某航空活塞发动机进、排气正时优化

崔华盛; 李滨时; 赵振峰; 冯熠硕

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20200503

某航空活塞发动机进、排气正时优化

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200503

1.
北京理工大学机械与车辆学院，北京 100081
2.
中国兵器装备集团有限公司洛阳北方企业集团有限公司，河南洛阳 471031

基金项目: 深圳市科技创新基金（JCYJ2017081711434526）

详细信息

作者简介:
崔华盛（1992-），男，博士生，主要研究方向为动力机械及工程。

通讯作者:
赵振峰（1974-），男，副教授，博士，主要研究方向为动力机械总体技术及理论、航空活塞式发动机技术。E-mail：zhzhf@bit.edu.cn

中图分类号: V234;TK411.2
计量
- 文章访问数: 585
- HTML浏览量: 196
- PDF量: 107
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2020-11-23
- 刊出日期: 2021-09-28

Timing optimization for intake and exhaust of an aircraft piston engine

1.
School of Mechanical Engineering， Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China
2.
Luoyang Northern Enterprises Group Company Limited，China South Industries Group Company Limited，Luoyang Henan 471031，China

摘要

摘要: 利用基于仿真的遗传算法优化方法，对某型点燃式航空活塞发动机气门正时优化进行了研究。通过耦合发动机性能模型与modeFrontier专业优化软件，以提高发动机巡航工况下有效功率和降低燃油消耗率为目标对发动机的进、排气正时和进、排气持续期进行了优化。分析结果表明：相比于原机，通过优化进、排气门正时和进、排气持续期，发动机在巡航工况下燃油消耗率降低2.5%，功率提升7.3%；优化后的进、排气参数也可以提升发动机节气门全开时发动机的性能，减少飞行器的起飞滑跑距离。
- 航空活塞发动机 /
- 点燃式 /
- 耦合仿真 /
- 气门正时 /
- 性能优化
Abstract: A genetic algorithm optimization method based on simulation was used to study the valve timing optimization of a certain type of spark-ignited aircraft piston engine.By coupling engine performance model and modeFrontier software，the intake and exhaust timing，intake and exhaust duration were optimized to achieve better engine performance.The analysis results showed that the engine power increased by 7.3% and the fuel consumption rate reduced by 2.5% under cruising condition.The optimized intake and exhaust timing can also improve engine performance under 100% throttle opening，which can reduce taxiing distance of the aircraft equipped with the engine.
- aircraft piston engine /
- spark ignition type /
- coupling simulation /
- valve timing /
- performance optimization

HTML

参考文献(18)

[1]	尹泽勇，李上福，李概奇.无人机动力装置的现状与发展[J].航空发动机，2007,33（1）:10-15.
[2]	WANG S,JI C W.Cyclic variation in a hydrogenenriched spark-ignition gasoline engine under various operating conditions[J].International Journal of Hydrogen Energy,2012,37（1）:1112-1119.
[3]	JI C,WANG S.Effect of hydrogen addition on combustion and emissions performance of a spark ignition gasoline engine at lean conditions[J].International Journal of Hydrogen Energy,2009,34（18）:7823-7834.
[4]	朱访君,吴坚.内燃机工作过程数值计算及其优化[M].北京：国防工业出版社,1997.
[5]	顾宏中.涡轮增压柴油机性能研究[M].上海:上海交通大学出版社,1998.
[6]	刘庚非,赵顺超,马成功,等.配气相位对汽油机动力性影响的仿真研究[J].河北工业大学学报,2019,48（6）:49-53.
[7]	张磊,葛晓成,杨洁,等.基于试验设计的天然气发动机参数优化[J].重庆理工大学学报（自然科学）,2020,34（3）:16-22.
[8]	张伟,毛建国,魏特特,等.基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化[J].中国机械工程,2016,27（7）:85-90.
[9]	秦德,李志化,王轩.ROTAX 912/914系列航空发动机简介[J].小型内燃机与车辆技术,2017,46（3）:92-96.
[10]	温占永,罗洋.中空长航时无人机恒速螺旋桨与发动机匹配研究[J].航空工程进展,2020,11（5）:672-678.
[11]	黄奇,李宜峰,林可心,等.飞机起飞和着陆所需滑跑距离计算方法中参数值的试验分析[J].路基工程,2013（5）:87-89,93.
[12]	周龙保.内燃机学[M].北京：机械工业出版社,2011.
[13]	郑宇,孟凡旺,张强.配气正时对增压发动机性能影响综述[J].内燃机与配件,2019（15）:52-55.
[14]	孙振绮,丁效华.最优化方法[M].北京：机械工业出版社,2004.
[15]	卢险峰.最优化方法应用基础[M].上海：同济大学出版社,2003.
[16]	徐斌,刘波,杨世春,等.某型航空活塞发动机进排气系统优化分析[J].航空动力学报,2014,29（3）:624-630.
[17]	陈方超,杨海青,刘锐,等.提高四冲程点燃式重油航空发动机抗爆性措施[J].航空动力学报,2018,33（3）:611-619.
[18]	陈红.航空涡轮增压汽油机特性及其优化匹配研究[D].北京:北京交通大学,2008.