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 被引量：1

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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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中冷压降对多级增压航空活塞发动机性能影响研究 被引量：1

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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

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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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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：2

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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：14

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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

9

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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星型航空活塞发动机增压匹配及控制参数研究 被引量：1

10

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

11

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

12

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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二级涡轮增压与航空发动机协同运行边界研究

13

作者 周炜 姬芬竹 《拖拉机与农用运输车》 2012年第3期54-56,共3页

探讨了二级涡轮增压布置方案,介绍了一种增压发动机耗气特性的计算方法,计算出不同高度和转速下发动机的耗气量和压比,绘制出该发动机的耗气特性边界线,研究了涡轮增压系统高、低两级压气机的协同运行区域,分析了高压级压气机的折合流量... 探讨了二级涡轮增压布置方案,介绍了一种增压发动机耗气特性的计算方法,计算出不同高度和转速下发动机的耗气量和压比,绘制出该发动机的耗气特性边界线,研究了涡轮增压系统高、低两级压气机的协同运行区域,分析了高压级压气机的折合流量,以及发动机、压气机和涡轮的协同运行边界。结果表明,所选二级涡轮增压系统在一定的涡轮控制策略下能够与发动机耗气边界协同运行,为矫正涡轮控制策略提供一定依据。 展开更多

关键词 二级涡轮增压 航空发动机 协同运行 边界

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航空发动机原理及进展研究 被引量：11

14

作者 周贺 张志轩 《南方农机》 2015年第10期43-44,共2页

作为飞机的核心动力装置,航空发动机为飞机提供推力或拉力,以克服飞机飞行时的惯性和空气阻力,决定了飞机的运载能力、航程长短和可靠性等关键性能,被誉为"飞机的心脏"、"工业之花"。笔者结合几款典型的航空发动机... 作为飞机的核心动力装置,航空发动机为飞机提供推力或拉力,以克服飞机飞行时的惯性和空气阻力,决定了飞机的运载能力、航程长短和可靠性等关键性能,被誉为"飞机的心脏"、"工业之花"。笔者结合几款典型的航空发动机介绍了航空发动机的工作原理、发展历史和未来趋势。 展开更多

关键词 航空发动机 活塞式航空发动机 燃气涡轮发动机 新兴航空发动机

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农业气象专用航空发动机发展研究

15

作者 吴冬 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1494-1494,共1页

农业气象专用航空发动机属于通用航空发动机范畴,囊括单发活塞式、多发活塞式、涡桨式、喷气式等多种类型。其中,具有油耗低、技术成熟、使用寿命长、维修便利等特点的活塞发动机占据了统治地位;具有振动小、尺寸小、功率重量比大等优... 农业气象专用航空发动机属于通用航空发动机范畴,囊括单发活塞式、多发活塞式、涡桨式、喷气式等多种类型。其中,具有油耗低、技术成熟、使用寿命长、维修便利等特点的活塞发动机占据了统治地位;具有振动小、尺寸小、功率重量比大等优点的涡轮螺旋桨发动机占比逐年提高;航空发动机作为通用航空的核心内容,国务院出台多项文件和政策进一步规范化航空发动机产业发展,为该产业安全、有序、协调发展提供有力保障。 展开更多

关键词 航空发动机 通用航空 涡轮螺旋桨发动机 活塞发动机 农业气象 活塞式 涡桨 规范化

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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

16

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》 北大核心 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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未来战斗机发动机的发展 被引量：1

17

作者 陈金国 《航空发动机》 1994年第1期1-9,共9页

本文主要研究未来战斗机发动机的发展。首先粗略地分析现役战斗机的主要特点.未来战斗机的发展方向。然后分析现役战斗机用发动机的性能情况,根据性能参数的定量数据的变化趋势,研究未来发动机技术的发展。本文可供我国高推质比发动机... 本文主要研究未来战斗机发动机的发展。首先粗略地分析现役战斗机的主要特点.未来战斗机的发展方向。然后分析现役战斗机用发动机的性能情况,根据性能参数的定量数据的变化趋势,研究未来发动机技术的发展。本文可供我国高推质比发动机方案论证和预研参考。 展开更多

关键词 单位推力 涵道比 涡轮级 涡扇发动机 发动机技术 航空发动机 出口温度 增压比 级压比 性能情况

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柴油发动机使用与维护保养过程中的误区

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作者 何燕涛 《贵州农机化》 2011年第6期27-29,共3页

农业机械在使用过程中柴油机的故障时有发生,为此我们走访和调查了一些机械修理厂和拥有大量农业机械的施工单位。调查发现,在使用中柴油机产生的故障主要是由于柴油机的使用维护不当造成的。由于一些机手技术水平不高或思想不够重视,... 农业机械在使用过程中柴油机的故障时有发生,为此我们走访和调查了一些机械修理厂和拥有大量农业机械的施工单位。调查发现,在使用中柴油机产生的故障主要是由于柴油机的使用维护不当造成的。由于一些机手技术水平不高或思想不够重视,在使用机械时不能严格执行有关规定和操作规程,甚至还采用一些错误的操作和维护方法,导致柴油机过早地产生故障。 展开更多

关键词 增压柴油机 柴油发动机 柴油机机油 长时间 机件磨损 活塞环 保养 涡轮增压器 早期磨损 空气滤清器

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涡轮增压器转子动力分析 被引量：9

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作者 岳玉梅 张洪亭 《航空制造技术》 北大核心 2004年第4期92-94,105,共4页

H1C型涡轮增压器存在着严重的转子碰磨故障。本课题对该增压器转子结构进行了强度动力分析,找出了产生故障的主要原因,为产品的排故、结构改进提供了理论依据。

关键词 涡轮增压器 转子碰磨故障 故障原因 动力分析 航空发动机

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无人机动力系统综合控制研究 被引量：4

20

作者 车海威 张成成 赵树言 《现代电子技术》 2023年第6期111-117,共7页

动力系统是无人机安全、可靠飞行的动力保障。文中以某型航空涡轮增压活塞发动机为动力的无人机为例,在无人机飞行剖面内对动力系统进行综合控制。采取特征参数闭环控制、动力系统状态信息实时采集并进行目标趋势分析与故障诊断、执行... 动力系统是无人机安全、可靠飞行的动力保障。文中以某型航空涡轮增压活塞发动机为动力的无人机为例,在无人机飞行剖面内对动力系统进行综合控制。采取特征参数闭环控制、动力系统状态信息实时采集并进行目标趋势分析与故障诊断、执行机构集中管理与控制等手段,合理地调整动力系统工作状态,以延长发动机使用寿命,提高发动机可用功率,最大限度发挥发动机的装机特性,从而更好地满足无人机使用需求。统计结果表明,动力系统采用综合控制技术后,发动机使用高度提升36%,相同燃、滑油装载条件下,发动机运转时间延长25%,动力系统在线故障检测率高于92.5%、故障定位率高于96%。达到了动力控制与调节功能的可行性、匹配性、协调性与可靠性的目的。 展开更多

关键词 无人机 动力系统 航空涡轮增压活塞发动机 综合控制方法 闭环控制 故障诊断 试验测试

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