二冲程航空活塞发动机电动增压匹配与实验研究

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作者 王成东 李冰林 +3 位作者 魏民祥 张涌 魏德民 赵卓文 《推进技术》 北大核心 2025年第5期13-21,共9页

为解决二冲程航空活塞发动机在高空环境下功率损失过大的问题,开展了某二冲程航空活塞发动机电动增压匹配及实验研究。建立了原机一维仿真模型并进行了试验校核;以此为基础计算了增压参数并选取了电动增压器,通过建立增压发动机模型进... 为解决二冲程航空活塞发动机在高空环境下功率损失过大的问题,开展了某二冲程航空活塞发动机电动增压匹配及实验研究。建立了原机一维仿真模型并进行了试验校核;以此为基础计算了增压参数并选取了电动增压器,通过建立增压发动机模型进行了增压匹配;搭建了地面模拟高空试验台,进行了发动机不同海拔下增压匹配试验。试验结果表明:额定工况下该二冲程航空活塞发动机匹配电动增压系统后,在7 km海拔高度下,发动机转速提升到海平面发动机转速的88.9%,功率恢复到海平面功率的76%,较7 km功率恢复指标提升了8.5%。通过电动增压匹配,能够很好地提升无人机高空动力性。 展开更多

关键词 二冲程航空活塞发动机 电动增压 增压匹配 模拟高空 功率恢复

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基于可变高增压方式的航空活塞发动机变海拔工作特性仿真研究

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作者 陈贵升 胡闪 +3 位作者 沈颖刚 孙敏 龚航 杨杰 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期43-53,共11页

以一台直列四冲程压燃式航空活塞发动机为研究机型,通过GT-Power构建一维热力学模型,首先对比研究了不同海拔下固定截面增压(fixed geometry turbocharger,FGT)、可变几何截面增压(variable geometry turbocharger,VGT)和两级可变几何... 以一台直列四冲程压燃式航空活塞发动机为研究机型,通过GT-Power构建一维热力学模型,首先对比研究了不同海拔下固定截面增压(fixed geometry turbocharger,FGT)、可变几何截面增压(variable geometry turbocharger,VGT)和两级可变几何截面增压(twinvariable geometry turbocharger,TVGT)对发动机性能的影响;然后基于搭建的TVGT增压系统,探究了高、低压级VGT叶片开度对发动机变海拔条件下工作特性的影响。结果表明:在不同海拔和转速工况下,发动机匹配TVGT增压系统后,其海拔适应性更佳。针对TVGT系统,在不同海拔下,当高压级VGT叶片开度位于0.2~0.4范围内,低压级VGT叶片开度位于0.6~0.8范围内时可以获得较高的动力性及经济性。通过对高、低压级VGT叶片开度的优化,在巡航工况转速3397 r/min时可在6000 m海拔下实现106.8%的功率恢复目标,可满足发动机对高海拔工作运行的功率恢复要求。 展开更多

关键词 压燃式航空活塞发动机 变海拔 两级可变几何截面增压 性能 功率恢复

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基于涡轮增压系统模型的发动机安全影响因素敏感性分析

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作者 李果 王梓潞 +1 位作者 滕依达 许通格 《中国民航大学学报》 2025年第1期1-10,共10页

采用涡轮增压系统可以有效地恢复发动机高空动力性能,提高通用航空器的工作升限,但在改善发动机性能的同时,其安全性也应引起足够重视。为提高航空活塞发动机涡轮增压系统的安全性并对实际运行提供建议,本文基于模型的系统安全性分析、... 采用涡轮增压系统可以有效地恢复发动机高空动力性能,提高通用航空器的工作升限,但在改善发动机性能的同时,其安全性也应引起足够重视。为提高航空活塞发动机涡轮增压系统的安全性并对实际运行提供建议,本文基于模型的系统安全性分析、“V”型安全性分析、响应面分析法(RSM,response surface methodology)与Sobol因子敏感性分析方法,构建了以Rotax 914为原型的发动机整机准维模型与拟合方程进行全局敏感性分析,对航空活塞发动机涡轮增压系统性能的不同安全影响因素的敏感性进行分析与比较。结果表明:海拔高度的敏感性指数远高于其他因素;进气阀直径的敏感性指数高于废气阀直径但二者在量级上相近;在正常运行环境下空气过滤器的有效长度对发动机涡轮增压系统几乎不产生影响。因此,在实际运行中可以根据分析结果调整安全影响因素的变化范围,降低关键因素的不确定性,从而进行高效、直观的安全分析。 展开更多

