航空重油活塞發動機關鍵技術研究及整機驗證

Time: 2019-12-09  admin    

        綜合考慮發動機安全性、經濟性頂層設計技術與驗證

        針對總體設計目標和總體技術要求確定了總體技術方案,包括氣缸佈置形式、作功形式、着火方式、使用燃料、燃油供給系統方案、冷卻系統方案、潤滑系統方案、掃氣與燃燒系統方案、補燃增壓系統方案、起動系統方案、控制系統方案。設計方案地面標定功率160-200kW,最大功率比油耗不大於0.23kg/kW.h,功重比大於2.0。

        輕量化前提下的高可靠性結構設計及驗證

        根據本項目發動機的總體技術方案和總體參數,以及總體性能一維計算結果和機械動力學一維計算結果,完成了發動機總體結構設計。BH200航空重油活塞發動機採用6氣缸水平佈置形式,主體結構由氣缸蓋總成、氣缸體總成、曲軸總成、活塞連杆總成、曲軸箱總成、附件總成組成。

        低油耗、低污染重油活塞發動機油氣匹配燃燒技術與驗證

        根據本項目發動機的總體技術方案要求,完成了燃油系統整體方案結構設計,精確冷卻系統總體方案設計。重點突破了補燃增壓器複合循環增壓掃氣匹配技術,低污染高效燃燒技術。

        帶補燃高增壓比抗高脈衝增壓器技術與驗證

        補燃增壓系統由兩級壓氣機、單級向心渦輪、中冷器、進排氣管路、補燃燃燒室、控制與調節系統(TCU)組成。補燃渦輪增壓器中低壓軸流壓氣機葉輪、及渦輪葉輪裝在同一根軸上一起轉動組成轉子系統。內燃機排氣具有較高的溫度和一定壓力,廢氣以一定的角度沖向渦輪,推動渦輪高速轉動,渦輪帶動與其同軸的軸流和徑流壓氣機葉輪同步轉動,高速轉動的葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,經兩級增壓後進入發動機氣缸燃燒後從排氣管排出,再進入補燃燃燒室進一步燃燒以回收排氣能量。最後補燃燃燒室的高溫氣體進入向心渦輪做功。

        根據總體設計目標和總體設計性能要求,確定了發動機與增壓系統匹配要求。建立了匹配計算所需一維仿真模型。為保障增壓器設計的可行性,在GT-POWER中調用標準增壓器模型,基於等馬赫數原則和等雷諾數原則,根據發動機設計點的轉速、流量、壓比、效率,對標準增壓器的特性圖進行模化,基於流量匹配二衝程活塞發動機,建立了補燃增壓系統發動機分析模型。


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