气动发动机

摘要： 近年来,社会生活水平不断提高,环境污染问题更加严重,技术研发力度不断在增强。该文首先简要阐述了气动发动机电控系统设计总体方案,进而分别从总体结构设计、核心微处理器、信号采集模块、信号处理模块、功率驱动模块、通讯模块、软件设计等方面分析具体的电控系统设计要点,构建形成基于CAN总线的网络通信平台,旨在全面提升电控系统的应用效果。

摘要： 针对压缩氮气活塞式发动机的排气蕴含大量冷量的突出优点,提出了利用压缩氮气活塞式发动机产生的排气冷量作为汽车空调制冷源使用的技术方案。基于潍柴某六缸柴油发动机改进后的压缩氮气发动机搭建GT-power仿真模型,基于原车空调换热系统搭建Star-ccm+仿真模型,通过发动机仿真模型计算出压缩氮气发动机的排气参数,使用Star-ccm+模拟冷气通入换热系统后对车厢的制冷效果。仿真结果显示,风机吸入的45°C空气经压缩氮气活塞式发动机所排出的冷气冷却后通入车厢,可将车厢内温度控制在22°C至26°C之间,制冷效果良好。

摘要： 针对压缩氮气活塞式发动机的排气蕴含大量冷量的突出优点,提出了利用压缩氮气活塞式发动机产生的排气冷量作为汽车空调制冷源使用的技术方案.基于潍柴某六缸柴油发动机改进后的压缩氮气发动机搭建GT-power仿真模型,基于原车空调换热系统搭建Star-ccm+仿真模型,通过发动机仿真模型计算出压缩氮气发动机的排气参数,使用Star-ccm+模拟冷气通入换热系统后对车厢的制冷效果.仿真结果显示,风机吸入的45°C空气经压缩氮气活塞式发动机所排出的冷气冷却后通入车厢,可将车厢内温度控制在22°C至26°C之间,制冷效果良好.

摘要： 基于节能减排的需求,将某柴油机开发为120 kW活塞式大排量气动发动机.提出了一种全新的运用高压气阀、换气阀及排气阀三气阀配气型式的结构,以配合四冲程气动发动机工作过程.为了平衡零件温度并尽量减少压缩负功,配气机构的设计成为气动发动机研发的核心.换气及排气采用了凸轮驱动形式,运用AVL Excite Timing Drive建立了配气机构分析模型,并进行了凸轮型线设计.高压气阀考虑到密封、气量调节及驱动力等因素后,采用了同心三层旋转与摆动相结合、利用锥面密封的气阀结构方案.对三气阀的合理匹配进行了多目标优化,找出了合适的配气相位.仿真及台架试验结果表明:利用传统柴油机设计改造,可快速成功地改型为气动发动机,所设计的三气阀配气机构可靠性高.三气阀气动发动机功率完全达到设计要求,最高能量转换效率达到55％,从而验证了本研究方案的可行性和有效性.

摘要： 基于节能减排的需求,将某柴油机开发为120kW活塞式大排量气动发动机。提出了一种全新的运用高压气阀、换气阀及排气阀三气阀配气型式的结构,以配合四冲程气动发动机工作过程。为了平衡零件温度并尽量减少压缩负功,配气机构的设计成为气动发动机研发的核心。换气及排气采用了凸轮驱动形式,运用AVL Excite Timing Drive建立了配气机构分析模型,并进行了凸轮型线设计。高压气阀考虑到密封、气量调节及驱动力等因素后,采用了同心三层旋转与摆动相结合、利用锥面密封的气阀结构方案。对三气阀的合理匹配进行了多目标优化,找出了合适的配气相位。仿真及台架试验结果表明:利用传统柴油机设计改造,可快速成功地改型为气动发动机,所设计的三气阀配气机构可靠性高。三气阀气动发动机功率完全达到设计要求,最高能量转换效率达到55%,从而验证了本研究方案的可行性和有效性。

摘要： 为了提高气动发动机的动力性和经济性,根据热力学定律建立了2级气动发动机模型,利用AMESim软件搭建仿真平台并采用NLPQL算法对模型参数进行了优化,探究配气相位相关参数对发动机性能指标的影响.优化结果表明:发动机动力提升了14.5％,经济性提高了8.7％.

