采用连续可变气门正时控制的发动机效率研究

针对不同负载条件下发动机循环输出效率较低问题,设计了连续可变气门正时控制系统,并对其输出效率进行仿真验证。创建了节气门控制和连续可变气门正时控制P-V简图,分析各自工作过程。建立不可逆条件下发动机循环效率方程式,比较节气门控制和连续可变气门正时控制的发动机输出效率表达式,并且给出了发动机燃油经济性计算方程式。采用仿真实验对发动机不同负荷情况下的输出效率进行仿真验证,与传统节气门控制的发动机输出效率进行比较。结果显示:不可逆性条件下发动机输出效率较低,在满载条件下,发动机采用节气门控制和连续可变气门正时控制,输出效率差别不大;在小负荷条件下,采用节气门控制的发动机,输出效率较低,而采用连续可变气门正时控制的发动机,输出效率较大。不可逆性对发动机工作循环的输出效率产生强烈影响,在小负荷条件下,采用连续可变气门正时控制,能够节约发动机燃油的消耗,并且随着膨胀比指数的增大,输出效率就会降低。     

飞机燃油系统部件结冰试验用燃油的配制研究

使用涡轮发动机的飞机,长时间在寒冷环境下飞行,可能会引起飞机燃油系统结冰,从而危及飞机安全。为避免飞行事故的发生,新机研制时,涡轮发动机燃油系统与部件需进行燃油结冰适航验证试验,以确保在寒冷条件下燃油系统供油的可靠性。本文将根据燃油系统部件结冰的符合性验证试验方法进行燃油的配制并对配制方法进行研究,从而为飞机燃油系统部件的适航取证提供技术支持。     

移动式燃油供给设备的研制与应用

通过分析航空发动机地面试车台燃油供给系统,研制了一种移动式燃油供给设备,详细介绍了该设备的设计原理、技术难点和结构组成。经过地面试验验证,结果表明,该设备设计合理、结构紧凑、移动便捷、供压稳定,能满足发动机台架试验的燃油供给需求。同时,该设备可以实现长途运输,为航空发动机在高原、高寒等恶劣条件下试车提供了燃油供给的设备保障。     

基于混沌优化和SVM的发动机燃油消耗最低点软测量方法

为了达到节省燃油的目的,通常需要利用发动机控制程序对不同工况下发动机燃油消耗量进行测算,以确定最佳的发动机工作点.由于发动机各个参数(如节气门开度、发动机转矩、发动机转速、输出功率和燃油消耗量等)之间存在复杂的高度非线性关系,常用算法难以快速得到发动机的最佳工作点.以某发动机的测试数据为例,采用预测精度高、泛化能力强的支持向量机算法拟合出该发动机主要运行参数之间的非线性关系,进而运用变尺度混沌优化算法分别测算出该发动机在给定功率、给定转速和给定转矩条件下,燃油消耗最低工作点所对应的发动机运转参数.最后,利用测功机对真实发动机进行的实验验证所提方法的有效性.     

二冲程煤油发动机整机建模与初始点火提前角计算分析

针对二冲程汽油发动机改燃烧航空煤油后,初始点火提前角需重新标定的问题,利用GT-Power对以煤油为燃料的二冲程发动机进行整机建模。通过数值计算分析了转速、负荷、进气压力、进气温度和空燃比对点火提前角的影响,得出除转速和负荷外,进气温度对点火提前角的大小影响明显。针对不同的工况条件,充分考虑动力性而忽略经济性与排放性的前提下,通过计算获取了发动机初始点火提前角;通过仿真数据与实验结果对比验证了其一致性。     

基于AVL-FIRE的氢发动机燃烧过程分析

以嘉陵JH600小型汽油发动机为研究对象,在其基本结构的基础上通过在进气道处加装喷氢阀,搭建供氢系统等一系列装置,将其改装成燃氢发动机。运用三维制图软件SolidWorks建立了发动机主要部位的三维几何模型,然后在不同的初始温度、初始压力以及当量比条件下利用三维流体力学软件AVL-FIRE对氢发动机的压缩燃烧过程进行了CFD模拟计算。通过计算得出了氢发动机在不同条件下压缩和燃烧过程中的温度、压力的变化趋势,进一步分析了不同初始温度、初始压力以及当量比对氢发动机燃烧过程的影响,为解决氢发动机在实际运行过程中的异常燃烧问题提供了理论依据。     

