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排气歧管特性参数对椭圆转子发动机排气过程的影响研究
1
作者
史少远
秦静
+3 位作者
王膺博
裴毅强
张岩
王振彪
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
北大核心
2025年第6期651-661,共11页
椭圆转子发动机通过转子上的进、排气口换气,具有3个燃烧室且曲轴转速是转子转速的2倍,其换气特性和排气特征与传统活塞往复式发动机及三角转子发动机有明显区别.本文利用GT-Power软件建立了符合椭圆转子发动机工作特点的一维模型,以研...
椭圆转子发动机通过转子上的进、排气口换气,具有3个燃烧室且曲轴转速是转子转速的2倍,其换气特性和排气特征与传统活塞往复式发动机及三角转子发动机有明显区别.本文利用GT-Power软件建立了符合椭圆转子发动机工作特点的一维模型,以研究此类型发动机的换气过程特点、排气脉冲特性及排气歧管长度对其的影响规律,为高换气效率排气系统结构设计提供参考.研究结果表明:完整的排气过程可以划分为4个阶段:阶段1、2是废气流出的主要时期,占总排气量的90%以上;阶段3、4进、排气口同时开启但无法实现有效的扫气过程,且废气回流现象明显,导致缸内残余废气率提高.相邻燃烧室之间存在进、排气口叠开期,每个燃烧室排气末期均对应后燃烧室的排气初期,后燃烧室废气大量流出的同时窜漏入相邻燃烧室的现象较为明显,即燃烧室内的残余废气量同时受到自身排气过程和相邻燃烧室排气过程的综合影响.排气歧管长度变化对气口全开期的影响大于气口叠开期,气口全开期排气量是叠开期的3倍以上.计算长度范围内最优歧管长度可使排气过程排气量提高3.21%,并使气口叠开期的进气量提高32.80%.实现更好的排气效果的同时利于进气过程,有效地减少了阶段3废气向进气道的回流量,最终降低燃烧室内的残余废气率,实现换气效率的提高.
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关键词
椭圆转子发动机
排气管路结构
排气过程
排气压力特性
残余废气率
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职称材料
平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机燃烧过程的影响
2
作者
么大锁
秦静
+2 位作者
裴毅强
王膺博
张岩
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期334-346,共13页
针对小型椭圆转子发动机燃烧不充分的问题,运用数值模拟方法,研究了平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机缸内流场、湍动能、燃烧过程的影响。研究结果表明:小型椭圆转子发动机缸内湍动能和流场受平移距离、燃烧室半径、燃烧速度...
针对小型椭圆转子发动机燃烧不充分的问题,运用数值模拟方法,研究了平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机缸内流场、湍动能、燃烧过程的影响。研究结果表明:小型椭圆转子发动机缸内湍动能和流场受平移距离、燃烧室半径、燃烧速度的共同影响,在不同阶段,起主导作用的因素各不相同。在进气初期,平移距离起主导作用;在进气中期,燃烧室半径起主导作用;在燃烧阶段,燃烧速度起主导作用;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以提高燃烧速度,增加缸内的湍动能,使火焰传播距离更远,有利于解决在燃烧室两侧狭缝中燃烧不完全的问题;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以使更多的燃料在球形燃烧室内燃烧,从而提高燃料利用率、增大放热量、减少碳氢排放;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以显著提高燃烧阶段缸内的温度和压力,指示热效率和指示功均大幅提高。当平移距离为0.3 mm时,小型椭圆转子发动机指示热效率和指示功分别为24.48%和14.94 J,与平移距离为0.9 mm时相比,指示热效率和指示功分别提高了58.0%和51.4%。本研究为小型椭圆转子发动机的性能改进和优化设计提供了理论基础与技术支撑。
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关键词
椭圆转子发动机
平移距离
燃烧室半径
燃烧过程
燃烧速度
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职称材料
压缩比与点火正时对氢燃料椭圆转子发动机综合性能的影响
3
作者
杨正浩
耿琪
+2 位作者
贾光宇
杜洋
何光宇
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第6期32-41,共10页
为解决转子发动机狭长结构与偏心运动导致的燃烧性能差这一难题,提出了一种采用氢燃料的椭圆转子发动机,探索压缩比与点火正时对转子发动机动力学与热力学特性影响机制,提高发动机综合性能与能量转化效率。基于时序法建立椭圆转子发动机...
