二冲程对置发动机工作特性研究 被引量：3

1

作者 李志鹏 张付军 +1 位作者 刘波澜 赵振峰 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期54-60,共7页

二冲程对置发动机以其良好的功重比广泛应用于无人机、无人车等领域,采用火花点燃的工作方式使之更适合采用汽油为工作介质。文中针对装备应用需采用航空煤油的技术需求,进行了不同介质(煤油和汽油),不同喷射系统(夹气燃油喷射和气道喷... 二冲程对置发动机以其良好的功重比广泛应用于无人机、无人车等领域,采用火花点燃的工作方式使之更适合采用汽油为工作介质。文中针对装备应用需采用航空煤油的技术需求,进行了不同介质(煤油和汽油),不同喷射系统(夹气燃油喷射和气道喷射)之间的试验对比.结果表明:燃料同为汽油时,在不同节气门开度工况下,采用夹气喷射的发动机动力性优于气道喷射;只有夹气方式可以使煤油实现冷起动;进行了夹气煤油整机配机试验,在高转速工况下,节气门开度由30%提高至80%,发动机的功率和扭矩分别约增加了10 kW和65 N·m,工作过程与传统的火花点燃式发动机几近相同;最后探究了节气门控制在50%,夹气方式下煤油与汽油的性能差异对比,表明采用汽油燃料的动力性更优,功率和扭矩分别约增加了5 kW和35 N·m. 展开更多

关键词 二冲程 对置发动机 夹气喷射 煤油

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压燃式二冲程对置活塞转盘发动机一维性能仿真

2

作者 何旭 丁昊宇 +3 位作者 李耀宗 符璐鑫 李海鹰 许锴 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期153-160,共8页

二冲程对置活塞转盘(2S-OPCP)发动机是一种新型发动机.该发动机使用凸轮转盘机构替代了传统发动机中的曲柄连杆机构,这种特殊的结构使转盘发动机具有功率密度高、体积小和结构简单等优点.发动机两侧的凸轮转盘存在相对转角,通过改变凸... 二冲程对置活塞转盘(2S-OPCP)发动机是一种新型发动机.该发动机使用凸轮转盘机构替代了传统发动机中的曲柄连杆机构,这种特殊的结构使转盘发动机具有功率密度高、体积小和结构简单等优点.发动机两侧的凸轮转盘存在相对转角,通过改变凸轮相对转角θ可以改变发动机的有效压缩比及换气正时,从而影响发动机的性能.根据转盘发动机的结构特点及工作过程搭建了一维热力学仿真模型,并使用试验数据对模型的缸内压力曲线进行了标定.随着θ改变,发动机的扫气过程及性能表现都会发生变化.当θ在0°~10°内变化时,发动机的换气过程有所改善,给气比在θ=7°时最高,提升了3.5%.同时,在θ达到4°后,指示燃油消耗率(ISFC)开始逐渐增加,ISFC最高增加了3.5%(θ=10°);而平均有效压力(IMEP)最高增加了3.3%(θ=4°),之后随着θ的上升,IMEP开始降低. 展开更多

关键词 二冲程对置活塞转盘发动机 压燃 压缩比

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旋转对置活塞发动机运动学特性研究 被引量：2

3

作者 王余枫 高建兵 +4 位作者 赵玉伟 黄俊峰 宋纪龙 付忠惠 杨策 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期369-376,共8页

