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

作     者：陈贵升 胡闪 沈颖刚 孙敏 龚航 杨杰 CHEN Guisheng;HU Shan;SHEN Yinggang;SUN Min;GONG Hang;YANG Jie

作者机构：昆明理工大学交通工程学院昆明650500 昆明理工大学城市学院昆明650051 昆明理工大学工程训练中心昆明650504 昆明理工大学民航与航空学院昆明650500 

出 版 物：《内燃机工程》 (Chinese Internal Combustion Engine Engineering)

年 卷 期：2024年第45卷第2期

页      面：43-53页

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52165032) 

主　　题：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 

摘      要：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。