冷却系统
冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，既要防止发动机过热，也要防止发动机冬季过冷。在发动机冷启动之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。为了满足发动机温度调节的这种特性，需要有能够调节自身制冷能力的冷却系统。由节温器以及大小循环水路组成的冷却系统满足了这一要求，EA211发动机的水路循环示意图如下所示：
图1.1.7.1 EA211发动机水循环图
通过安装在发动机左侧的冷却水水泵及双节温器对水路循环进行控制。其中水泵和凸轮轴后端通过皮带进行连接，利用凸轮轴对水泵进行驱动。
当冷却系统水温低于870C的时候，两个节温器均关闭，冷却水系统进入小循环模式。冷却水经过水泵驱动，流经缸盖、以及暖风装置热交换器，缸体中的冷却水不流动，水温迅速升高。
当温度介于870C到1030C之间时，缸盖节温器开启，流经缸盖的冷却水除了进入暖风装置热交换器的部分外，均进入散热器进行大循环，流经缸体的冷却水仍然不流动。
当温度高于1030C时，气缸体节温器也开启，冷却系统进入大循环模式，流经缸盖和缸体的冷却水除了进入暖风装置热交换器部分外，均进入散热器进行散热，冷却能力达到最大。
图1.1.7.2 节温器及水泵总成
第25卷第6期2010年6月 航空动力学报 Journal of Aerospace Pow er Vol.25No.6 J un.2010 文章编号:100028055(2010)0621310206 变循环发动机性能数值模拟 刘增文1,王占学1,黄红超1,2,蔡元虎1 (1.西北工业大学动力与能源学院,西安710072; 2.中国航空工业集团公司中国燃气涡轮研究院,成都610500) 摘 要:在常规双轴涡扇发动机性能模拟程序的基础上,添加了模式选择阀门、前可调面积涵道引射器、后可调面积涵道引射器、核心涵道等部件模块,并加入了低压涡轮导向器面积、高压压气机转子叶片角度、风扇转子叶片角度、核心驱动风扇级转子叶片角度等调节变量,编写了双外涵变循环发动机性能数值模拟程序,模拟了一种带核心风扇级的双外涵变循环发动机的高度、速度和节流特性.计算表明:与单外涵模式相比,双外涵模式的单位推力和耗油率低,受飞行条件影响的主要为前涵道比.随着低压转子转速的降低,双外涵模式的总涵道比呈增大的趋势,发动机的耗油率大幅降低.此外,变循环发动机在几何调节参数不变的情况下,对工作条件较敏感,必须特别注意各调节参数与发动机工作条件的匹配.关 键 词:变循环发动机;双外涵;核心风扇级;数值模拟;性能特性中图分类号:V231 文献标识码:A 收稿日期:2009205211;修订日期:2009212214 作者简介:刘增文(1983-),男,山东泰安人,博士生,主要从事航空发动机总体设计方面研究. Numerical simulation on performance of variable cycle engines L IU Zeng 2wen 1,WAN G Zhan 2xue 1,HUAN G Hong 2chao 1,2,CA I Yuan 2hu 1 (11School of Power and Energy , Nort hwestern Polytechnical University ,Xi πan 710072,China ; 21China Gas Turbine Establishment , Aviation Industry Corporation of China ,Chengdu 610500,China ) Abstract :Based on a general gas t urbine performance simulation software ,a double by 2pass VCE (variable cycle engine )performance simulation software was developed wit h intro 2duction of selector valve ,forward VABI (variable area bypass injector )and rear VABI and core bypass duct modules.The cycle operating parameters of VCE were given ,such as low pressure t urbine nozzle area ,co mpressor inlet guide vane angle ,fan inlet guide vane angle and core 2driven fan stage inlet guide vane angle.A double bypass VCE characteristics were calculated and analyzed wit h altit ude velocity and t hrottling in t his https://www.doczj.com/doc/d07182919.html,pared wit h single bypass mode ,t