为解决转子发动机狭长结构与偏心运动导致的燃烧性能差这一难题,提出了一种采用氢燃料的椭圆转子发动机,探索压缩比与点火正时对转子发动机动力学与热力学特性影响机制,提高发动机综合性能与能量转化效率。基于时序法建立椭圆转子发动机0维模型,将燃烧室系统内的热力学参数与物质组分视为均匀分布,依次建立层流火焰燃烧、漏气、传热、NO排放子模型;在此基础上,探究了压缩比(7、9、11)与点火正时(320°、330°、340°、350°)对稀燃条件下氢燃料椭圆转子发动机燃烧放热特性的影响。结果表明:提前点火会增加缸内高压持续期,增大工质泄漏;在低压缩比下,过晚的点火会使得缸内压力严重偏离等容燃烧曲线,降低发动机热功转换效率;压缩比为9的参考工况下,随着点火正时从320°升高至350°,峰值缸内压力下降了1.30MPa,延后了13.86°;当压缩比升高至11时,发动机于较晚的340°点火可获得最高的指示功率12.67kW与最低的指示油耗76.03g/(kW·h),此时热效率达到0.338,较参考工况(压缩比为9、点火正时为330°)提高了1.65%。
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关键词
椭圆转子发动机
氢燃料
压缩比
点火正时
动力性能
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职称材料
题名
排气歧管特性参数对椭圆转子发动机排气过程的影响研究
1
作者
史少远
秦静
王膺博
裴毅强
张岩
王振彪
机构
天津大学先进内燃动力全国重点实验室
天津大学内燃机研究所
中国北方发动机研究所柴油机增压技术重点实验室
出处
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
北大核心
2025年第6期651-661,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52276131)
柴油机增压技术重点实验室基金项目(6142212210411).
文摘
椭圆转子发动机通过转子上的进、排气口换气,具有3个燃烧室且曲轴转速是转子转速的2倍,其换气特性和排气特征与传统活塞往复式发动机及三角转子发动机有明显区别.本文利用GT-Power软件建立了符合椭圆转子发动机工作特点的一维模型,以研究此类型发动机的换气过程特点、排气脉冲特性及排气歧管长度对其的影响规律,为高换气效率排气系统结构设计提供参考.研究结果表明:完整的排气过程可以划分为4个阶段:阶段1、2是废气流出的主要时期,占总排气量的90%以上;阶段3、4进、排气口同时开启但无法实现有效的扫气过程,且废气回流现象明显,导致缸内残余废气率提高.相邻燃烧室之间存在进、排气口叠开期,每个燃烧室排气末期均对应后燃烧室的排气初期,后燃烧室废气大量流出的同时窜漏入相邻燃烧室的现象较为明显,即燃烧室内的残余废气量同时受到自身排气过程和相邻燃烧室排气过程的综合影响.排气歧管长度变化对气口全开期的影响大于气口叠开期,气口全开期排气量是叠开期的3倍以上.计算长度范围内最优歧管长度可使排气过程排气量提高3.21%,并使气口叠开期的进气量提高32.80%.实现更好的排气效果的同时利于进气过程,有效地减少了阶段3废气向进气道的回流量,最终降低燃烧室内的残余废气率,实现换气效率的提高.