关键词 航空活塞发动机 涡轮增压系统模型 响应面分析法(RSM) Sobol因子 敏感性分析

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中冷压降对多级增压航空活塞发动机性能影响研究

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作者 任正敏 秦彪 +3 位作者 卢康博 姚晔 石磊 邓康耀 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期35-45,共11页

为了提高航空用活塞发动机升限和高空性能,本文基于仿真方法,建立带有三级增压中冷的复合增压系统GT-POWER计算模型,并研究了不同飞行高度下各级中冷器的压降对增压系统及发动机性能参数的影响。研究表明,级后中冷器的压降会改变不同飞... 为了提高航空用活塞发动机升限和高空性能,本文基于仿真方法,建立带有三级增压中冷的复合增压系统GT-POWER计算模型,并研究了不同飞行高度下各级中冷器的压降对增压系统及发动机性能参数的影响。研究表明,级后中冷器的压降会改变不同飞行高度下的增压系统中涡轮增压器的效率及实际总压比,进而影响发动机的动力性能和燃油经济性。其中,低压级中冷器的压降影响最为显著。在海拔20 km,当中冷器压降增大至6 kPa时,低压级中冷压降导致增压系统实际总压比下降了28.9%。同时,低压级中冷压降造成的航空活塞发动机功率损失约是同工况高压级造成的4倍、机械级的8.3倍。 展开更多

关键词 航空活塞发动机 多级中冷 多级增压 压降 发动机性能

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高原型无人机活塞发动机涡轮增压器匹配研究

5

作者 赵凯绅 杨广宾 +3 位作者 胡崇波 郭万山 齐国海 翟磊 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期105-112,共8页

目的为了研究利用汽车发动机开发低成本民用航空无人机活塞发动机的应用价值,方法提出基于汽车涡轮增压发动机的高海拔性能劣化补偿目标的开发方法。选取某型车用活塞式涡轮增压发动机,分析变海拔环境下的增压器-发动机匹配条件,评估汽... 目的为了研究利用汽车发动机开发低成本民用航空无人机活塞发动机的应用价值,方法提出基于汽车涡轮增压发动机的高海拔性能劣化补偿目标的开发方法。选取某型车用活塞式涡轮增压发动机,分析变海拔环境下的增压器-发动机匹配条件,评估汽车涡轮增压发动机在无人机飞行包线的边界内性能变差程度。通过目标海拔高度条件下的仿真计算,获得新涡轮增压器的目标增压压比和发动机进气流量。以此计算结果为目标新增压器的性能边界,选定某型号涡轮增压器,其性能输出特性能够覆盖该发动机作为无人机动力的进气目标增压压力和流量。在平原和高高原条件下开展无人机飞行性能验证,对新开发增压器的压气叶轮和涡轮叶轮产生的压比、膨胀比以及各自的折合流量分别进行校核,分析无人机在不同海拔环境下的飞行测试数据。结果结果表明,新匹配的涡轮增压器在海拔4200 m的高高原条件下搭载试验发动机,压气机压比为3.2,换算流量0.092 kg/s,运行区间在增压器叶轮的MAP包络线以内,能够使无人机达到28.2%的悬停有效载荷比,性能达到高高原载重飞行的技术要求。结论利用汽车涡轮增压发动机,按照无人机飞行包线内工况,重新匹配涡轮增压器的压气机,并校核涡轮机运行工况,能够实现满足民用航空无人机对高高原低空载重飞行性能的基本要求,匹配方法为新产品开发应用提供了理论指导。 展开更多