he specific t hrust and specific f uel consumption (SFC )of double bypass mode were low.The total bypass ratio increased and t he SFC decreased wit h t he decline of rotate speed.Under a complicated condition ,it is necessary to match t he engine wit h appro 2priate variable parameters. K ey w ords :variable cycle engines ;double bypass ;core 2driven fan stage ; numerical simulation ;performance 近年来,战斗机正朝多用途、宽包线方向发展,对于超声速、格斗和机动飞行,需要高单位推 力的涡喷循环,对于亚声速巡航、待机和空中巡 逻,需要低耗油率的涡扇循环.这一发展趋势,促
编制大纲： 需要补充的内容：1，水泵（定速离心泵，变频泵）；2，温控阀；3，节流孔板；4，热平衡计算的理论公式，温升热量水量公式；5，特殊案例的区分（温控阀，板冷，变频泵对整个冷却系统形式选定的影响；分离封闭式，高低温混流式，配置变频海水泵没有温控阀的中央式。）6，利用目前的实船进行计算公式的验证，还有一些经验系数的反推导（特别是一些厂家自己的经验系数）7，膨胀水箱；8，补充开发设计需要的部分，参考《船舶管舾装设计工艺实用手册》 前言（目的） 以《船舶设计实用手册---轮机分册》---国防工业出版社为蓝本，将其中的冷却水系统做了进一步内容扩展和深化描述，提供给详细设计人员参考。 参考《船舶管舾装设计工艺实用手册》，补充一部分工程计算公式； 系统发展核心： 1，稳定调节； 2，节省能源，余热循环利用； 3，节省成本，替代方案的方式； 关键词： 将冷却水稳定可靠的输送到需要冷却的设备中：这个可靠和稳定来源于几个参数：稳定的压力，稳定的流量，稳定的温度，稳定的水质（这个水质包含化学成分稳定不结垢，物理成分稳定，极少气泡，气泡会影响热交换器的效率）
冷却水系统 目录 1，范围 2，冷却水系统的基本形式 3，系统形式的选择 4，冷却水系统实例 5，中央冷却系统热平衡计算 6，冷却水系统的主要设备配置要点 7，制淡装置（造水机） 8，具有冰区航行船级符号船舶的冷却水系统特殊要求9，海水进水阀操纵位置的要求 10，冷却水系统的温控阀 11，冷却水系统的节流孔板 12，冷却水系统的泵 13，冷却水系统的膨胀水箱
冷却水系统 1，冷却水系统的基本形式 冷却水系统的基本形式见表1， 注解： （1），所谓开式和闭式冷却水系统是指柴油机本身冷却水系统而言。开式系统是指柴油机本身直接用舷外海水或者江水冷却。如今除江河小船之外，基本不采用开式系统。海拖（海洋港口拖轮）还在使用海水直接冷却柴油机。（潜在问题：船内海水泄露，在与柴油机连接的弹性管配置不正确时容易出现，已有其他公司的海拖因为这个弹性管破裂造成沉船）
十一的悠闲这么快就走了，紧张的学习生活又要到来了，小瓜在此又要开始推送发动机知识了。航空发动机是飞机的心脏，一个优秀的航空发动机是飞机可以拥有优秀性能的前提，这次要向大家介绍一个比现役最强发动机还要强大的发动机，他就是第六代战斗机迫切需要的，三涵道变循环发动机。 美军早在2006年就开始了第六代发动机的论证工作。根据美国空军研究实验室的研制计划，第六代发动机共分两个阶段进行技术研发。 第一阶段开发“自适应通用发动机技术”（ADVENT）项目。由罗尔斯·罗伊斯公司和通用电气公司承担，共耗资5.24亿美元，目的是演示第六代战斗机的动力装置技术，该技术的主要用途是为下一代亚声速轰炸机提供动力。 这个项目分两步进行：第一步，在2007~2008年，进行为期一年的概念探索研究，初步设计出发动机并进行关键部件试验；第二步，从2009年9月开始，进行为期3年的研制。要在风扇、压气机和涡轮等核心部件上取得重大突破。 如今，第一阶段的项目任务已基本完成，通用电气公司已经完成自适应风扇技术的演示实验工作，并进行了首台核心机的测试，发动机的核心机已实现变流量工作，并进行了技术验证，2013年还将进行整机试车。 第二阶段是“自适应发动机技术开发”(AETD）项目。由通用电气公司和普惠公司承担，重点是为超声速战斗机提供动力。该项目从2013年开始，为期4年，计划2015年前进行环形燃烧室和高压压气机装置试验，2016年进行自适应风扇和核心机验证机试验，并完成地面演示验证，2017年进行整机地面试验。 美军认为，这两个项目对于保持美国在发动机技术领域的优势地位十分重要，其意义如同由涡轮喷气发动机到涡轮风扇发动机的进步，对于全面提升飞机的性能具有里程碑意义。据美国《航宇日报》报道，美国通用电气和普惠公司获得了价值超过6.8亿美元的演示验证变循环战斗机发动机合同。美国空军希望这两家公司继续完善“自适应发动机技术开发”项目，通过大幅度提高发动机的燃烧效率、大幅度增加发动机推力和飞机航程，生产出第六代作战飞机所需的发动机。 正当人们惊叹第四代、第五代飞机及其发动机的卓越性能时，美国第六代发动机即将面世。第六代发动机对于全面提升飞机性能具有里程碑意义。长期以来，美国坚信先进武器装备是战争胜负的“决定性”因素，因而十分注重先进军事技术的研发。近年来, 由于俄罗斯等国大力开发第五代战机和先进防空系统，美军预测，到本世纪20年代中期，美国将会失去对俄罗斯的空战优势。出于这种考虑，美国军方下定决心：停止第五代战机F-22的生产，把资金用于第六代战机的研制。目的是使自己始终处于航空技术的最前沿，保持对潜在敌人