高功率密度发动机是未来内燃机的发展趋势.旋转对置活塞发动机结构简单,做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍,可以显著提高发动机的理论功率密度,是小型无人机、混合动力系统的理想动力源.文中通过建立数学模型,探究了旋转对置活塞发... 高功率密度发动机是未来内燃机的发展趋势.旋转对置活塞发动机结构简单,做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍,可以显著提高发动机的理论功率密度,是小型无人机、混合动力系统的理想动力源.文中通过建立数学模型,探究了旋转对置活塞发动机的结构参数对活塞运动规律、气缸容积变化规律和压缩比的影响,分析了相邻活塞运动碰撞的边界条件.研究结果表明,活塞线速度对椭圆齿轮节曲线偏心率的变化最为敏感,当线速度大于平均值时,线速度与偏心率成正比,线速度小于平均值时则成反比;偏心率的增大可以减小气缸的余隙容积,且使下止点对应的气缸容积增大,进而调节发动机的压缩比;活塞端面夹角增大可以减小气缸的余隙容积;偏心率和活塞端面夹角在±10%的范围内变化时,压缩比相应的变化范围分别为5.62~12.04和5.01~23.45,当偏心率过大时将导致相邻活塞发生碰撞. 展开更多

关键词 旋转对置活塞发动机 椭圆齿轮副 结构参数 运动规律 压缩比

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对置活塞对置气缸发动机性能模拟研究 被引量：2

4

作者 徐元利 焦志勇 +2 位作者 孙苗钟 周玉存 谈炳发 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期888-892,共5页

为研究对置活塞对置气缸(OPOC)发动机的性能,利用GT-power软件建立其独特的计算模型,并利用该模型对其主要设计参数,如进排气管直径、进气压力、喷油正时和喷嘴喷孔的数目与直径等进行优化。结果表明,该模型适用于OPOC发动机的性能模拟... 为研究对置活塞对置气缸(OPOC)发动机的性能,利用GT-power软件建立其独特的计算模型,并利用该模型对其主要设计参数,如进排气管直径、进气压力、喷油正时和喷嘴喷孔的数目与直径等进行优化。结果表明,该模型适用于OPOC发动机的性能模拟,发动机3个阶段的性能指标可达到预期目标。 展开更多

关键词 对置活塞对置气缸发动机 性能 模拟

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对置活塞发动机侧置燃烧室性能仿真研究 被引量：3

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作者 康与宁 李向荣 +2 位作者 易光明 杨伟 刘福水 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期85-93,共9页

为解决使用中心浅坑燃烧室的对置活塞发动机燃油湿壁、挤流强度低、燃烧室中心混合气过浓等问题,提出对置活塞发动机侧置燃烧室方案,对侧置ω燃烧室和侧置侧卷流燃烧室性能进行研究。使用侧置燃烧室时气口开闭相位的改变会导致发动机指... 为解决使用中心浅坑燃烧室的对置活塞发动机燃油湿壁、挤流强度低、燃烧室中心混合气过浓等问题,提出对置活塞发动机侧置燃烧室方案,对侧置ω燃烧室和侧置侧卷流燃烧室性能进行研究。使用侧置燃烧室时气口开闭相位的改变会导致发动机指示功率降低,采用GT-Power建立发动机性能仿真模型,通过改变气口参数解决了由于换气过程差异导致的侧置燃烧室性能下降问题。采用AVL FIRE进行三维仿真分析研究不同燃烧室燃烧性能,优化油束夹角后的仿真结果表明侧置侧卷流燃烧室内燃油在分流造型作用下形成卷流运动和干涉壁射流,向油束之间和缸壁附近的空气未利用区域扩散,缓解了燃油在壁面附近的堆积问题,油气混合更加均匀。侧置侧卷流燃烧室方案相比中心浅坑燃烧室方案和侧置ω燃烧室方案燃烧速率更快,指示功率更高,在对置活塞发动机上应用侧置侧卷流燃烧室对提升发动机性能具有重要意义。 展开更多

关键词 对置活塞发动机 燃烧室 换气过程 燃烧性能

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对置活塞液压输出发动机同步驱动机构动力学分析 被引量：1

6

作者 鲁怡 赵长禄 +2 位作者 张付军 左哲 王瀚正 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期28-33,52,共7页

