航空重油活塞发动机关键技术研究及整机验证

Time: 2019-12-09  admin    

        综合考虑发动机安全性、经济性顶层设计技术与验证

        针对总体设计目标和总体技术要求确定了总体技术方案,包括气缸布置形式、作功形式、着火方式、使用燃料、燃油供给系统方案、冷却系统方案、润滑系统方案、扫气与燃烧系统方案、补燃增压系统方案、起动系统方案、控制系统方案。设计方案地面标定功率160-200kW,最大功率比油耗不大于0.23kg/kW.h,功重比大于2.0。

        轻量化前提下的高可靠性结构设计及验证

        根据本项目发动机的总体技术方案和总体参数,以及总体性能一维计算结果和机械动力学一维计算结果,完成了发动机总体结构设计。BH200航空重油活塞发动机采用6气缸水平布置形式,主体结构由气缸盖总成、气缸体总成、曲轴总成、活塞连杆总成、曲轴箱总成、附件总成组成。

        低油耗、低污染重油活塞发动机油气匹配燃烧技术与验证

        根据本项目发动机的总体技术方案要求,完成了燃油系统整体方案结构设计,精确冷却系统总体方案设计。重点突破了补燃增压器复合循环增压扫气匹配技术,低污染高效燃烧技术。

        带补燃高增压比抗高脉冲增压器技术与验证

        补燃增压系统由两级压气机、单级向心涡轮、中冷器、进排气管路、补燃燃烧室、控制与调节系统(TCU)组成。补燃涡轮增压器中低压轴流压气机叶轮、及涡轮叶轮装在同一根轴上一起转动组成转子系统。内燃机排气具有较高的温度和一定压力,废气以一定的角度冲向涡轮,推动涡轮高速转动,涡轮带动与其同轴的轴流和径流压气机叶轮同步转动,高速转动的叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,经两级增压后进入发动机气缸燃烧后从排气管排出,再进入补燃燃烧室进一步燃烧以回收排气能量。最后补燃燃烧室的高温气体进入向心涡轮做功。

        根据总体设计目标和总体设计性能要求,确定了发动机与增压系统匹配要求。建立了匹配计算所需一维仿真模型。为保障增压器设计的可行性,在GT-POWER中调用标准增压器模型,基于等马赫数原则和等雷诺数原则,根据发动机设计点的转速、流量、压比、效率,对标准增压器的特性图进行模化,基于流量匹配二冲程活塞发动机,建立了补燃增压系统发动机分析模型。


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