活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、功率密度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,非常適用于中小型無(wú)人機(jī)。對(duì)置活塞二沖程（OP2S）發(fā)動(dòng)機(jī)作為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的一種,與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比,功率密度更高,并且由于采用的對(duì)置活塞的結(jié)構(gòu)形式,相對(duì)于普通二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),沒(méi)有氣缸蓋結(jié)構(gòu),使發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化縮小,十分適用于應(yīng)用在無(wú)人機(jī)之上。本文主要研究?jī)?yōu)化了無(wú)人機(jī)用OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程。發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)燃燒是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程,其受到噴油提前角、噴油壓力、進(jìn)氣壓力等多個(gè)參數(shù)的共同影響。基于北京理工大學(xué)提供的原型機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù),本文利用整機(jī)性能仿真軟件GT-POWER和三維計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件AVL-FIRE搭建了相應(yīng)的一維仿真模型和三維計(jì)算流體力學(xué)模型,利用一維仿真模型獲得三維仿真模型的邊界條件,并對(duì)仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合。針對(duì)無(wú)人機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的性能需求,對(duì)原型機(jī)部分參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,從而使調(diào)整后的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)更適用于無(wú)人機(jī),并對(duì)噴孔參數(shù)、噴油錐角、噴油提前角等多個(gè)參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化。本課題分別研究了OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)的噴孔參數(shù)、噴油錐角、噴油提前角（即噴油時(shí)刻）及噴油壓力的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃油分布、溫度場(chǎng)分布、缸內(nèi)壓力曲線(xiàn)及放熱率曲線(xiàn)的影... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

項(xiàng)目邏輯框架圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-1項(xiàng)目邏輯框架圖OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸結(jié)構(gòu)對(duì)其換氣效率、燃燒效率有著重要的影響，因而，建立準(zhǔn)確可靠的模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的數(shù)值分析是極為重要的。有了準(zhǔn)確的模型，課題后面噴霧模型及燃燒過(guò)程分析所得到的結(jié)果才是準(zhǔn)確可靠的。在建立了準(zhǔn)確可靠的模型的基礎(chǔ)上，再針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)燃燒過(guò)程進(jìn)行參數(shù)分析和優(yōu)化，本課題的OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒數(shù)值模擬和優(yōu)化的邏輯流程如圖1-2所示。圖1-2邏輯流程圖本課題的主要研究?jī)?nèi)容包括：利用一維仿真探究OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)的性能規(guī)律，利用三維仿真分析不同的噴油提前角、噴油壓力等對(duì)燃燒的影響及其效果等，并針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力、放熱率等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，如下所示：（1）OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)的一維模型和三維CFD模型的建立根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，利用GT-POWER軟件建立OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)的一維仿真。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文8第2章原型機(jī)試驗(yàn)和數(shù)值模型的建立本章以北京理工大學(xué)OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架為原型機(jī)，基于該試驗(yàn)臺(tái)架得出發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此建立發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能仿真模型（即一維仿真模型）和三維CFD仿真模型。其中，一維仿真模型通過(guò)GT-POWER軟件建立，三維CFD模型通過(guò)AVL-FIRE軟件建立。將建立的兩個(gè)模型和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合以確保仿真模型的準(zhǔn)確性。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)上的需求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，以使其更適于應(yīng)用在無(wú)人機(jī)之上，并對(duì)調(diào)整后的一維模型和三維CFD模型的仿真結(jié)果進(jìn)行了相互驗(yàn)證。圖2-1是OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可以看出，對(duì)置活塞二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有氣缸蓋，進(jìn)氣和排期通過(guò)氣缸壁上的進(jìn)排氣口進(jìn)行，噴油嘴也是在氣缸壁開(kāi)口伸入氣缸內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)活塞受力，通過(guò)上連桿、搖臂、下連桿推動(dòng)曲柄做功。圖2-1OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖[29]2.1原型機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)OP2S發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)系統(tǒng)由北京理工大學(xué)研制開(kāi)發(fā)，其臺(tái)架結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2-1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]對(duì)置活塞二沖程內(nèi)燃機(jī)用于無(wú)人機(jī)的研究[D]. 張紅興.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]雙對(duì)置柴油機(jī)側(cè)向組合噴霧燃燒過(guò)程的數(shù)值模擬研究[D]. 楊峰.湖南大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3593555