活塞式航空煤油发动机燃烧特性及爆震控制的研究

【摘要】：航空煤油具有较高的闪点和不易挥发的特性,在低温下遇明火不易点燃,易于存储和运输,近年来燃用航空煤油的活塞航空发动机的研究得到了国内外无人机及军用领域的高度重视。但航空煤油与汽油的理化特性有明显区别,使得二者在燃烧方特性上有诸多差异,并且航空煤油在大负荷工况下极易发生爆震。因此,开展活塞式航空煤油发动机燃烧特性方面的研究,并寻求抑制航空煤油爆震的方法,具有十分重要的意义。本文在低压空气辅助直喷活塞式航空发动机上进行相关燃烧特性实验,分析了不同喷射时刻、点火提前角、过量空气系数对航空煤油直喷发动机燃烧特性的影响。研究表明:缸内喷射开始时刻对油滴的蒸发扩散和均质混合气的形成有比较明显的影响,冷却水温度对航空煤油混合气形成及浓度分布的影响要大于汽油。航空煤油火焰传播速度比汽油慢,偏离最佳点火正时对航空煤油热效率的影响大于汽油;航空煤油比汽油更加适合在较浓的混合气下燃烧,在过量空气系数为0.8-0.85的范围内,航空煤油的滞燃期最短,燃烧循环变动最小。在同一台直喷发动机上采用加浓混合气、推迟点火、双火花塞点火、分层当量比混合气等方式进行抑制爆震的试验。研究表明:通过混合气加浓,降低燃烧温度来抑制爆震的方式基本没有效果;推迟点火虽能有效抑制爆震,但需要以损失热效率和输出功率为代价;采用双火花点火能够有效的提高火焰的传播速度,但抑制爆震的效果并不理想;采用基于两次喷射的分层燃烧模式可以有效降低发动机的爆震强度,但随着第二次喷射相位推迟和第二次喷油量增多,使得浓混合区的混合气分布越发不均匀,这将使得火焰传播速度下降,燃烧恶化。 【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V234

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