关键词
椭圆转子发动机
排气管路结构
排气过程
排气压力特性
残余废气率
Keywords
elliptical rotor engine
exhaust pipe structure
exhaust process
exhaust pressure characteristic
residual exhaust gas rate
分类号
TK45 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机燃烧过程的影响
2
作者
么大锁
秦静
裴毅强
王膺博
张岩
机构
天津大学先进内燃动力全国重点实验室
天津仁爱学院机械工程学院
天津大学内燃机研究所
中国北方发动机研究所柴油机增压技术重点实验室
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期334-346,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(52276131)
柴油机增压技术重点实验室基金资助项目(6142212210411)。
文摘
针对小型椭圆转子发动机燃烧不充分的问题,运用数值模拟方法,研究了平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机缸内流场、湍动能、燃烧过程的影响。研究结果表明:小型椭圆转子发动机缸内湍动能和流场受平移距离、燃烧室半径、燃烧速度的共同影响,在不同阶段,起主导作用的因素各不相同。在进气初期,平移距离起主导作用;在进气中期,燃烧室半径起主导作用;在燃烧阶段,燃烧速度起主导作用;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以提高燃烧速度,增加缸内的湍动能,使火焰传播距离更远,有利于解决在燃烧室两侧狭缝中燃烧不完全的问题;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以使更多的燃料在球形燃烧室内燃烧,从而提高燃料利用率、增大放热量、减少碳氢排放;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以显著提高燃烧阶段缸内的温度和压力,指示热效率和指示功均大幅提高。当平移距离为0.3 mm时,小型椭圆转子发动机指示热效率和指示功分别为24.48%和14.94 J,与平移距离为0.9 mm时相比,指示热效率和指示功分别提高了58.0%和51.4%。本研究为小型椭圆转子发动机的性能改进和优化设计提供了理论基础与技术支撑。
关键词
椭圆转子发动机
平移距离
燃烧室半径
燃烧过程
燃烧速度
Keywords
elliptical rotary engine
translation distance
combustion chamber radius
combustion process
combustion speed
分类号
TK45 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
压缩比与点火正时对氢燃料椭圆转子发动机综合性能的影响
3
作者
杨正浩
耿琪
贾光宇
杜洋
何光宇
机构
空军工程大学航空动力系统及等离子体技术全国重点实验室
中国人民解放军
西安交通大学机械工程学院
出处
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第6期32-41,共10页
基金
中国博士后基金资助项目(2023M732761)。
文摘
为解决转子发动机狭长结构与偏心运动导致的燃烧性能差这一难题,提出了一种采用氢燃料的椭圆转子发动机,探索压缩比与点火正时对转子发动机动力学与热力学特性影响机制,提高发动机综合性能与能量转化效率。基于时序法建立椭圆转子发动机0维模型,将燃烧室系统内的热力学参数与物质组分视为均匀分布,依次建立层流火焰燃烧、漏气、传热、NO排放子模型;在此基础上,探究了压缩比(7、9、11)与点火正时(320°、330°、340°、350°)对稀燃条件下氢燃料椭圆转子发动机燃烧放热特性的影响。结果表明:提前点火会增加缸内高压持续期,增大工质泄漏;在低压缩比下,过晚的点火会使得缸内压力严重偏离等容燃烧曲线,降低发动机热功转换效率;压缩比为9的参考工况下,随着点火正时从320°升高至350°,峰值缸内压力下降了1.30MPa,延后了13.86°;当压缩比升高至11时,发动机于较晚的340°点火可获得最高的指示功率12.67kW与最低的指示油耗76.03g/(kW·h),此时热效率达到0.338,较参考工况(压缩比为9、点火正时为330°)提高了1.65%。
关键词
椭圆转子发动机
氢燃料
压缩比
点火正时
动力性能
Keywords
elliptical rotary engine
hydrogen fuel
compression ratio
ignition timing
power performance
分类号
TK45 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
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1
排气歧管特性参数对椭圆转子发动机排气过程的影响研究
史少远
秦静
王膺博
裴毅强
张岩
王振彪
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机燃烧过程的影响
么大锁
秦静
裴毅强
王膺博
张岩
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
压缩比与点火正时对氢燃料椭圆转子发动机综合性能的影响
杨正浩
耿琪
贾光宇
杜洋
何光宇
《西安交通大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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