一、发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率,在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 7、有效扭矩：曲轴的输出转矩 8、平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功 2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环
C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热
2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变
附录1 发动机部件计算公式 1 基础知识 1)空气、燃气的焓、熵公式见附录2。 2)气动函数()q λ、()πλ、τλ（） 、()f λ计算公式见附录3。 2 变循环发动机各部件的计算公式 2.1 进气道 2.1.1 已知：发动机飞行高度H 、飞行马赫数Ma 。 2.1.2 计算过程 1）计算标准大气条件下环境压力0p （静压），环境温度0T （静温）。 当高度H km ≤11时： 5.2553 00 1.01325144.308288.15 6.5H p T H ???=?-? ?????=-?? ( 2.1) 其中，高度H 的单位为km ，温度的单位为K ，压力的单位为bar 。 2）进气道进口的总温总压： 2020 T T Ma p p Ma γγγγ*-*?-??=+ ????? ? -???=+ ????? 10 112112 （2.2） γ:气体绝热指数，纯空气=1.4γ，燃气=1.33γ。 3）计算进气道总压恢复系数： i 1.35 i 1 1.0 1 1.00.075(1) H H H M M M σσ≤=??>=--?：： (2.3) 4）计算进气道出口总温总压: i T T p p σ**** ?=?=??1010 (2.4) 2.2 压气机 双涵道变循环发动机中三个压气机部件，分别是风扇、CDFS 和高压压气机，这三个压气机部件采用同一种计算方法。
2.2.1 已知 压气机进口总温T in *、总压P in *、压气机的压比函数值zz 、物理转速n 、压气机导叶角度α。 2.2.2 计算过程 1）计算压气机换算转速： cor n = (2.5) 其中，风扇：*,=288.15in d T ，CDFS ：*,=428.56862609in d T ,高压压气机:* , 473.603961in d T =。*in T 为压气机进口总温。 2）计算压气机增压比、效率和换算流量 压气机的增压比c pr 、效率c η和换算流量c W 分别是其换算转速和压比函数值及导叶角 α的函数。 (,,) (,,) (,,) c cor c cor c cor pr prc n zz n zz W W n zz αηηαα=?? =??=? （2.6） 压气机增压比、效率和换算流量的求法如下： （1） 附录4分别给出了风扇、CDFS,高压压气机的特性数据。利用线性插值法计算出压气机的换算转速为cor n 、压比函数值为zz 时的特性图上的增压比,c map pr 、效率,c map η和换算流量,c map W 。 （2） 将（1）求的特性图上的增压比,c map pr 、效率,c map η和换算流量,c map W 代入（2.7）修正后得到压气机的增压比、效率和换算流量： ,,2 ,(1)(1)1100(1) 100(1) 100pr c pr c map w c W c map c c map k pr C pr k W C W k C ηηααηηα? =-++?? ? =+?? ?=+?? (2.7) pr w k k k η、、分别是增压比、效率和换算流量的修正系数。风扇、CDFS 、高压压气机pr w k k k η、、这三个值均分别取1，1，0.01； CDFS 导叶角变化范围：-535α≤≤， 风扇和高压压气机的导叶角变化范围：-515α≤≤ ；风扇： 2.3894 =0.4950 1.0684pr W C C C η =?? ??=?，CDFS:
船用柴油机冷却水系统处理 摘要船用柴油机是船舶心脏，在航行过程中有着举足轻重的作用，为使柴油机在合适的温度下能够安全有效的工作，对于冷却水系统就显得尤为重要，本文结合日常工作实际，对船用柴油机冷却水系统在检修、清洗及防腐步骤进行论述，使从事柴油机工作人员在进行柴油机的日常维护有所启迪。 关键词船用柴油机；冷却水系统；检查 0引言 柴油机冷却系统的主要功能是用来控制发动机的工作温度和驱散多余的热能（含润滑系统的散热）。系统好坏对发动机的工作和使用寿命有着直接的关系。因此，日常检查和清洗及防腐就显得尤为重要。在船舶柴油机使用过程中，由于缺乏对冷却系统的科学认识，不能正确检查和对冷却水及时去做防腐，甚至误认为冷却水温越低越好，影响了冷却系统的正常功能，造成了柴油机运行不稳定，使其使用寿命大大降低。 1冷却水系统 1.1冷却水系统的防腐保护 柴油机冷却水必须仔细处理，保存和检测，以避免腐蚀或形成沉淀，从而使热传热效率降低。因此很有必要对冷却水进行处理。应按如下步骤进行处理：1）清洗冷却水系统；2）注满带防腐剂的无离子水或蒸馏水（来自淡水发生器的水）；3）对冷却水系统和冷却水状况进行定期检查。遵守这些预防规定，确保系统排泄良好，就会使由冷却水引起的故障降至最低。 1.2冷却水系统的清洁处理 1）在防腐处理之前，必须除去系统中的石灰沉淀层，铁锈和油泥，以改善热传导和确保防腐剂对表面进行保护的均匀性； 2）清洁处理应包括除油泥，酸洗除锈和清除水垢； 3）水乳化清洁剂和弱碱性清洁剂一样可以用于除油污过程； 4）不得使用含有易燃物的预混合清洁剂。用酸除锈时，推荐采用以氨基硫酸，柠檬酸，酒石酸为基础的专门产品，这些酸通常固态易溶于水且不会散发出有毒的蒸汽； 5）清洁剂不应直接混合，而应溶于水后再加入到冷却水系统中； 6）清洗时一般不必拆卸柴油机零件，水在柴油机中循环才能达到最佳的效果； 7）清洁可使不良配合的结合处或有缺陷的垫片部位渗漏更明显，因此在净化过程中应进行检查。在清洁后的24小时要检查滑油系统的含酸量。 1.3未净化的水 1）建议使用无离子水或蒸馏水（如由淡水发生器产生水）作为冷却水。由于硬度较低，这种水还具有相当的腐蚀性，应不断加入防腐剂； 2）如果没有无离子水或蒸馏水，特殊情况下可使用饮用水。但是水的总硬度不得超过9°DH。要检查水中的氯化物，氯，硫酸盐，硅酸盐的含量。它们不能超过下列值：氯化物：50ppm（50mg/L）；氯：10ppm（10mg/L）；硫酸盐：100ppm （100mg/L）；硅酸盐：150ppm（150mg/L）； 3）水中不得含有硫化物和氨。绝对不能使用雨水，因为雨水可能已被严重污染。应该注意的事，对水的软化处理不会降低硫酸盐和硅酸盐的含量。
柴油机冷却水系统处理 【摘要】柴油机是柴油车的心脏，在车辆行驶过程中有相当重要的作用，为使柴油机在合适的温度下能够安全有效的工作，对于冷却水系统就显得格外重要。本文对柴油机冷却水在检修、清洗及防腐步骤进行论述。 【关键词】柴油机冷却水系统清洗防腐 柴油机冷却系统的主要功能是用来控制发动机的工作、温度和驱散多余的热能（含润滑系统的散热），系统的好坏对发动机的工作和使用寿命有直接关系，因此，日常检查和清洗及防腐就显得尤为重要。 1 冷却水系统的防腐保护 冷却水必须仔细处理、保存和检测，以避免腐蚀或形成沉淀，从而使热传导效率降低。因此要进行对冷却水处理。 1.1 处理步骤 （1）清理冷却水系统。（2）注满带防腐剂的无离子水或蒸馏水。（3）对冷却水系统和状况进行定期检查。遵守以上规定，会使冷却水引起的故障降至最低。 1.2 冷却水系统的清洁处理 （1）在防腐处理前，必须除去系统中的石灰沉淀层、铁锈和油泥，以改善热传导和确保防腐剂对表面进行保护的均匀性。（2）清洁处理应包括油泥酸洗除锈和清洗水垢。（3）水乳清洁剂和弱碱性清洁剂一样可以用于除油污过程。（4）不得使用含有易燃物的预混合清洁剂，通常采用氨基酸、柠檬酸、酒石酸为主，这些易溶于水，不会散发有害蒸汽，清洁剂不直接使用，要溶于水后再加入系统中。（5）清洗时不必拆卸发动机零件，水在发动机循环才能达到最佳效果。（6）清洁可使不良配合的结合处或有缺陷的垫片部位渗漏更明显，因此在净化过程中应进行检查，在清洁后的24小时要检查润滑系统的含酸量（机油）。 2 未净化的水 （1）建议使用无离子水或蒸馏水作为冷却水，由于硬度较低，这种冷却水还具有相当的腐蚀性p （1）加满清洁的自来水，原有的水可以放掉，将水加热到60℃在发动机中连续循环，按规定剂量加入除油化学剂在规定周期循环清洁化学制剂。（2）冷却水系统必须在无压力状态下检查并排除任何泄露，放掉系统中的水再加满清洁的自来水，将水循环两小时后放掉。 4.2 酸洗除锈
一、发动机的性能 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程
C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 8、汽油机实际循环与下列（B ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 9、汽油机常用的压缩比在（ B ）范围内。 A、4 ～7 B、7 ～11 C、11 ～15 D、15 ～22 10、车用柴油机实际循环与下列（ A ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 11、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（D ）。 A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 12、自然吸气柴油机的压缩比范围为（D ）。 A、8 ～16 B、10 ～18 C、12 ～20 D、14 ～22 3、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程，其原因是（ B ）。 A、温度不变 B、工质不变 C、压力不变 D、容积不变 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程，原因是在膨胀过程中，工质（ C ）。