摘要： With the serious worldwide environmental problem,the air powered vehicle as the clean energy power device has been paid more attention.However,the poor energy efficiency and low output power have seriously effect on the development of the air powered vehicle.Firstly,we analyze the energy loss during the working process and propose a new kind of air powered vehicle with multi-valve.Moreover,a mathematical model of the air powered vehicle is built and verified by the experimental study.To obtain more precise mathematical model,the relationship of the error,rotational speed and supply pressure are applied.Based on the modified model,the output torque and energy efficiency are obtained.The results show that if the supply pressure is set at 2 MPa,under the same structure parameters,the output torque of the multi-valve air powered vehicle is higher than that of the single valve air power vehicle by 26.2 N · m to 41.9 N · m.The working efficiency of the multi-valve air powered vehicle is higher than that of the single valve air power vehicle by 8％ ～ 10％.%随着环境问题的日益严重,气动发动机作为一种清洁能源的动力装置而逐渐被人们所关注.然而,能量利用效率低和输出功率低已经严重影响了气动发动机的发展.分析了气动发动机工作过程中的能量损失,并在此基础上提出了一种多气阀的新型气动发动机机构.建立了气动发动机工作过程数学模型.为了验证模型的准确性,搭建实验平台对气动发动机进行实验研究.通过误差与进气压力和曲轴转速之间的关系对所建立的模型进行修正,得到精确的气动发动机工作过程的数学模型.在此模型的基础上得到多气阀气动发动机的扭矩和能量利用效率特性.结果显示,在同样的结构参数下,进气压力为2 MPa时,相比单进气和排气的气动发动机机构,多气阀气动发动机气输出扭矩提高了26.2～41.9 N·m,能量效率提高了8％～10％.

摘要： Electronic controlled intake valve is one of the efficient ways to improve the effiency of pneumatic engine (PE).A PE's function process model was built to achieve the change law of working parameters on the intake valve opening timing (IVOT).A test bench of PE using electropneumatic intake valve was set up to validate the working process model.The effects of main operating parameters,intake air temperature and intake air presssure ——IVOT were analyzed by using the verified model.The control law of IVOT of PE was acquired and the results shows:the optimum IVOT should be advanced by increasing the intake duration angle and rotate speed,or delayed by decreasing intake air temperature and pressure for the purpose of minimizing the air consumption rate of PE.However,the intake air pressure has a little effect on the IVOT when the intake duration angle is greater than 145 °C CA.Because the optimum IVOTs for the dynamic performance and fuel economy of PE are different,the optimum IVOT for fuel economy should be used when the load of PE is less than 80％,conversely,the optimum IVOT for dynamic performance should be used when the load is equal or greater than 80％.The study on control principle can offer data support for PE to achieve electronic control.%气动发动机进气门采用电控技术是提高其工作效率的有效措施之一.以获取进气门开启时刻随工况参数的变化规律为目的,针对进气门采用电控气动阀的气动发动机,建立了其工作过程理论模型,搭建了其试验台,并进行了理论模型的验证.以验证过的理论模型作为平台,对电控气动发动机工况参数、进气温度和压力对其主要控制参数——最佳进气门开启角的影响进行了仿真优化分析,获取了在各种不同工况及进气条件下,气动发动机进气门开启角的控制规律.研究结果表明:以气耗率最小为目标,随着气动发动机进气持续角和转速的增大,最佳进气时刻应提前,减小进气压力或增大进气温度,最佳进气时刻应适当延迟,但当进气持续角增大到145 °CA时,进气压力对最佳进气时刻影响甚微;以动力性和经济性为目标的气动发动机最佳进气门开启角是不同的,在负荷低于80％时,应以经济性为目标,当负荷增大到80％及以上时,则应以动力性为目标控制进气门开启角.控制基础的研究为气动发动机采用电控技术提供了数据支持.

摘要： 为了确定单级气动发动机的最优配气持续角区间,根据该气动发动机的工作原理建立了基于MATLAB/Simulink的仿真模型.在负载扭矩恒定的前提下,通过改变仿真参数,发现输出功率随着配气持续角的增大呈先增大后减小的趋势,气耗率在70°～100°区间内较低,在70°～100°区间内呈迅速增大趋势,而能量利用率的变化趋势与气耗率相反.通过对仿真结果的分析,考虑动力性能指标和经济性能指标,确定气动发动机最优配气持续角区间为80°～100°,该结论可为多级气动发动机的结构设计和控制策略的制定提供参考依据.