结合一种新型对置活塞液压输出发动机(OPHO)整体设计概念,根据其同步驱动机构的工作原理建立了数学理论模型,并运用多体动力学软件Adams搭建了该机构与传统曲柄连杆机构动力学仿真分析模型,得到了该同步驱动机构关键运动部件的受力情况... 结合一种新型对置活塞液压输出发动机(OPHO)整体设计概念,根据其同步驱动机构的工作原理建立了数学理论模型,并运用多体动力学软件Adams搭建了该机构与传统曲柄连杆机构动力学仿真分析模型,得到了该同步驱动机构关键运动部件的受力情况.仿真分析结果表明,OPHO发动机的动力活塞在竖直方向的侧向力较小,缓解了气缸壁磨损的现象,延长了发动机及其零部件使用寿命.其同步驱动机构采用对称布置形式,发动机在水平方向的振动和受力可被抵消,因而发动机的整体平衡性较好. 展开更多

关键词 动力机械工程 对置活塞发动机 液压 机构动力学

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BMW新的对置式发动机

7

《车用发动机》 北大核心 1994年第6期48-53,共6页

采用两缸对置式发动机的BMW摩托车,已有70多年的历史，其特点给人以深刻的印象．近来BMW公司决定，与新的K系列直列3缸和4缸发动机并列必须保留这种对置式方案。为满足未来年代的要求，无论是基础机型还是新研制的对置式发动机，都必须... 采用两缸对置式发动机的BMW摩托车,已有70多年的历史，其特点给人以深刻的印象．近来BMW公司决定，与新的K系列直列3缸和4缸发动机并列必须保留这种对置式方案。为满足未来年代的要求，无论是基础机型还是新研制的对置式发动机，都必须保留其原有的主要优点。 展开更多

关键词 发动机 摩托车 对置式发动机 BMW 设计

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压缩比和EGR对自由活塞发动机HCCI爆震燃烧的影响

8

作者 姜慧慧 汪洋 +3 位作者 耿鹤鸣 李国田 朱永生 李冀辉 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期36-41,共6页

基于AVL FIRE仿真平台建立了液压自由活塞发动机气缸的三维仿真模型,使用大涡模拟（large eddy simulation,LES）耦合甲醇的详细化学反应动力学机理研究了压缩比和废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）率对均质压燃（homogeneou... 基于AVL FIRE仿真平台建立了液压自由活塞发动机气缸的三维仿真模型,使用大涡模拟（large eddy simulation,LES）耦合甲醇的详细化学反应动力学机理研究了压缩比和废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）率对均质压燃（homogeneous charge compression ignition,HCCI）爆震燃烧过程的影响。结果表明：甲醇的HCCI燃烧需要一定的进气加热;随着压缩比的提高,最小进气温度逐渐降低,缸内的最高燃烧温度、最大爆发压力和爆震强度均明显增加;在高压缩比工况下引入EGR时可以降低爆震强度,但EGR率较小时效果并不明显,因此需要较大的EGR率来抑制爆震;最后,对压力振荡曲线的频谱特性进行了分析,发现爆震燃烧时压力振荡的峰值频率位于10~15 k Hz区间内。 展开更多

关键词 对置式液压自由活塞发动机 爆震 均质压燃 EGR 压缩比 甲醇

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对置二冲程柴油机缸内流动形式对混合气形成及燃烧的模拟研究 被引量：30

9

作者 许汉君 宋金瓯 +4 位作者 姚春德 刘长振 于红胜 郝勇刚 王清旭 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期395-400,共6页

针对对置活塞对置气缸(OPOC)柴油机混合气形成较为困难的工作特点,有必要合理组织缸内流动,利用CFD软件研究了这种发动机不同进气方式形成涡流和滚流的效果。着重优化了滚流的形成方式,比较了涡流、滚流情况下缸内流动的特点,并对各自... 针对对置活塞对置气缸(OPOC)柴油机混合气形成较为困难的工作特点,有必要合理组织缸内流动,利用CFD软件研究了这种发动机不同进气方式形成涡流和滚流的效果。着重优化了滚流的形成方式,比较了涡流、滚流情况下缸内流动的特点,并对各自的喷油参数进行了优化,以适应不同的缸内流动形式,最后研究了两种流动方式对燃烧的影响。结果表明,缸内流动形式对燃烧的影响有很大差异。其中,组织滚流能大大提高上止点附近的缸内湍流动能,同时通过优化喷孔布置还可以增大空气利用率,由此加快了燃烧进程,并避免了火焰偏离燃烧室中心的现象,减小了向缸壁的传热损失,从而提高了OPOC柴油机的性能。 展开更多