变循环发动机重量预估方法研究 张韬，王占学，刘增文，张晓博 （西北工业大学动力与能源学院， 陕西西安710072）来稿日期： 2014-01-10作者简介：张韬，（1988-），男，江西人，硕士生，主要研究方向：推进系统气动热力学； 王占学，（1969-），男，陕西西安人，博士后，博士生导师，主要研究方向：推进系统气动热力学 1引言 重量是航空发动机最重要的性能指标之一， 同时在飞机研制发展的方案论证阶段，发动机重量预估是关键和不可少的工作[1]。20世纪七十年代末，美国刘易斯研究中心在其总体性能程序的基础上建立了涡喷发动机的重量预估方法[2-3]，文献[4]也形成了常规的涡扇发动机独特的重量预估方法，但是对于新型的变循环发动机的重量预估，这个方面的工作还不够。变循环发动机可以在同一台发动机上通过改变某些部件的几何形状、尺寸或位置，从而改变发动机的热力循环参数，使发动机在各种工作状态下都具有良好的性能，变循环发动机是未来航空发动机发展的一个重要趋势[5-6]。介绍了一种变循环发动机重量预估方法，根据变循环发动机部件法的思想，利用基于统计的变循环发动机各部件气动—结构经验关系模型，如增压比与相应轴转速关系模型、轮盘载荷与轮盘几何分布关系模型、承力系统中机匣几何结构与总重量关系模型，结合变循环发动机结构设计关键尺寸，建立了变循环发动机重量尺寸预估方法。 2变循环发动机重量预估方法 变循环发动机有多种形式，其中受到高度重视的是带有核 心机驱动风扇级（core driven fan stage ，简称CDFS ）的双外涵变循 环发动机（double bypass engine ，简称DBE ） [5-6] ，DBE 与传统的发动机在结构上的主要差异就是增加了CDFS ，风扇分成前两部分，如图1所示。 内涵道 外涵道前段风扇 核心机驱动风扇级 高压压气机高压涡轮低压涡轮 图1CDFS 示意图 Fig.1CDFS Schematic 发动机重量的预估方法主要有两种： （1）利用统计数据拟合的经验公式计算法；（2）根据初始构形设计结果计算重量。第一种分析方法，基于现有的发动机设计数据，通过回归分析，拟合某些重要设计参数与重量之间的函数关系。这种方法速度快，算法简 摘 要：重量是航空发动机设计必须控制的一个重要指标，重量预估在航空发动机结构方案设计阶段不可或缺。根据 发动机部件法的思想，建立了基于统计的各部件气动—结构经验关系模型，结合变循环发动机结构设计关键几何参数和部件气动热力参数，发展了变循环发动机重量预估方法，采用C++语言开发了变循环发动机重量预估程序，计算了双外涵变循环发动机重量和尺寸。结果表明此方法能够预估双外涵变循环发动机重量，重量尺寸误差满足飞机和发动机工程需求。 关键词：变循环；双外涵；涡扇发动机；部件法；重量预估中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001-3997（2014）08-0015-04 Method Research of Variable Cycle Engine Weight Estimate ZHANG Tao ， WANG Zhan-xue ，LIU Zeng-wen ，ZHANG Xiao-bo （School of Power and Energy ， Northwestern Polytechnical University ，Shannxi Xi ’an 710072，China ）Abstract ：Weight is an important control indicator of aircraft engine design ，and weight estimate is unavoidable in the initial design phase of aeroengine.According to the idea of engine element -method ，statistic -based aerodynamic and structure empirical relationship of every assembly models were https://www.doczj.com/doc/d07182919.html,bined with the key geometric parameters and aerothermodynamics parameters of assembly of variable cycle engine structure design ，variable cycle engine weight estimate method was developed.Based on C++program language variable cycle engine weight