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文檔簡介
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。增壓技術是強化及恢復發(fā)動機功率的一個十分重要且有效的技術手段,可用于二沖程發(fā)動機的高空功率恢復。為盡可能提高發(fā)動機實用升限,拓寬功率恢復的海拔范圍,考慮采用兩級復合增壓方案。為了避免采用兩級渦輪增壓器時發(fā)動機出現響應緩慢、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相關研究。
2、
根據原型機相關結構及性能參數建立并驗證二沖程發(fā)動機GT-POWER仿真模型,在此基礎上進行復合增壓方案及增壓器型號的選擇、發(fā)動機與復合增壓系統(tǒng)變海拔匹配分析以及復合增壓系統(tǒng)兩級增壓比分配的研究。研究結果表明,所選復合增壓方案和增壓器能夠滿足發(fā)動機高空功率恢復的要求,且發(fā)動機與復合增壓系統(tǒng)在不同工況和海拔高度下匹配良好,復合增壓系統(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節(jié)參數在穩(wěn)態(tài)工況下的調節(jié)特性并繪制了相關的MAP圖。研究結果表明,通過合理的調節(jié)相關參數,采用兩種增壓比分配方案均能夠實現二沖程發(fā)動機高空功率恢復,其中變增壓比比例分配方案在燃油經濟性方面更具有優(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,在此基礎上對復合增壓控制系統(tǒng)PID調節(jié)參數進行了整定,對復合增壓發(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的切換方案,經過對比分析確定了最佳的切換方案。研究結果表明:在復合增壓發(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節(jié)有利于發(fā)動機功率的平穩(wěn)過渡;在復合增壓發(fā)動機下行切換過程中延遲1s進行壓氣機旁
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