关键词 涡轮增压器 活塞发动机 高高原条件 低空无人机

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活塞航空发动机复合增压技术仿真分析 被引量：5

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作者 潘钟键 何清华 张祥剑 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1543-1547,共5页

为研究复合增压条件下活塞航空发动机高空性能,建立某型活塞航空发动机复合增压GT-POWER仿真模型并验证模型的准确性,对不同增压条件下的发动机高空特性进行分析。仅在一级涡轮增压条件下,发动机在5 000 m高空时,和地面工况相比,压力峰... 为研究复合增压条件下活塞航空发动机高空性能,建立某型活塞航空发动机复合增压GT-POWER仿真模型并验证模型的准确性,对不同增压条件下的发动机高空特性进行分析。仅在一级涡轮增压条件下,发动机在5 000 m高空时,和地面工况相比,压力峰值降低26%且后燃现象严重,同时缸内温度上升,发动机热负荷显著增加,发动机功率下降。在复合增压条件下,高空时缸内压力得到恢复,缸内温度趋于地面工况,发动机功率得到恢复。该发动机搭载某轻型飞机进行高空试飞后,在7 600 m高空功率仍可保持80%的功率,验证复合增压技术满足高空飞行的需求。 展开更多

关键词 活塞航空发动机 涡轮增压 后燃 复合增压 压力峰值 功率恢复

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航空发动机变几何涡轮增压性能研究 被引量：3

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作者 徐斌 周帆 +2 位作者 杨世春 田富刚 谭龙兴 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1523-1530,共8页

提出了一种变几何涡轮增压器用于发动机高空恢复功率的方法,并对其调节规律和相关特性进行研究。依据涡轮流动模型,分析了相同工况下不同喷嘴环开度对涡轮增压器工作的影响。在GT-POWER中建立了变几何涡轮增压发动机模型,通过全高度下... 提出了一种变几何涡轮增压器用于发动机高空恢复功率的方法,并对其调节规律和相关特性进行研究。依据涡轮流动模型,分析了相同工况下不同喷嘴环开度对涡轮增压器工作的影响。在GT-POWER中建立了变几何涡轮增压发动机模型,通过全高度下不同工况的仿真分析,验证了变几何涡轮增压发动机恢复海平面功率的应用。结果表明,匹配了变几何涡轮增压器的发动机能够显著提高发动机高空可调范围,其使用升限从5 km提升到了6 km,对变几何涡轮增压器应用于恢复功率与喷嘴环开度的调节规律具有指导意义。 展开更多

关键词 航空活塞发动机 变几何涡轮增压 功率特性 可调范围 使用升限

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小型航空活塞发动机二级增压方案的仿真分析 被引量：2

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作者 马震 郭伟 +1 位作者 宁智 王兴海 《小型内燃机与摩托车》 CAS 北大核心 2011年第3期33-37,共5页

根据某小型航空活塞发动机功率恢复的需要,提出了两种不同的二级增压系统方案,即可调二级增压系统和带旁通阀的可调二级增压系统。研究结果表明,两种二级增压系统方案均能较大幅度提升发动机的运行高度;相比较,带旁通阀的可调二级增压... 根据某小型航空活塞发动机功率恢复的需要,提出了两种不同的二级增压系统方案,即可调二级增压系统和带旁通阀的可调二级增压系统。研究结果表明,两种二级增压系统方案均能较大幅度提升发动机的运行高度;相比较,带旁通阀的可调二级增压系统在提升发动机性能方面具有更大的优越性。 展开更多

关键词 小型航空活塞发动机 二级增压 仿真

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不同增压模式对压燃式航空活塞发动机性能的影响研究 被引量：1

9

作者 陈贵升 孙敏 +3 位作者 贺如 沈颖刚 杨杰 杨顺 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期38-48,共11页