forecast program was developed and the weight and size of a double bypass variable cycle engine was calculated.Results show that the method could estimate the double bypass variable cycle engine weight and error could satisfy the plane and engine engineering demands.Key Words ：Variable Cycle ；Double Bypass ；Turbofan Engine ；Element-Method ；Weight Estimate Machinery Design ＆Manufacture 机械设计与制造 第8期 2014年8月 15
30. 冷却水系统 说明 冷却水系统…………………………………………………………第30-191页 工作卡 30 101-01冷却水恒温阀…………………………………………第30-193页 30 102-02冷却水泵的检修和更换………………………………第30-195页 备件图页 高温冷却水泵,顺时针方向……………………………………….图页号1 3010 高温冷却水泵,逆时针方向……………………………………….图页号1 3010 低温循环系统的冷却水恒温阀 手动越控………………………………………………………图页号1 3012 高温循环系统的冷却水恒温阀 手动越控………………………………………………………图页号1 3012 高温冷却水管……………………………………………………..图页号1 3016 发布号TOC_1 30 第30-189页
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冷却水系统 本柴油机只设计为淡水冷却，因此冷却水系统必须是中央/闭式冷却系统。 本柴油机设计几乎是无管子的，即水在前端 箱和气缸组件内部的水腔、水道中流动。所有大的管接头均设在前端箱中。在柴油机后端，供应齿轮箱滑油冷却器的淡水应由船厂连接上。 发布号1 30 A1-01 第30-191页
本柴油机的高、低温冷却水系统配有机带Array 高、低温淡水泵。为加强备用泵的自动启动功能，系统内设置了双作用式止回阀。 淡水泵安装在柴油机前端箱中，由曲轴通过齿轮系驱动。 泵的轴承由柴油机的滑油系统供油自动进行润滑。 控制高、低温冷却水系统的恒温元件也置于前端箱中。 增压空气冷却器分为二级，第一级由高温冷却水系统进行冷却，从增压器出来的高温空气传给冷却水的热量有可能较多地回收。第二级由低温冷却水系统进行冷却，使进入柴油机的空气温度得到进一步的降低。 在北极高寒地区航行时，直接从甲板进入的空气温度低，可采用一种调节系统来控制空气冷却器的第二级冷却水流量，以提高低负 荷下的增压空气温度。
1、汽油机实际循环与下列（）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 2、汽油机常用的压缩比在（）范围内。 A、4 ～7 B、7 ～11 C、11 ～15 D、15 ～22 3、车用柴油机实际循环与下列（）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 4、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（） A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 5、发动机实际换气过程完善程度的评价参数有（） A、机械效率 B、热效率 C、进气马赫数 D、充气效率 6、四冲程发动机换气过程中存在气门叠开现象的原因是（） A、进气门早开和排气门早开 B、进气门晚关和排气门早开 C、进气门早开和排气门晚关 D、进气门晚关和排气门晚关 7、汽油机的火焰速度是（） A、燃烧速度 B、火焰锋面移动速度 C、扩散速度 D、气流运动速度 8、提高压缩比使汽油机的爆震倾向加大，为此，可采取（）的措施。 A、减小喷油提前角 B、减小点火提前角 C、加大喷油提前角 D、加大点火提前角 9、评价速燃期的重要指标中有（） A、温度升高率 B、最大压力出现时刻 C、最高温度 D、压力升高时刻 10、下列措施中，不能够消除汽油机爆震的是（） A、增大点火提前角 B、推迟点火提前角 C、加强冷却 D、选用高牌号的汽油 11、下面列出的（）属于柴油机燃烧特点。 A、缺氧 B、空气过量 C、扩散燃烧 D、混合气预先形成 12、柴油机混合气形成过程中，存在燃料燃烧、燃料（）、燃料与空气之间的扩散同步进行现象。 A、燃烧 B、凝结 C、蒸发 D、混合 13、球形油膜燃烧室属于柴油机（）燃烧室。 A、涡流式 B、预燃室 C、间接喷射式 D、直接喷射式 14、下列四种燃烧室对喷射系统要求最高的是（） A、开式燃烧室 B、半开式燃烧室 C、涡流室燃烧室 D、预燃室燃烧室 15、在发动机试验装置中，（）是发动机试验台架的基本设备。 A、发动机 B、试验台 C、测功机 D、测量系统 17、万有特性图中，最内层的区域是（） A、功率最高区域 B、油耗最小区域 C、转矩最大区域 D、转速最小区域 18、发动机的有效燃油消耗率和下面哪个参数成反比（） A、机械效率 B、指示热效率 C、两个都是 D、两个都不是 19、三元催化转换器要求的空燃比范围是（）理论空燃比。 A、小于 B、小于并接近 C、大于 D、大于并接近
