熾熱點(diǎn)燃微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒特性分析.pdf

1、微型活塞式內(nèi)燃機(jī)因其高能量和功率密度備受微型機(jī)電系統(tǒng)青睞，廣泛應(yīng)用于無(wú)人機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)及各種便攜式設(shè)備。因微小尺寸限制，微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒效率低、穩(wěn)定性差等問(wèn)題突出。為此，本文將排量為0.99cc的兩沖程微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)作為研究對(duì)象，探究熱邊界條件、電流強(qiáng)度對(duì)其燃燒特性的影響，并對(duì)不正常燃燒現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行分析。文章具體內(nèi)容如下：
　　首先，將微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒特性與一款現(xiàn)代典型兩沖程常規(guī)尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，全面評(píng)價(jià)

2、樣機(jī)基本燃燒特性，同時(shí)與三款相同尺寸級(jí)別微型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)出其在尺寸縮減后面臨的燃燒問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)整體燃燒狀況差，燃燒穩(wěn)定性低。隨尺寸縮減，燃燒特性不斷惡化。因此，采取有效技術(shù)手段提前微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒始點(diǎn)（CA05）、改善燃燒特性是其達(dá)到更小尺寸的關(guān)鍵。
　　評(píng)估熱狀態(tài)對(duì)微型活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒特性的影響。分析發(fā)現(xiàn)，缸體溫度升高能使CA05提前且集中，明顯降低循環(huán)變動(dòng)，提高燃燒穩(wěn)定性，對(duì)樣機(jī)燃燒特性

3、的改善有一定促進(jìn)效果。分析熱狀態(tài)對(duì)宏觀機(jī)型燃燒特性的影響發(fā)現(xiàn)，其對(duì)微型樣機(jī)pmi循環(huán)變動(dòng)的低減幅度超過(guò)宏觀機(jī)型的50倍，表明熱狀態(tài)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響隨尺寸縮減而增大。
　　分別診斷普通工況與失燃極限工況下不同電流強(qiáng)度對(duì)微型樣機(jī)燃燒特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨電流強(qiáng)度增加，普通工況下微型活塞式內(nèi)燃機(jī)的燃燒循環(huán)變動(dòng)增加，失火率升高。而失燃極限工況下，鉑絲熾熱強(qiáng)度增強(qiáng)可通過(guò)提前CA05低減因CA05延遲導(dǎo)致的嚴(yán)重失火現(xiàn)象，明顯提高微型樣

4、機(jī)燃燒穩(wěn)定性。鉑絲通電對(duì)普通工況下微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒特性無(wú)明顯改善效果，但可有效提高失燃極限工況下的燃燒穩(wěn)定性，是拓寬微型樣機(jī)失燃極限工況范圍的技術(shù)手段之一。
　　針對(duì)微型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)不正常燃燒突出的現(xiàn)象，首次提出單個(gè)循環(huán)分析方法，該方法通過(guò)分析特征循環(huán)及其相鄰循環(huán)間燃燒的影響來(lái)探究不正常燃燒現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制。分析發(fā)現(xiàn)，鉑絲通電工況下，CA05過(guò)于提前循環(huán)下一循環(huán)（F+1循環(huán)）中不正常燃燒循環(huán)（AC循環(huán)）比例為70%，表明

5、CA05過(guò)于提前是導(dǎo)致不正常燃燒現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。鉑絲不通電工況下，正常燃燒時(shí)，CA05的不正常提前對(duì) F+1循環(huán)的燃燒有輕微不利影響，但未導(dǎo)致不正常燃燒現(xiàn)象產(chǎn)生；燃燒含30%硝基甲烷甲醇混合物燃料與燃燒含10%雙氧水甲醇混合物燃料條件下， F+1循環(huán)中近50%的AC循環(huán)揭示CA05的不正常提前是導(dǎo)致不正常燃燒現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因之一；燃燒乙醇混合物燃料條件下，F(xiàn)+1循環(huán)中高達(dá)83.33%的AC循環(huán)表明CA05過(guò)于提前是不正常燃燒現(xiàn)象產(chǎn)