基于循环变化分析，对二冲程航空煤油发动机在怠速状态下的稳定工作范围进行的实验研究

《Scientific Reports》：Experimental investigation on the stable operating range of a two-stroke aviation kerosene engine at idle based on cyclic variation analysis

　　

摘要

过量空气系数和进气温度显著影响二冲程航空煤油发动机在怠速条件下的循环变化。研究这些因素对燃烧稳定性的影响对于优化怠速控制策略至关重要。针对目前对航空煤油二冲程发动机怠速燃烧稳定性描述不足的问题，本研究在2300转/分钟的转速下，使用测功机测试台对发动机进行了实验研究，进气温度范围为0至40°C，过量空气系数范围为0.7至0.9。通过测量气缸压力，计算了指示平均有效压力系数（COVIMEP）和最大气缸压力系数（COVPmax）。实验结果表明：随着混合气浓度的增加，COVIMEP先减小后增大，在过量空气系数为0.8时达到最小值；而COVPmax则随混合气浓度增加而单调增大。较高的进气温度可以提高平均IMEP和Pmax，同时降低它们的COV值。值得注意的是，由COVIMEP和COVPmax确定的失火边界存在差异：COVIMEP超过10%的区域仅占整个测试范围的6%，而基于COVPmax的不稳定燃烧现象则发生在两种情况下：高进气温度且混合气过浓，以及低进气温度且混合气过稀。因此，应根据具体的怠速调节控制目标选择合适的评估参数。