54 航空制造技术·2014 年第 1/2 期 NEW VIEWPOINT MBD。 北京航空航天大学能源与动力工程学院?李?斌中航工业沈阳发动机设计研究所?赵成伟 变循环与自适应循环发动机 技术发展 Consider on Variable Cycle Engine and Adaptive Cycle Engine Technology De-velopment 动机（Adaptive Cycle Engine, 简称 ACE）。其独特之处在于它是在典型的类似YF120发动机的双外涵变循环发动机布局基础上又增加了一个外涵道而构成，即在双外涵变循环发动机风扇上采用一个“Flade”（风扇叶尖风扇）级延伸出第3外涵道，见图1。Flade 是接在风扇外围的一排短的转子叶片，有单独可调静子。因为采用Flade 和多个外涵道，自适应循环发动机能够实现更大幅度的变循环能力，是变循环发动机技术发展重要的前沿方向。 变循环发动机技术进化分析 变循环发动机（Variable Cycle Engine，简称VCE）的研究由来已久。从20世纪60年代开始，国外各大航空发动机公司均在不断地进行VCE 的概念和方案设计以及相关技术的 本文所论及的变循环发动机是指实际使用中能通过（但不限于）控 制调整发动机相关部件的几何形状、尺寸或者位置等手段，改变流路结构和相应热力循环参数（流量、压比、涵道比等）、获得预期性能的航空燃气涡轮发动机。广义上看，能够通过再燃、电功转换等途径实现工作循环过 程中能量的可控“迁移”的发动机，也可以归为变循环发动机的范畴。与常规循环发动机相比，变循环发动机在配装飞行包线宽广、任务剖面复杂多样的飞机时，可以有针对性地采用不同的工作模式，最大限度地兼顾超声速飞行的高推力性能和亚声速巡航低耗油率的矛盾性要求，适应多用途飞机的各种任务需求。并且与 进气道的流量匹配性能好，减小飞机在低速飞行时因发动机深度节流而产生的溢流阻力，从而降低推进系统 的安装损失， 提高飞行器性能。现役发动机中，变循环技术的应用还不广泛， 早期的黑鸟侦察机用的J58发动机 （具有连续放气模式）和美第五代F-35B 用带升力风扇的F135发动机可认为具有一定的变循环技术特征。 变循环发动机家族中构型最为新颖的最新一代是自适应循环 发 李?斌 自然科学研究员，工学硕士，从事航空发动机规划论证和总体设计研究 工作。
第一章发动机工作循环及性能指标§1-1 发动机理想循环概述 一实际循环向理想循环的简化 （一）实际循环（以车用柴油机为例） 1 进气过程: 0～1 （p > p 0→p < p ） 2 压缩过程: 1～2 （p↑，T↑） 初期: 工质吸热；后期: 工质放热。 3 燃烧过程: 2～3～ 4 （p↑↑，T↑↑） 4 膨胀过程: 4～ 5 （p↓，T↓） 初期: 工质放热；后期: 工质吸热。 5 排气过程: 5～0 （p > p ） （二）实际循环的简化 1 忽略进、排气过程 2 压缩、膨胀过程（复杂的多变过程）简化为绝热过程 3 燃烧过程简化为定容加热过程（2～3）和定压加热过程（3～4） 4 排气放热简化为定容放热过程 5 假定工质为定比热的理想气体 二理想循环及其分析比较 （一）混合加热循环 －车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 （1）压缩比 （2）压力升高比
（3） 预胀比 2 热效率 计算得: ηελρλλρt k k k =-?--+--11 1111()() 3 分析 （1） ε 为定值 λ↑ → ηt ↑ ；ρ↑ → ηt ↓ 。ρ = 1 → ηt = const. （汽油机，定容加热循环） （2） ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 20 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 柴油机 ε = 12～22 （二） 定容加热循环 （奥托OTTO 循环） － 汽油机的理想循环 1 热效率 因为: 预胀比 ρ==v v 43 1 所以: 热效率 ηεt k =- -111 2 分析 ρ = 1 → ηt = const. ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 10 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 ε = 6～10 （三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环