压燃式航空活塞发动机在高空环境下易出现动力衰减、推力不足等关键问题,因此,增压系统的匹配研究和优化至关重要。基于GT-Power软件构建一维整机热力学模型,探究了不同海拔下增压模式以及高压级压气机叶片开度对压燃式航空活塞发动机... 压燃式航空活塞发动机在高空环境下易出现动力衰减、推力不足等关键问题,因此,增压系统的匹配研究和优化至关重要。基于GT-Power软件构建一维整机热力学模型,探究了不同海拔下增压模式以及高压级压气机叶片开度对压燃式航空活塞发动机性能的影响。研究表明:海拔4000m下,在3400r/min工况点,相较于固定截面增压(FGT),采用可变涡轮截面增压(VGT)技术后,燃烧始点提前了31.7%,转矩和功率分别提高36%,43.5%,泵气损失增加10.5%;而采用可调两级增压(RTST)后性能提升效果更显著,使发动机工作升限从5480m提升到了6000m,但在高转速下,RTST增压效率以及对发动机动力性能的增幅会出现下降趋势;低海拔下,随RTST高压级VGT叶片开度的减小,燃烧始点推迟,功率降低,油耗增加;高海拔下,燃烧始点、功率和油耗随叶片开度的减小而呈现与低海拔时相反的趋势。 展开更多

关键词 压燃式航空活塞发动机 海拔 增压模式 可变截面增压器 两级增压

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二冲程航空活塞发动机增压匹配研究和优化 被引量：11

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作者 张朔 赵振峰 +1 位作者 董雪飞 叶莹 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期135-142,共8页

针对二冲程航空活塞发动机高空功率下降问题开展增压匹配的相关研究。建立二冲程非增压航空活塞发动机的一维仿真模型,并对仿真模型进行了实验验证;以校验后的非增压发动机模型为基础匹配了增压器,建立增压发动机模型。通过废气涡轮增... 针对二冲程航空活塞发动机高空功率下降问题开展增压匹配的相关研究。建立二冲程非增压航空活塞发动机的一维仿真模型,并对仿真模型进行了实验验证;以校验后的非增压发动机模型为基础匹配了增压器,建立增压发动机模型。通过废气涡轮增压匹配进行不同海拔高度条件下的匹配计算;研究高空环境下二冲程增压发动机的工作情况,提出利用排气系统结构优化拓宽增压器的工作范围,利用废气旁通阀控制增压程度方法对增压系统进行优化。获得了在7000 m海拔高度能够实现76%功率恢复的增压型二冲程航空活塞发动机,满足某无人机平台飞行任务剖面对发动机的需求。 展开更多

关键词 航空活塞发动机 二冲程 增压匹配 无人机 涡轮增压 高空功率恢复

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一种带涡轮增压器的活塞发动机调节及其特性 被引量：8

11

作者 陈妍 王洪铭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期16-20,共5页

介绍在空中标准及非标准大气条件下，用涡轮控制单元调节航空活塞式发动机的原理及其空中特性的计算方法，与国外该生产厂家提供的数据结果一致．本方法还可计算超过临界高度的特性．

关键词 标准大气 涡轮增压器 活塞式发动机 航空 调节

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某航空活塞发动机机械增压器旁通阀门启闭特性分析 被引量：1

12

作者 潘钟键 邹湘伏 周志东 《航空工程进展》 CSCD 2017年第4期438-443,共6页

机械增压器现已在汽车发动机上得到了广泛应用,但其在航空活塞发动机上的应用和研究较少。分析机械增压器的工作过程,在簧片阀模型的基础上,考虑旁通阀门启闭压力与涡轮增压器压比之间的线性关系并对其建模;搭建某型航空活塞发动机GT-PO... 机械增压器现已在汽车发动机上得到了广泛应用,但其在航空活塞发动机上的应用和研究较少。分析机械增压器的工作过程,在簧片阀模型的基础上,考虑旁通阀门启闭压力与涡轮增压器压比之间的线性关系并对其建模;搭建某型航空活塞发动机GT-POWER数值仿真模型并进行实验验证,在整机模型的基础上,研究不同转速下通过旁通阀门的质量流率以及不同高度下旁通阀门的通流面积。结果表明:巡航工况下,海拔2 680m时阀门关闭;起飞工况下,海拔3 000m阀门关闭,该结果可为发动机实际高空飞行提供理论支持。 展开更多

