航空柴油发动机性能优化仿真研究.pdf

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1、第33卷第7期计算机仿真2016年7月文章编号：1006—9348(2016)07—0055—06航空柴油发动机性能优化仿真研究陈欠根1’2，程海鹏1，潘钟键1，吴慧1(1．中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083；2．山河智能装备股份有限公司，湖南长沙410199)摘要：为优化航空柴油发动机的性能，提高效率，减少污染排放，搭建某型二冲程航空柴油发动机GT—POWER仿真模型，依据不同转速下发动机的功率验证模型的准确性。分析发动机在不同喷油提前角和配气正时下发动机的功率、扭矩、NOx排放等变化特性，优化发动机性能。研究

2、结果表明，发动机在喷油提前角为一13。的条件下，排气门打开角度提前60CA，关闭延后6。CA，进气门打开角度提前6。CA，关闭延后6。CA，发动机的功率提高了3kW，燃油消耗率降低了29／kW．h，极大地提高了航空柴油发动机的性能。关键词：二冲程航空柴油发动机；喷油提前角；配气正时；功率；燃油消耗率；性能中图分类号：V271．4文献标识码：BNumericalSimulationandOptimizationof2一StrokeDieselEngineforLightAircraftCHENQian—genl2，CHENGHai—pen

3、91，PANZhong—jianl，WUHuil(1．KeyStateLaboratoryofHigIlPerformanceComplexManufacturing，CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China；2．SunwardIntelligentEquipmentLimitedLiabilityCompany，ChangshaHunan410199，China)ABSTRACT：Tooptimizetheperformanceoftheaviationdieselen百ne，a

4、llengineGT—POWERsimulationmodelisbuiltandtheaccuracyofthemodelisverifiedbytheenginepowerofdifferentrotatingspeed．Enginepower，torqueandNOxemissioncharacteristicsareanalysisunderdifferentfuelinjectionadvanceAngleandenginevalvetiming．Thesimulationresultsshowwhenthefuelinjec

5、tionadvanceAngleis-130，theexhaustvalveopeningAngleis6。CAahead，theexhaustvalveclosedAngledelayis6。CA，inletvalveopeningAngleis6。CAahead，intakevalveclosedAngledelayis6。CA，theenginepowerincreases3kWandthefuelconsumptiondecreases2s／kW·h．Thecomprehensiveperformanceoftheenginei

6、sbest．Thebenchtestverifiesthevalidityoftheoptimizedparameters．KEYWORDS：2-strokedieselforlightaircraft；Advanceangleofinjection；Valvetiming；Power；Specificfuelcon·sumption；Performance1引言二冲程航空柴油发动机是国际先进的新型发动机，以其杰出的燃油经济性和较高的功重比而广泛的应用于轻型通用飞机及中小型元人机。由于航空汽油的闪点低，使其在军事领域的使用受到了限制，为

7、此各国加紧了对活塞航空柴油发动机的研发¨。j。柴油发动机的喷油提前角和配气正时对其油气混合和燃烧的影响较大，对发动机的动力性、经济性和排放性有着重要而直接的影响，因此发动机喷油提前角和配气正时参数设计在发动机研发过程中极为重要，并具有很高的研究价值H。7】。由于技术的保密，目前所公布活塞航空基金项目：国家高技术研究发展(863)计划)项目(2009AA045103)收稿日期：2015—09—1l修回日期：2015—10—06柴油机资料相当少，只对其性能做简单介绍。目前，德国Thielert公司，英国Wilksch公司，奥地利Austro

8、公司，法国SMA公司，英国的dair公司经过多年的研发，其生产的活塞航空柴油机成功用于轻型飞机上旧J。而国内对二冲程航空柴油发动机的研究处于起步阶段，大部分的研究是在现有汽油机的基础上改装进行实验研究和一些