提高了动力系统的效率.比较了基于新循环与基于二级布莱顿循环的液氮动力系统，指出在理想情况下两者的比输出功接近，但当考虑压降和温差等实际因素时，二级布莱顿循环的比输出功远小于所设计的多级多组分朗肯循环.     

复合材料发动机机体振动试验及模态分析

对复合材料发动机机体进行了振动试验。试验测量了多点的加速度信号,并用信号处理机进行了数据处理,获得了该机体振动的各阶固有频率,振型及其它模态参数。这些动态特性参数为整机防振,隔振提供了可靠的参考,为对机体进行有限元模态计算提供了修正和依据。     

发动机动力输出弹性联接试验分析

发动机动力输出采用弹性联轴器，对降低噪音、放宽与其联接件的位置安装要求，具有良好的效果。但在实践中发现，由此引起的发动机动力输出轴端弹性联轴器本身的严重磨损也不容忽视。文中对此进行分析，并提出减轻磨损的措施。     

液氮—斯特林联合循环的理论分析

对液氮的基本工作模式提出了两种改进的方案。考虑到开式朗肯循环中存在工质的相变和液氮汽化过程中的大量吸热及控制换热器管结霜的设计要求,在改进方案中引入以氦气为工质的斯特林发动机,组成两种液氮-斯特林联合循环.由各种工况下的计算结果可知这两种方案能大幅提高液氮的比功,在较低的工作压力下即能实现最大的比功输出.     

发动机活塞复合工况下的有限元分析

活塞是影响发动机性能的关键零件。计算一种新型汽车发动机活塞在高压、高温及惯性力综合作用下的应力分布和变形，分析结构型式对应力和变形的影响，提出改善活塞头部变形形态的结构措施。     

提高进口发动机气缸耐磨性的试验研究

根据进口发动机气缸修复过程中存在问题,本文针对耐磨性,采用回归旋转试验设计方法,进行快速拟磨损对比试验,建立了强化材料的磨损规律数学模型,并绘制了负荷－速度－磨损量三维曲面图,经耐磨性、强化材料磨损规律的分析,得出化学镀镍层性能最好,可用于提高进口发动机气缸的耐磨性。     

航空发动机整机试验信息管理系统设计

航空发动机试验信息管理系统的建立可以把试验过程、试验数据、试验资源等信息纳入到一个平台进行统一管理.本文从总体上分析论证了系统的功能与需求,并结合实际情况分析了系统在实践中的应用效果,经实际应用,该系统具有推广价值.     

电控LPG液态喷射发动机的改装与性能试验

介绍了电控喷射汽油发动机改装成为LPG液态喷射（LPI）发动机的技术方法,并对LPI发动机的性能进行了系统的试验研究。结果表明,采用LPI系统,发动机的动力性可达到原汽油机的水平,经济性有所改善,排放指标可以达到欧洲2号排放标准,但进气门和气门座的磨损比燃用汽油时严重。     

气动发动机活塞运动轨迹的优化设计

为解决高转速下动力与经济性能的下降，提出一种新的气动发动机曲轴连杆机构.通过建立气动发动机的进气模型和缸内工作过程模型，以压缩空气的比输出功最大为目标函数，给出优化的活塞运动轨迹曲线.分析了进气阀与活塞运动之间新的匹配关系.设计了复曲轴连杆结构，并得到调节进排气门的开关时刻与持续时间的方法.结果表明，在该机构实现的优化轨迹曲线中，在缸内压力达到进气压力之前，活塞的运动速度应该保持静止；缸内高压建立后，活塞的运动速度应与进气门的截面积保持线性关系；进气门关闭后，活塞速度应保持匀速运动.采用新机构后的压缩空气比输出功比原系统提高了一倍.     

Experimental study on compression stroke characteristics of free-piston engine generator

The compression stroke characteristics of free-piston engine generator were studied. The numerical model of the compression stroke was established based on thermodynamics and dynamics equation, and the leak loss, heat loss and friction loss were considered. Through solving numerical equations, the in-cylinder pressure of compression stroke under different compression ratios was calculated, energy transfer and conversion process was analyzed, and the calculated results were experimentally verified. The results showed that the actual effective output of electronic energy and the compression energy stored in the compressed gas accounted for about 70%. The compression energy gradually increased with the increasing compression ratio. When the compression ratio was more than 7.5, the actual compression energy increased slowly and the energy error between simulation and test decreased.     

用于气动发动机设计的非支配排序遗传算法的改进

非支配排序遗传算法用于气动发动机设计不能获得完整的功率与比功关系曲线,为此对程序中的等级排列子程序和分散性估计方法进行了改进.将两目标优化问题中的性能指标分别定义为空间性能指标和跟随性能指标.通过一个区间分布参数将空间性能指标分成多段,位于同一区段内的个体根据其跟随性能指标的大小进行等级排列.个体间的分散性只根据空间性能指标进行计算.通过对预先设计的以正弦函数为目标的优化问题进行求解,验证了改进后的程序能够获得准确、分布均匀的解.与NSGA-II算法相比,改进后的程序用于气动发动机设计可以得到更加完整的设计信息.     

叶轮帽液氮冷装工艺实验探讨

针对大型叶轮主体与叶轮帽采用止退环结构在使用中易发生叶轮帽脱落的问题,笔者引进叶轮帽液氮冷装工艺,论述了液氮冷装工艺实验过程和装配操作步骤,给出了叶轮帽液氮冷装的合理过盈量。     

气动发动机台架性能试验研究

作为新型动力,气动发动机的功率和气耗率是影响其运用推广的关键因素.为了准确了解气动发动机的功率和气耗率的变化趋势,利用改造的样机进行了台架试验,得到了速度特性曲线和负荷特性曲线.结果表明在进气压力不变时,随转速升高发动机功率线性下降,气耗率升高,在高转速时气耗率恶化;在转速不变的情况下,随着负荷的增加,发动机气耗率下降,进气压力升高.从结果可知气动发动机的特性不同于传统的内燃机,其最佳工作区间在较低转速、较高负荷的区域,此时,其动力性能和经济性能较好.在其推广运用过程中,要根据此特性对配套的零部件进行改造或重新设计.     

夏季户外停放空调汽车的车内温变特性研究

通过对汽车停放启时车内温度变化的实验研究，找到车内温度随停车时间的变化规律及改善车内环境的措施。实验表明，停车后车内平均气温可达55℃，某些表面温度高达7l℃。车内空气温度随位置不同而异，且随空间高度升高而升高，有明显的分层现象。停车后启动，驾乘人员的难以忍受或不舒适时间为15～20min，同时增加汽车的油耗。实验证实，可以通过装贴太阳膜、简易的遮阳措施、停放位置的选择达到较为理想的效果。     

空调汽车停-启时车内温变特性的理论分析与实验检验

在实验的基础上提出了汽车停一启时影响车内温度变化的理论分析模型，得到了车内气温随时间变化的分析解。理论分析结果表明，汽车在停一启过程中，车内气温随时间呈指数规律变化，当时间足够长时，车内温度趋于稳定。理论分析表达式不仅物理意义清晰地揭示了汽车停一启过程中车内温度变化规律，而且与实验结果吻合较好。该理论分析结果对综合考察汽车整体结构及空调系统设计的优劣、改善汽车舒适性及降低启动过程的耗油量具有指导意义。