航空发动机燃油系统温升特性研究

为发挥航空发动机燃油的最大使用效益,充分利用燃油对发动机滑油及飞机交流发电机(IDG)滑油的冷却作用,利用多种分析方法对某型航空发动机燃油温升特性进行研究,给出了发动机典型工作状态下的燃油温升特性,并与试验结果进行对比。结果表明提出的分析方法能够有效的计算航空发动机各工作状态下的燃油温升特性。     

射弹打击下油箱燃油泄露研究

为了确定射弹击穿飞机油箱后附近干舱的引燃和燃烧,需要对燃油通过穿孔泄露过程中燃油的泄露质量及雾化液滴的数目和尺寸进行定量计算分析。该文建立了用于模拟高速射弹击穿油箱后燃油泄露过程的解析模型,给出了燃油初始泄露速度的定量计算方法,利用最大熵原理和质量守恒定律,推出了弹丸撞击条件下泄露燃油液滴尺寸数目分布函数和索特尔平均直径SMD的计算公式,并采用Harmon液滴索特尔平均直径经验计算公式定量计算泄露燃油的平均直径。研究结果表明燃油的初始泄露速度随射弹速度的增加而呈线性增加,液滴索特尔平均直径随穿孔直径的增加而增加,随射弹速度的增加而呈线性减小。研究结果为下一步进行油箱附近干舱引燃和燃烧提供理论基础。     

面向实际应用的进气道喷射点燃式发动机瞬态燃油模型

对进气道喷射点燃式发动机的瞬态燃油控制的研究多倾向于使用复杂的数学理论,尽管智能化程度较高,但进入实际应用时会存在诸多限制。为克服进气道喷射式发动机的燃油湿壁效应,通过分析与发动机瞬态特性密切相关的参数,研究有效便捷的面向实际应用的瞬态燃油控制。根据燃油湿壁原理及经典燃油补偿策略,提出短瞬态燃油、长瞬态燃油及瞬态燃油衰减的控制方法。短瞬态燃油用于补偿节气门突变时剧烈的油膜损失,而长瞬态燃油旨在进气压力波动带来的油膜损失。长、短瞬态燃油均存在正负两种补偿。根据理想气体状态方程和经验公式计算发动机燃油流量和进气流量,得出空燃比。在某款整车平台上进行加速试验以验证模型的有效性。在此测试中,发动机经历数次缓加速和急加速的过程,长、短瞬态燃油被可靠地触发。为保证一致性,模型仿真时采用与实车测试时相同的输入参数,而保存的试验输出数据则用于检验模型的准确性。试验结果表明,最大喷油脉宽误差为2ms,且此最大误差仅在发动机处于急加速情况下出现。平均喷油脉宽误差为0.57ms,模型仿真与试验数据吻合程度较高,稳态燃油和瞬态燃油控制的准确性也得到证明。提出不仅适合实际应用控制,还可进行空燃比预测、油耗计算以及更为深入的排放控制研究的发动机瞬态燃油模型。     

试验系统初始污染度对原始效率的影响

在理想的标准试验条件的基础上,建立了燃油滤清器原始效率的数学模型,通过对该数学模型所做的理论分析,推导出在一定初始污染度条件下原始效率试验结果的分析模型,并通过试验验证,对理论分析结论和实际结果加以对比分析,阐释了初始污染度水平对原始效率的影响规律。     

液力叉车发动机与液力变矩器的匹配及传动系统参数的优化

运用最小二乘法将发动机的外特性、液力变矩器的原发台特性及其二者共同工作的输入、输出特性数值化，考虑实际存在的模糊因素，以叉车的动力性能和经济性为目标，建立了液力叉车发动机与液力变矩器匹配及传动系统参数的多目标模糊优化模型，并给出了算例。     

汽油发动机数学模型建立与仿真研究

分析了汽油发动机的控制原理和基本特征,系统研究了发动机喷油原理和点火提前角控制原理.建立了燃油蒸发与燃油膜子模型、进气歧管空气流量子模型和发动机动力输出子模型.通过仿真验证,表明该数学模型在提高汽油燃烧率,节约燃油,和功率输出稳定性方面都有较满意的表现.     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