关键词 航空活塞发动机 机械增压器 旁通阀门 质量流率 通流面积

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带补燃增压的航空活塞发动机复合型起动策略研究 被引量：1

13

作者 刘畅 徐征 周煜 《小型内燃机与车辆技术》 2021年第1期5-12,共8页

航空活塞发动机有着功重比高,体积小,油耗低的优势,旁通补燃增压系统可以提升发动机功率,但由于其系统特殊性,需要进行起动策略设计与研究。针对带补燃增压的航空重油发动机,设计了电机起动与高压空气起动相结合的复合型起动策略。以某... 航空活塞发动机有着功重比高,体积小,油耗低的优势,旁通补燃增压系统可以提升发动机功率,但由于其系统特殊性,需要进行起动策略设计与研究。针对带补燃增压的航空重油发动机,设计了电机起动与高压空气起动相结合的复合型起动策略。以某型200kW补燃增压重油发动机作为验证,根据发动机基本参数,进行起动能量理论分析,设计了发动机起动策略:首先起动燃机循环,再由涡轮前引高温高压燃气用于空气起动系统,起动电机同时驱动曲轴,在二者的共同作用下将发动机加速至最低起动转速,完成起动过程。并使用GT-POWER软件进行瞬态一维仿真分析,从理论与数值仿真方面验证起动策略可行性。 展开更多

关键词 补燃增压系统 航空活塞发动机 起动策略 GT-POWER

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星型航空活塞发动机增压匹配及控制参数研究

14

作者 王岩 赵振峰 +2 位作者 武成玉 金金 孙昭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期147-156,共10页

针对某星型航空活塞发动机在高海拔地区的功率衰减问题,开展增压匹配及控制策略研究。利用GT-Power建立星型发动机的性能匹配仿真模型,并通过试验对仿真模型进行了校核;在此基础上匹配了涡轮增压器,建立增压发动机模型。进行了0~8km不... 针对某星型航空活塞发动机在高海拔地区的功率衰减问题,开展增压匹配及控制策略研究。利用GT-Power建立星型发动机的性能匹配仿真模型,并通过试验对仿真模型进行了校核;在此基础上匹配了涡轮增压器,建立增压发动机模型。进行了0~8km不同飞行高度条件下的增压匹配与发动机功率随海拔高度的匹配计算;根据计算结果设计了废气旁通阀开度控制策略并得到了喷油点火控制参数的影响规律。研究结果表明:为星型活塞发动机所匹配的废气涡轮增压系统,可使发动机在8km海拔高度时功率恢复到地面功率的83%,较原机8km海拔高度功率提升了90%,可很好满足飞机对发动机高空功率恢复需求。 展开更多

关键词 活塞发动机 高空功率恢复 涡轮增压 增压匹配 控制策略

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飞机使用升限对增压活塞发动机的匹配要求 被引量：5

15

作者 徐斌 谭龙兴 +1 位作者 杨世春 姬芬竹 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1643-1647,共5页

发动机工况调节范围对无人机的安全运行具有重要影响.通过对增压活塞发动机与飞机的动力学分析,得到了使用升限上最大爬升率对螺旋桨和发动机的动力要求,提出了使用升限上发动机可调范围与剩余功率的要求.对增压器匹配提出了新的要求,... 发动机工况调节范围对无人机的安全运行具有重要影响.通过对增压活塞发动机与飞机的动力学分析,得到了使用升限上最大爬升率对螺旋桨和发动机的动力要求,提出了使用升限上发动机可调范围与剩余功率的要求.对增压器匹配提出了新的要求,即使用升限范围内保证飞机巡航工况能够恢复海平面功率.通过某发动机的仿真分析,确定了其使用升限高度的可调工况范围,理论分析了增压器参数对可调范围的影响,给出了匹配原理与建议.该过程也可用来校验使用升限高度下安全性可调裕度,有助于安全操控. 展开更多