摘要： 为优化气动发动机设计,提高气动发动机的工作性能,在一台由四冲程汽油机改装的二冲程气动发动机上进行了详细的台架试验.提出一个评价气动发动机性能的新指标——气动发动机平均有效压力和缸内平均压力的比值.采用钢、铝和尼龙三种材料制作相同尺寸的配气滑块进行试验,结果表明配气滑块的质量,对气动发动机动力性有影响.对进气持续角为128 °、143 °和156 °的尼龙材料配气滑块进行试验,试验结果表明增大进气持续角可以提高压缩空气的膨胀效率.在三种不同压缩比的状况下进行了气动发动机试验.试验证明在传统内燃机的基础上改装气动发动机时,增大发动机压缩比,会降低压缩空气的膨胀效率.

摘要： 随着环境问题的日益严重,气动发动机作为一种清洁能源的动力装置而逐渐被人们所关注.然而，气动发动机所利用的能源物质为压缩空气，能量密度远远低于传统的化石燃料。能量利用效率低和输出功率低已经严重影响了气动发动机的发展.为了解决上述两个问题,本文首先分析了气动发动机工作过程中的能量损失,并在此基础上提出了一种多气阀的新型气动发动机机构.其次建立气动发动机工作过程数学模型.为了验证模型的准确性,搭建实验平台对气动发动机进行实验研究.通过误差与进气压力和曲轴转速之间的关系对所建立的模型进行修正,得到精确的气动发动机工作过程数学模型.在此模型的基础上得到多气阀气动发动机的扭矩和能量利用效率特性.结果显示,在同样的结构参数下,进气压力为2MPa时,相比单进气和排气的气动发动机机构,多气阀气动发动机气输出扭矩提高了26.2N.m-41.9N.m,能量效率提高了8％-10％.

摘要： 作为一种新型能源动力装置,气动发动机以高压空气为储能介质,进入气缸膨胀做功.针对气动发动机工作过程低温特性,提出以气动发动机排气作为内燃机冷却介质,建立系统数学模型,并利用数值计算方法进行了仿真研究.结果表明,当内燃机保持某一恒定转速(1500r/min)时,采用气动发动机排气作冷却介质,可以使得内燃机冷却水温度基本保持在合理范围内;当内燃机与气动发动机相同转速运行时,在低转速区域,内燃机呈现过度冷却;而在高转速区域,气动发动机排气则无法满足内燃机冷却需求.通过改变冷却水流动路径,对计算方案进行优化,计算结果显示,模型优化之后,冷却水温度在同转速运行条件下的合理范围有所扩大.内燃机与气动发动机运行工况匹配是保证气动发动机排气冷却效果的关键工作.

摘要： 为了利用智能控制算法实现发动机在各种载荷下均以最优的方式工作，并实现刹车能的回收利用，本文设计了由PWM信号即可控制气门的开关的电磁驱动气门，实现了可实时调节气动发动机的配气相位和持续时间的配气机构，以此提高发动机的动力性能和经济性能。建立了由电路模型，电磁铁磁滞模型，气门运动模型和气流流动模型组成的电磁驱动气门系统的动态仿真程序。仿真显示电磁气门的响应时间为6ms，说明所设计的电磁驱动气门的结构参数和工作参数达到了预期目标。同时分析了气门升程，线圈电流，电磁力等变量随输入电压的变化关系和系统的时滞特点。为进一步改进电磁驱动气门、建立发动机的优化控制算法打下基础。

摘要： 为了利用智能控制算法实现发动机在各种载荷下均以最优的方式工作,并实现刹车能的回收利用,本文设计了由PWM信号即可控制气门的开关的电磁驱动气门,实现了可实时调节气动发动机的配气相位和持续时间的配气机构,以此提高发动机的动力性能和经济性能。建立了由电路模型,电磁铁磁滞模型,气门运动模型和气流流动模型组成的电磁驱动气门系统的动态仿真程序。仿真显示电磁气门的响应时间为6ms,说明所设计的电磁驱动气门的结构参数和工作参数达到了预期目标。同时分析了气门升程,线圈电流,电磁力等变量随输入电压的变化关系和系统的时滞特点。为进一步改进电磁驱动气门、建立发动机的优化控制算法打下基础。