挖掘机并联式混合动力系统建模及控制策略研究

针对液压挖掘机的并联式混合动力系统,基于其工作机理,建立了包括电池组、电动/发电机、以及柴油机在内的整个系统的动力学模型。重点建立了四缸柴油发动机的瞬态模型,以准确反映发动机转速及扭矩对外负载的动态响应情况。为了提高系统的节能效果,基于系统动力学模型及负载状况,以优化发动机工作点、提高燃油效率为目标,设计了一种多点控制策略。仿真结果表明,柴油机发动机模型合理有效,设计的控制方法能使混合动力挖掘机燃油效率得到了明显提高。     

Thermodynamic model for prediction of performance and emission characteristics of SI engine fuelled by gasoline and natural gas with experimental verification

In this study, a thermodynamic cycle simulation of a conventional four-stroke SI engine has been carried out to predict the engine performance and emissions. The first law of thermodynamics has been applied to determine in-cylinder temperature and pressure as a function of crank angle. The Newton-Raphson method was used for the numerical solution of the equations. The non-differential form of equations resulted in the simplicity and ease of the solution to predict the engine performance. Two-zone model for the combustion process simulation has been used and the mass burning rate was predicted by simulating spherical propagation of the flame front. Also, temperature dependence of specific heat capacity has been considered. The performance characteristics including power, indicated specific fuel consumption, and emissions concentration of SI engine using gasoline and CNG fuels have been determined by the model. The results of the present work have been evaluated using corresponding available experimental data of an existing SI engine running on both gasoline and CNG. It has been found that the simulated results show reasonable agreement with the experimental data. Finally, parametric studies have been carried out to evaluate the effects of equivalence ratio, compression ratio and spark timing on the engine performance characteristics in order to show the capability of the model to predict of engine operation.     

增程式混合动力公交车建模与仿真

以云内动力的D19TCI发动机为研究对象,根据厂家提供的发动机实测数据和万有特性图,在ADVISOR软件环境下建立其模型,并根据昆明市城市公交的实际行驶工况和公交车的动力需求,建立与该款发动机匹配的其他部件模型,并在不同的工况条件下进行仿真,以验证其动力性能和节油性能。     

摩托车动力性和燃油经济性的计算机仿真

利用最小二乘法和线性回归原理建立了摩托车发动机外特性和万有特性模型，并建立了摩托车动力性和燃油经济性的数学模型。用Matlab编程，对某国产摩托车进行了动力性和燃油经济性计算机仿真，及试验验证。     

SR20飞机燃油系统故障分析及调试

燃油是发动机动力输出的源泉,燃油系统负责为发动机供应连续稳定精确计量的燃油,保证发动机的安全运转。作为我院主力训练机型,SR20飞机燃油系统故障率的高低不仅关乎飞行安全更直接影响飞行训练进度。本文从燃油系统工作原理入手,结合近年来该机型实际运行中的燃油系统故障案例,对该机型燃油系统进行全面的故障机理分析,整理故障现象、原因及排故调试方法,为后续该机型燃油系统维护提供便利。     

A study of a two-stroke free piston linear engine using numerical analysis

We studied a two-stroke free piston linear engine by numerical models and simulation. The numerical models consisted of three parts: dynamic model, linear alternator model, and thermodynamic model. These models were combined and solved by a program written in Fortran. To validate the numerical models, simulation results were compared with experimental data at the same initial conditions. To provide information for the study, the effects of key parameters such as equivalence ratio, reciprocating mass, spark timing, and spring stiffness on the operating characteristics as well as performance of the engine were investigated. The simulation results indicated that by using numerical models as mentioned, the calculation data were closely similar to experimental data. Besides, this engine showed a great benefit for dynamic of piston, electric power output, and performance as spark timing was adjusted near the cylinder head. By decreasing reciprocating mass and increasing spring stiffness, the piston dynamics as well as electric power output of the engine was also improved significantly. In addition, high engine performance could be easily obtained by optimizing the key parameters.     

混联式混合动力客车能量管理实时优化算法研究

为提高新型混联式混合动力客车的燃油经济性,制定了一种功率均衡能量管理控制策略。建立动力系统模型并针对其结构特点设计了模式切换规则。通过确定各个功率需求下的电池荷电状态与发动机燃油消耗的关系,将电池功率转化为相应的油耗,以每一时刻的综合燃油消耗量最小为目标,对电池与发动机功率进行实时优化均衡控制。仿真结果表明：电池荷电状态控制在预定的区域内保持平衡,发动机运行工作点在高效区域内,且整车燃油经济性与原型客车和采用规则控制策略相比分别提高了34.18%和13.61%。