本文關(guān)鍵詞：二沖程點燃式缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機性能試驗研究

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【摘要】：二沖程點燃式發(fā)動機具備高功重比、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低,易維護等優(yōu)點,結(jié)合重油燃料在燃油使用、儲運、價格等方面的優(yōu)勢,二沖程點燃式重油發(fā)動機在輕型航空飛行器上有著較好的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)二沖程點燃式發(fā)動機由于結(jié)構(gòu)缺陷,存在燃油短路損失以及過后排氣損失,且重油燃料粘度大,蒸發(fā)性差,霧化效果不佳,冷起動困難,導(dǎo)致點燃式重油發(fā)動機的發(fā)展受到限制。二沖程點燃式重油發(fā)動機應(yīng)用空氣輔助燃油噴射技術(shù),可以解決重油霧化問題,改善重油燃燒過程,消除或減輕燃油短路損失和過后排氣損失,提升二沖程發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性和排放性能。本文在H3701直列三缸二沖程進氣道汽油機的基礎(chǔ)上,將其改造為點燃式直噴重油發(fā)動機,重點研究了噴射時刻對直噴重油試驗樣機性動力性、燃油經(jīng)濟性、排氣溫度的影響,以及試驗樣機在冷起動過程中,不同控制參數(shù)對試驗樣機冷起動性能的影響。主要完成了以下工作:(1)對原型機進行了直噴化改造,將AADI直噴系統(tǒng)應(yīng)用于試驗樣機。設(shè)計加工了相應(yīng)的直噴缸蓋、燃油/壓縮空氣供給系統(tǒng)等部件,并建立了試驗樣機性能試驗臺架。(2)通過試驗研究,對比驗證了直噴化改造后試驗樣機的掃氣性能。試驗結(jié)果表明,直噴重油試驗樣機的掃氣性能與原型機基本一致。(3)建立了準(zhǔn)確的試驗樣機一維性能仿真模型,對部分負荷下試驗樣機重油燃燒的特性進行了仿真計算,得到了部分試驗樣機性能的變化規(guī)律。為大負荷性能試驗提供了試驗方向與理論依據(jù)。(4)通過試驗研究了不同負荷下噴射時刻對直噴重油試驗樣機動力性、經(jīng)濟性以及排氣溫度的影響。試驗結(jié)果表明,隨著轉(zhuǎn)速與負荷的提升,噴射時刻越早,發(fā)動機的動力性能與燃油經(jīng)濟性越好。且隨著噴射時刻的提前,整體上發(fā)動機的排氣溫度隨之下降,可使發(fā)動機工作在安全的溫度范圍。但是,當(dāng)發(fā)動機在極小的負荷下工作時,噴射時刻對發(fā)動機的排氣溫度的影響不大。(5)影響。試驗結(jié)果表明:隨著噴油加濃倍數(shù)的增加,冷起動時間大幅縮短;過大的噴氣結(jié)束角會導(dǎo)致冷起動性能惡化,整體上噴氣結(jié)束角對冷起動性能的影響不大;較寬的點火提前角變化范圍,可縮短冷起動時間;隨著油氣脈寬比的增大,冷起動時間減少;較大或較小的油氣間隔不利于發(fā)動機快速冷起動,應(yīng)選擇適當(dāng)大小的油氣間隔。
【關(guān)鍵詞】：二沖程發(fā)動機 重油 缸內(nèi)直噴 空氣輔助燃油噴射 噴射時刻 冷起動 試驗
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 二沖程發(fā)動機工作特點15-16
• 1.3 缸內(nèi)直噴技術(shù)在二沖程發(fā)動機上的應(yīng)用16-19
• 1.3.1 二沖程重油發(fā)動機應(yīng)用缸內(nèi)直噴技術(shù)的特殊要求16-17
• 1.3.2 二沖程點燃式重油發(fā)動機的缸內(nèi)直噴技術(shù)17-19
• 1.4 國外研究現(xiàn)狀19-21
• 1.5 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21-22
• 1.6 本文主要工作內(nèi)容22-24
• 第二章 缸內(nèi)直噴化改造及發(fā)動機性能試驗臺架的建立24-36
• 2.1 試驗樣機的缸內(nèi)直噴化改造24-28
• 2.1.1 缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的設(shè)計25-28
• 2.1.2 直噴化改造后的試驗樣機28
• 2.2 發(fā)動機性能試驗臺架的建立28-32
• 2.2.1 試驗臺架基礎(chǔ)29
• 2.2.2 冷卻水供給及排氣系統(tǒng)29
• 2.2.3 燃油及壓縮空氣供給系統(tǒng)29
• 2.2.4 點火系統(tǒng)29-30
• 2.2.5 測試設(shè)備及儀器30-31
• 2.2.6 發(fā)動機電子控制系統(tǒng)（ECU）31
• 2.2.7 發(fā)動機監(jiān)控與標(biāo)定系統(tǒng)31-32
• 2.3 直噴化改造后試驗樣機掃氣性能驗證32-35
• 2.3.1 二沖程發(fā)動機換氣效果評價指標(biāo)32-33
• 2.3.2 掃氣性能試驗33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 部分負荷下重油燃燒特性分析36-48
• 3.1 重油燃燒特性分析方法36
• 3.2 GT-Power軟件介紹36
• 3.3 基本計算理論36-39
• 3.3.1 管道與接頭處工質(zhì)的流動計算36-38
• 3.3.2 燃燒模型的計算38-39
• 3.4 一維性能仿真建模39-44
• 3.4.1 二沖程直噴重油發(fā)動機建模及計算過程40
• 3.4.2 試驗樣機的主要幾何參數(shù)40-41
• 3.4.3 GT-Power中主要模塊的參數(shù)設(shè)置41-44
• 3.5 一維性能仿真計算分析44-47
• 3.5.1 噴射時刻對燃燒及發(fā)動機性能的影響44-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 噴氣結(jié)束角對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機性能的影響48-57
• 4.1 小負荷工況下噴氣結(jié)束角對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機性能的影響48-51
• 4.1.1 發(fā)動機輸出功率隨噴氣結(jié)束角的變化48-49
• 4.1.2 發(fā)動機燃油消耗率隨噴氣結(jié)束角的變化49-50
• 4.1.3 發(fā)動機排氣溫度隨噴氣結(jié)束角的變化50-51
• 4.2 大負荷工況下噴氣結(jié)束角對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機性能的影響51-56
• 4.2.1 噴氣結(jié)束角對發(fā)動機輸出功率的影響52-54
• 4.2.2 噴氣結(jié)束角對發(fā)動機燃油消耗率的影響54-55
• 4.2.3 噴氣結(jié)束角對發(fā)動機排氣溫度的影響55-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機的冷起動性能研究57-66
• 5.1 噴油加濃倍數(shù)對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機冷起動性能的影響57-59
• 5.2 點火提前角對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機冷起動性能的影響59-60
• 5.3 噴氣結(jié)束角對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機冷起動性能的影響60-62
• 5.4 油氣脈寬比對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機冷起動性能的影響62-63
• 5.5 油氣間隔對缸內(nèi)直噴重油發(fā)動機冷起動性能的影響63-64
• 5.6 本章小結(jié)64-66
• 第六章 全文工作總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

【參考文獻】

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1 王永偉;魏民祥;楊海青;劉銳;;空氣輔助缸內(nèi)直噴發(fā)動機正時控制策略[J];航空動力學(xué)報;2014年12期

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 石允;小型點燃式二沖程活塞重油發(fā)動機混合氣形成的模擬研究[D];北京交通大學(xué);2012年

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本文編號：1030403