摘要： 针对目前环境能源的双重压力,以及现有气动发动机的缺陷,实验室提出了采用单螺杆膨胀机作为气动发动机的新方案.实验室自主研制了螺杆直径为Φ155mm的单螺杆膨胀机,搭建了压缩空气动力系统实验台.对单螺杆膨胀机在进气绝对压力为10bar、转速分别为1800r/min、2200r/min时,排气管路阻力不同的实验工况下的工作性能进行了研究.研究结果表明:膨胀机在低排气阻力下具有较高的动力输出性能、经济性能以及工作效率.

摘要： 利用气动/燃油混合动力模拟实验台架,采用将高温冷却水引入气动发动机水套,对气动发动机缸壁进行加热的混合动力形式,研究了系统中气动发动机性能变化,以及冷却水在流经气动发动机水套前后的温度变化情况.实验结果表明,与无冷却水加热缸壁时相比,气动发动机动力性及经济性得到了明显提升,其工作范围也有所拓宽;在实验工况下,气动发动机能量转化效率有所提升,最大效率从2618％上升至41.22％.高温冷却水在流经气动发动机水套后,温度下降4.4°C～48°C.放出的热量为6.5kW～6.8kW.采用该混合动力形式,可使得传统内燃机冷却系统散热需求有所降低,从而节省冷却风扇功耗,实现综合效率提升.

摘要： 针对于目前气动发动机效率偏低、结构复杂的问题，我们提出了一种新型的气动汽车发动机-单螺杆膨胀机，其具有高效率、结构控制简单、噪声低、寿命长的特点。为了了解单螺杆膨胀机的各项性能，我们建立了单螺杆膨胀机压缩空气动力系统，对膨胀机在不同进气压力下的各项性能进行了实验研究。结果表明:在转速不变时，随进气压力升高膨胀机功率及效率升高，气耗率下降，即膨胀机在高进气压力下具有较好的动力性能、经济性能和较高的效率。

摘要： 本文通过数值仿真手段研究了气动/柴油混合动力中,柴油机冷却水加热气动发动机进气的能量回收方式对气动发动机性能和对柴油机冷却系统的影响.计算结果表明,通过回收冷却水能量,气动发动机的性能与其单独做功相比明显提高,同时通过方案匹配设计,柴油机的冷却系统无需散热器、风扇等装置也达到了冷却要求,从而简化了结构,且节省了发动机功率的消耗.

摘要： 本发明提供了一种液体火箭发动机用气动控制阀机构及火箭发动机。气动阀机构包含壳体、阀芯、阀盖、密封件和弹性件，壳体内侧具有供气体或者液体介质流通且贯穿其两端的第一通道和与第一通道延伸方向不同的第二通道，壳体还设置有用于控制阀芯运动的控制通道。密封件用以对阀芯与壳体内壁进行密封。所述阀芯的端部沿垂直所述阀芯的轴向方向相切所得截面的外形为圆形，且向所述阀盖侧方向上各圆形的直径逐渐变大。阀门工作时，所述控制通道通过控制气，推动所述阀芯向阀盖侧运动，以打开所述第一介质入口，实现液体介质从所述第一通道向所述第二通道的流通。与现有技术相比，可以减少流阻，提高燃料利用率，安全可靠。

摘要： 本发明公开一种涡轮发动机。所述涡轮发动机包括：气动组件，所述气动组件设置成与工作流体流相互作用；以及轮廓特征，所述轮廓特征设置在所述气动组件上，在至少一个维度上对齐，所述轮廓特征彼此接近并且配置成促使反向旋转涡流生成，所述反向旋转涡流大致垂直于沿所述气动组件的主流方向导向生成。

摘要： 一种增强气动尖锥喷嘴包括喉部、在喉部后部延伸的中心体、由中心体限定的内膨胀表面、内膨胀表面外侧的外膨胀表面，以及在内膨胀表面和外膨胀表面之间限定的膨胀腔。一种发动机包括高压室和增强气动尖锥喷嘴。一种用于超音速飞行的运载工具包括具有增强气动尖锥喷嘴的发动机。