关键词 对置活塞对置气缸(OPOC)发动机 涡流 滚流 CFD

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对置活塞二冲程柴油机换气过程的试验 被引量：8

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作者 董雪飞 赵长禄 +2 位作者 张付军 赵振峰 谢钊毅 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期362-369,共8页

针对对置活塞二冲程柴油机换气特点和示踪气体法测试原理,提出了示踪气体法在对置活塞二冲程柴油机上的具体试验方法.利用该方法开展了发动机换气过程的试验研究,分析了不同运转工况下进、排气状态参数对发动机换气品质的影响规律.结果... 针对对置活塞二冲程柴油机换气特点和示踪气体法测试原理,提出了示踪气体法在对置活塞二冲程柴油机上的具体试验方法.利用该方法开展了发动机换气过程的试验研究,分析了不同运转工况下进、排气状态参数对发动机换气品质的影响规律.结果表明:进、排气压差对换气品质及捕获空气量有较大的影响,压差越大,扫气效率和捕获空气量越高;当给气比大于1.4以后,压差对扫气效率和捕获空气量的影响趋势逐渐趋于平缓;以发动机稳定运行并兼顾较小的泵气损失为优化目标,给气比宜选取的范围为0.5~1.4. 展开更多

关键词 对置活塞二冲程发动机 示踪气体法 换气过程

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对置活塞二冲程缸内直喷汽油机混合气形成的数值研究 被引量：3

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作者 王豪 赵振峰 +1 位作者 赵长禄 马富康 《车用发动机》 北大核心 2015年第4期43-48,共6页

针对对置活塞二冲程汽油机缸径小、冲程长的特点,利用三维CFD软件AVL-Fire对缸内喷雾方向进行优化,实现全负荷工况下(6 000r/min)的缸内混合气均匀混合;并且基于优选的喷雾方向,研究部分负荷工况下(2 000r/min)二次喷射策略(不同喷油时... 针对对置活塞二冲程汽油机缸径小、冲程长的特点,利用三维CFD软件AVL-Fire对缸内喷雾方向进行优化,实现全负荷工况下(6 000r/min)的缸内混合气均匀混合;并且基于优选的喷雾方向,研究部分负荷工况下(2 000r/min)二次喷射策略(不同喷油时刻和喷油比例)对缸内混合气分层分布的影响。结果显示,增大排气侧3束喷雾的中心线与气缸中心面夹角β会导致燃油蒸发率降低,而增大进气侧3束喷雾的中心线与气缸中心面夹角α有利于提高缸内混合气的均匀度;在部分负荷时,当第一次喷油时刻为内止点前140°曲轴转角,第二次喷射时刻为内止点前60°曲轴转角,第二次喷油量为总喷油量的33%时,缸内形成理想的混合气分层分布。 展开更多

关键词 对置活塞发动机 二冲程发动机 燃油雾化 二次喷射 混合气形成

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对置活塞二冲程汽油机动力学特性分析 被引量：2

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作者 马富康 冯耀南 +2 位作者 冯云鹏 苏铁熊 赵振峰 《车用发动机》 北大核心 2017年第3期49-55,共7页

