航空活塞发动机使用升限分析

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1、2013年12月北京航空航天大学学报December2013第39卷第12期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．12航空活塞发动机使用升限分析徐斌谭龙兴杨世春姬芬竹(jE京航空航天大学交通科学与工程学院，北京100191)摘要：通过对某航空活塞增压发动机仿真分析与实验研究，以使用高度上可调节范围作为该类发动机使用升限的一般标准，依据其工作过程和控制规律探讨了使用范围变化的内在原因，提出了与压气机、涡轮参数有关的方程．为提高动力性能，设计了匹配良好的二级增压系统，依据该标准仿真分析了其极限高度与使用

2、升限的可调范围，并给出进一步的改进建议．关键词：航空活塞发动机；使用升限；二级增压中图分类号：V234．1文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)12—1568-05Analysisofserviceceilingonpistonaero-engineXuBinTanLongxingYangShichunjiFenzhu【SchoolofTransportationScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Amodelcr

3、eatedbyGT-powerwhichhadbeenverificatedbyexperimentwasanalysedtofindthecriterionwhicheventuallywasfoundassociatedwithitsavailablerange．Thegeneralcriterionofhowtode．terminetheserviceceilingofpistonaero—enginewasproposedintheory．Theinternalcausesaboutthecriterionwasfoundbyanalysingitsworkprocessand

4、regularityofcontr01．Aequationwasestablishedabouttheparame．terofcompressorandturbotodeterminetheserviceceilingofengine．Toreachthemotiveforcerequirementofhighaltitudelightaero—plane，atwo-stageturbochargingsystemmatchingtheenginewellwasdesignedfortheengine．Theavailablerangeandserviceceilingofthetwo

5、-stageturbochargingaero-enginewereestablishedbysimulationandthecriterionproposed．Thesuggestionofhowtoimprovethenewenginewasgived．Keywords：aircraftpistonengine；serviceceiling；two-stagesupercharging涡轮增压技术是航空活塞发动机提升动力性能、提高运行高度的重要手段⋯．高增压技术可以进一步提升飞行高度，多级增压便是有效的技术方案之一¨。1．航空活塞增压发动机增压系统的主要目的是恢复功率，通过废气阀放

6、气或可变涡轮喷嘴等实现增压器的调节¨o．本文分析的发动机采用废气阀进行进气压力调节，以满足额定功率需求和发动机结构强度限制要求．一级涡轮增压汽油机仿真分析本文研究的发动机是四冲程一级涡轮增压汽油机，两个化油器，双点火系统，缸体水冷，缸盖风冷．其主要参数如表1．表1发动机主要参数气缸布置四缸水平对置气缸容积／cm3压缩比点火次序最大扭矩／(N·111)额定功率／kW额定转速／(r·rain。1)12ll9：11_4．2．314273．55500假设缸内工质状态均匀且为理想气体，气体流动状态为准稳态流动过程．燃烧模型采用零维单区模型，传热系数采用Woschni公式，采用三维收稿日期：201

7、3-01-21；网络出版时间：2013-07．2211：04网络出版地址：W'WW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20130722．1104．004．html基金项目：北京市自然科学基金资助项目(3132021)作者简介：徐斌(1962一)男，河北博野人，教授，xuacb@buaa．edu．ca．第12期徐斌等：航空活塞发动机使用升限分析1569CFD分析化油器特性．依据发动机结构参数和相关子模型，在GT．POW