摘要： 本发明提供了一种液体火箭发动机用气动控制阀机构及火箭发动机。气动阀机构包含壳体、阀芯、阀盖、密封件和弹性件，壳体内侧具有供气体或者液体介质流通且贯穿其两端的第一通道和与第一通道延伸方向不同的第二通道，壳体还设置有用于控制阀芯运动的控制通道。密封件用以对阀芯与壳体内壁进行密封。所述阀芯的端部沿垂直所述阀芯的轴向方向相切所得截面的外形为圆形，且向所述阀盖侧方向上各圆形的直径逐渐变大。阀门工作时，所述控制通道通过控制气，推动所述阀芯向阀盖侧运动，以打开所述第一介质入口，实现液体介质从所述第一通道向所述第二通道的流通。与现有技术相比，可以减少流阻，提高燃料利用率，安全可靠。

摘要： 本发明涉及航空喷气式发动机技术领域。特别是航空喷气式发动机尾部喷出发动机外的燃气动能再利用技术。通过该发明，使航空喷气式发动机的飞行器额外获得了几吨的向上升力。提高了现有航空喷气式发动机的工作效率。

摘要： 本发明涉及用于使直升机涡轮发动机(6)快速重新运转的装置。所述装置的特征在于，它包括：空气涡轮(7)，该空气涡轮机械连接到所述涡轮发动机(6)以便能够使所述涡轮发动机旋转并确保所述涡轮发动机能够重新运转；‑气动储存装置(9)，该气动储存装置通过用于将加压气体供给到所述空气涡轮(7)的气动回路(10)连接到所述空气涡轮(7)；以及‑受控制的、快开空气阀(11)，该受控制的快开空气阀在所述储存装置(9)和所述空气涡轮(7)之间被布置在气动回路(10)上，并且至少在气体可被供给到所述空气涡轮(7)的打开位置或所述空气涡轮(7)不再供给加压气体的关闭位置是可控制的。

摘要： 本发明公开一种涡轮发动机。所述涡轮发动机包括：气动组件，所述气动组件设置成与工作流体流相互作用；以及轮廓特征，所述轮廓特征设置在所述气动组件上，在至少一个维度上对齐，所述轮廓特征彼此接近并且配置成促使反向旋转涡流生成，所述反向旋转涡流大致垂直于沿所述气动组件的主流方向导向生成。

摘要： 本实用新型提供了一种液体火箭发动机用气动控制阀及火箭发动机，包含壳体、阀芯、阀盖、密封件和弹性件，壳体内侧具有供气体或者液体介质流通且贯穿其两端的第一通道和与第一通道延伸方向不同的第二通道、第三通道和第四通道；阀芯位于所述壳体的内部，所述阀芯的尾部通过所述弹性件与位于所述壳体一侧的所述阀盖连接，所述阀芯的端部与所述第一通道和所述第二通道过渡的内壁配合以关闭位于所述第一通道上的第一介质入口，所述密封件用以对所述阀芯与所述壳体内壁进行密封，且所述密封件的内侧套设在所述阀芯的周向表面，且与所述阀芯紧贴，所述密封件的外侧表面与壳体内壁抵接。与现有技术相比，密封紧密，可以减少能量消耗，安全可靠的控制阀。

摘要： 本实用新型提供了一种液体火箭发动机用气动控制阀结构及火箭发动机。气动控制阀结构包含壳体、阀芯、阀盖、密封件和弹性件，壳体内侧具有供气体或者液体介质流通且贯穿其两端的第一通道和第二通道，阀芯位于壳体的内部，阀芯的尾部通过弹性件与位于壳体一侧的所述阀盖连接，阀芯的端部用于与第一通道和第二通道过渡的内壁配合以关闭位于第一通道上的第一介质入口，壳体还设置有用于控制阀芯运动的控制通道，且沿阀芯周向表面设置有连通控制通道的锥形面，高压气体经控制通道进入壳体，作用在锥形面的表面，以通过推动阀芯向靠近阀盖一侧运动，控制第一介质入口打开，进而实现液体介质从第一通道向第二通道的流通，具有方便操作，安全可靠等优点。

摘要： 一种气动发动机，包括多个气动马达和发动机驱动轴。每个马达具有马达进气口、马达排气口和由马达进气口和马达排气口之间的气流驱动的转子。发动机驱动轴驱动地耦接至每个气动马达的马达驱动轴。