二沖程活塞發(fā)動機復(fù)合增壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性及切換特性的研究.pdf

1、二沖程活塞發(fā)動機作為小型航空動力裝置被廣泛采用，但其功率隨著海拔高度升高大幅下降，實用升限范圍比較小。增壓技術(shù)是強化及恢復(fù)發(fā)動機功率的一個十分重要且有效的技術(shù)手段，可用于二沖程發(fā)動機的高空功率恢復(fù)。為盡可能提高發(fā)動機實用升限，拓寬功率恢復(fù)的海拔范圍，考慮采用兩級復(fù)合增壓方案。為了避免采用兩級渦輪增壓器時發(fā)動機出現(xiàn)響應(yīng)緩慢、排氣能量不足以及排氣背壓升高等問題，本文旨在采用復(fù)合增壓（機械+渦輪）對二沖程發(fā)動機進行變海拔下的功率恢復(fù)相關(guān)研究。

2、
　　根據(jù)原型機相關(guān)結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)建立并驗證二沖程發(fā)動機GT-POWER仿真模型，在此基礎(chǔ)上進行復(fù)合增壓方案及增壓器型號的選擇、發(fā)動機與復(fù)合增壓系統(tǒng)變海拔匹配分析以及復(fù)合增壓系統(tǒng)兩級增壓比分配的研究。研究結(jié)果表明，所選復(fù)合增壓方案和增壓器能夠滿足發(fā)動機高空功率恢復(fù)的要求，且發(fā)動機與復(fù)合增壓系統(tǒng)在不同工況和海拔高度下匹配良好，復(fù)合增壓系統(tǒng)在不同工況和海拔高度下高效率運行的高低兩級增壓比分配范圍為5.5∶4.5-4.5∶5.5，且隨著

3、海拔高度的上升高效率分配比例逐漸由5.5∶4.5向4.5∶5.5過渡。
　　利用已建立的復(fù)合增壓發(fā)動機仿真模型，分別分析研究采用兩種不同增壓比分配方案下，二沖程發(fā)動機機械傳動比、廢氣放氣閥和排氣背壓閥開度等調(diào)節(jié)參數(shù)在穩(wěn)態(tài)工況下的調(diào)節(jié)特性并繪制了相關(guān)的MAP圖。研究結(jié)果表明，通過合理的調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，采用兩種增壓比分配方案均能夠?qū)崿F(xiàn)二沖程發(fā)動機高空功率恢復(fù)，其中變增壓比比例分配方案在燃油經(jīng)濟性方面更具有優(yōu)勢，而固定增壓比分配方案在優(yōu)化

4、系統(tǒng)調(diào)節(jié)、簡化操作等方面優(yōu)點突出。
　　最后，建立GT-POWER和Simulink聯(lián)合仿真模型，在此基礎(chǔ)上對復(fù)合增壓控制系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)參數(shù)進行了整定，對復(fù)合增壓發(fā)動機的上行和下行切換過程進行了詳細的分析研究并制定了相應(yīng)的切換方案，經(jīng)過對比分析確定了最佳的切換方案。研究結(jié)果表明:在復(fù)合增壓發(fā)動機上行切換過程中延遲0.2s進行機械傳動比和壓氣機旁通閥的調(diào)節(jié)有利于發(fā)動機功率的平穩(wěn)過渡;在復(fù)合增壓發(fā)動機下行切換過程中延遲1s進行壓氣機旁