关键词 航空活塞发动机 使用升限 涡轮增压 匹配 可调范围

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航空活塞发动机使用升限分析 被引量：6

16

作者 徐斌 谭龙兴 +1 位作者 杨世春 姬芬竹 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1568-1572,共5页

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... 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升限的可调范围,并给出进一步的改进建议. 展开更多

关键词 航空活塞发动机 使用升限 二级增压

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利用涡轮增压技术 提高航空发动机性能 被引量：3

17

作者 陈炳贻 《航空科学技术》 1998年第3期13-15,共3页

利用涡轮增压技术,能有效提高航空发动机的性能。本文简要介绍美国热力学系统(TMS)公司开发的三级涡轮增压器系统的设计、高空模拟试验和飞行试验等。

关键词 涡轮增压器 活塞式发动机 航空发动机

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某航空活塞发动机增压器通气管冒油故障研究

18

作者 周克家 邓志奇 徐彬 《科学技术创新》 2020年第11期179-180,共2页

发动机增压器通气管冒油将对航空器正常运作造成严重影响,导致飞行缺乏安全保障。文章以某航空活塞发动机增压器通气管冒油故障进行分析,主要对增压器通气管封严结构及润滑油路进行科学分析,认识到故障发生原因,为实际操作中解决类似故... 发动机增压器通气管冒油将对航空器正常运作造成严重影响,导致飞行缺乏安全保障。文章以某航空活塞发动机增压器通气管冒油故障进行分析,主要对增压器通气管封严结构及润滑油路进行科学分析,认识到故障发生原因,为实际操作中解决类似故障打下坚实基础。 展开更多

关键词 航空活塞发动机 增压器通气管 冒油 故障 润滑油路

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航空活塞发动机进排气管路改进设计研究 被引量：1

19

作者 徐斌 刘昱含 +2 位作者 杨世春 姬芬竹 刘波 《车辆与动力技术》 2014年第2期49-55,共7页

针对小型航空飞机的动力性及安全性要求,采用CFD技术,建立了某型航空活塞发动机缸内与增压管路系统仿真模型,探讨了航空活塞发动机进排气管路系统性能评价方法,揭示了进排气管路结构参数对各缸进气均匀性、充气效率、排气倒流及涡轮特... 针对小型航空飞机的动力性及安全性要求,采用CFD技术,建立了某型航空活塞发动机缸内与增压管路系统仿真模型,探讨了航空活塞发动机进排气管路系统性能评价方法,揭示了进排气管路结构参数对各缸进气均匀性、充气效率、排气倒流及涡轮特性的影响规律.通过对进排气管路系统的改进设计,有效改善了进排气系统性能及整机动力性能.所采用的改进设计研究方法为今后航空活塞发动机进排气管路设计奠定了基础. 展开更多

关键词 航空增压活塞发动机 进排气管路 均匀性 充气效率 压力波动

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航空活塞发动机中冷系统设计及测试方法研究

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作者 田佳浩 雷乾乾 +3 位作者 孙鹏远 赵韦东 袁泉泉 张明 《内燃机与配件》 2022年第19期14-16,共3页

无人机对高实用升限的迫切需求推动了航空活塞发动机增压系统的发展,进而衍生出中冷系统的设计需求。中冷系统可大幅提高发动机的动力性、燃油经济性及系统可靠性。本文从中冷系统对发动机性能影响、中冷系统设计方法以及中冷系统测试... 无人机对高实用升限的迫切需求推动了航空活塞发动机增压系统的发展,进而衍生出中冷系统的设计需求。中冷系统可大幅提高发动机的动力性、燃油经济性及系统可靠性。本文从中冷系统对发动机性能影响、中冷系统设计方法以及中冷系统测试方法三个方面展开论述,明确了中冷系统设计指标、设计流程、测试方法及评价指标,对中冷系统的规范设计与评测具有指导意义。 展开更多

关键词 无人机 航空活塞发动机 增压 中冷 设计 测试

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