结合对置活塞二冲程汽油机对置曲柄连杆机构的设计要求,提出了4种布置方案,利用Matlab/Simulink建立了动力学仿真模型,分析了不同方案的动力学特性。结果表明,活塞运动相位差一定时,4种方案的活塞相对运动规律和缸体横向力变化规律相同... 结合对置活塞二冲程汽油机对置曲柄连杆机构的设计要求,提出了4种布置方案,利用Matlab/Simulink建立了动力学仿真模型,分析了不同方案的动力学特性。结果表明,活塞运动相位差一定时,4种方案的活塞相对运动规律和缸体横向力变化规律相同;随着相位差增大,缸体横向力波动幅值增大,平衡性变差。轴对称布置的对置曲柄连杆机构曲轴旋向相反,对置活塞对缸体的侧压力方向相同;中心对称布置的对置曲柄连杆机构曲轴旋向相同,对置活塞对缸体的侧压力方向相反。轴对称布置的缸体竖直方向合力受相位差的影响极小,约为传统发动机的2倍,相对缸体中心的力矩随相位差的增大其幅值增大;中心对称布置的缸体竖直方向合力随着相位差的增大而增大,且远小于传统发动机,相对缸体中心的力矩受相位差的影响极小。方案3中进排气侧缸体侧压力的方向及变化规律有利于气缸体水平布置的缸套润滑和实现两侧曲轴的同向同步。 展开更多

关键词 对置活塞发动机 二冲程发动机 曲柄连杆机构 运动学 动力学

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基于液压驱动缸套配气系统的新型四冲程对置活塞柴油机

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作者 嵇乾 刘志强 孙平 《中国农机化学报》 2016年第1期136-139,共4页

介绍一种基于液压驱动缸套配气系统的新型四冲程对置活塞柴油机。通过对缸套进行液压驱动可简单地实现配气过程,并可柔性的调节配气正时。安装和调节进气涡流环,可形成可变的进气涡流运动。采用从燃烧室外边缘向燃烧室中心的喷油方式,... 介绍一种基于液压驱动缸套配气系统的新型四冲程对置活塞柴油机。通过对缸套进行液压驱动可简单地实现配气过程,并可柔性的调节配气正时。安装和调节进气涡流环,可形成可变的进气涡流运动。采用从燃烧室外边缘向燃烧室中心的喷油方式,可在燃烧外边缘布置多个喷油器,实现顺序喷射、延迟喷射等喷油策略。该发动机可将对置活塞柴油机的优点与通用的性能提升措施进行良好结合,燃油适应性好,应用范围更为广泛。 展开更多

关键词 对置活塞发动机 移动缸套 液压驱动 扫气运动

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对置二冲程柴油机电辅助增压方式对能量利用的影响

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作者 吴晗 黄延瑞 +6 位作者 王子玉 张丛 郭瑾朋 孙珑 张泽宇 石智成 李向荣 《内燃机工程》 2025年第4期181-189,共9页

为解决对置活塞二冲程(opposed-piston two-stroke,OP2S)发动机低转速时排气能量不足的问题,开展辅助增压系统研究,改善增压能力。建立了电辅助增压OP2S整机一维仿真模型,分析了前置、中置、后置电辅助增压方式下缸内能量与排气能量利... 为解决对置活塞二冲程(opposed-piston two-stroke,OP2S)发动机低转速时排气能量不足的问题,开展辅助增压系统研究,改善增压能力。建立了电辅助增压OP2S整机一维仿真模型,分析了前置、中置、后置电辅助增压方式下缸内能量与排气能量利用率的特性。研究表明:废气涡轮增压器在发动机≤2300 r/min低转速工况下排气能量不足,无法稳定运行。电辅助增压可拓宽OP2S发动机稳定运行转速范围,且低转速排气能量的提升使原本无法稳定运行的废气涡轮增压器也产生增压作用,增压比进一步提升,二者相互促进。中置式电辅助增压方式的缸内能量利用率最高,较最低的前置式高1.1个百分点,而不影响排气能量利用率。 展开更多

关键词 对置活塞二冲程发动机 废气涡轮增压 电辅助增压 介入功率 能量利用率

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