涡轮基组合循环发动机技术发展趋势和应用前景 王占学１，刘增文１，２，王 鸣２，李斌２ （１．西北工业大学动力与能源学院，西安７１００７２；２．中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳１１００１５） 摘要：涡轮基组合循环发动机将是未来高超声速飞行器的主要动力装置，针对空间运载、高速运输、远程快速打击等任务需求，总结了国内外关于涡轮基组合循环发动机的研究现状，分析了开展涡轮基组合循环发动机技术研究必须解决涵盖了耐温、性能、匹配性、飞发一体化等诸多方面的关键技术，并阐述了涡轮基组合循环发动机潜在的技术优势和可能的应用方向。结合未来军民用领域对高速飞行器的需求，分析了中国开展涡轮基组合循环发动机技术研究的必要性。 关键词：涡轮基组合循环发动机；高超声速推进技术；亚／超燃冲压发动机 Future Development and Application Prospect of Turbine Based Combined Cycle Engine WANG Zhan-xue 1,LIU Zeng-wen 1,2,WANG Ming 2,LI Bin 2 （1.College of Power and Energy,Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710072, China;2.AVIC Shenyang Engine Design and Research Institution,Shenyang 110015,China ） Abstract:Turbine Based Combined Cycle （TBCC ）engine is the main power plant of future hypersonic vehicle.Aiming at the necessity for spatial loadings,high-speed transportation,and long-range fast attack,the present development status of TBCC engine was analyzed in the world.Some key technologies including the temperature resistance,performance,compatibility,and aircraft and engine integration were studied in the process of developing TBCC engine.The potential technical advantages and possible application direction of TBCC engine were discussed in https://www.doczj.com/doc/d07182919.html,bined with the requirement of future military and civil hypersonic vehicles,the necessity for making further research of TBCC engine technology was analyzed in China. Key words:Turbine Based Combined Cycle （TBCC ）Engine;hypersonic propulsion technology;ramjet/scramjet engine 航空发动机 Ａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ 图１吸气式发动机性能随马赫数的变化 王占学（１９６９），男，博士，教授，研究方向为航空发动机气动热力学及新概念喷气推进技术。 收稿日期：２０１３－０４－２２ 第３９卷第３期２０１３年６月 Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０１３ ０引言 空间载荷的快速低成本投送、对超远距离目标的 快速打击以及全球范围的高速运输等诸如此类的应用目标，使得世界各航空航天技术发达国家对远程、高速飞行器的需求日益膨胀。２１世纪以来，各国在２０世纪高超声速技术研究的基础上，开展了数目繁多的高超声速飞行器发展计划，在这些研究中，吸气式高超声速推进技术始终是核心技术，并已成为高超声速飞行技术能否取得突破性进展的关键。 本文重点针对ＴＢＣＣ发动机的研究现状、关键技术特征、应用前景和中国开展ＴＢＣＣ发动机研究的可行性和必要性进行分析。 １国内外ＴＢＣＣ发动机技术发展现状 从当前的推进技术水平来看，尚未有１种吸气式 发动机能够满足高超声速飞行器的宽广工作范围（亚声速、跨声速、超声速和高超声速），如图１所示。因此，为实现高超声速飞行，必须结合各类型发动机有效工作范围的特点，采用以涡轮、火箭、冲压等发动机为基础的不同形式组合循环发动机。考虑到组合循环发动机的结构复杂性和技术成熟性， 目前比较常用的
内燃机车冷却系统（diesel locomotive cooling system）内燃机运行时，机车的冷却水、润滑油、牵引电机及电器或液力传动装置的传动油等的温度均会不断地升高，若不加以冷却，将要影响到柴油机及传动装置的功率发挥，工作效率下降，润滑油老化变质，破坏润滑，影响机车零部件的使用寿命，甚至损坏。因此，在内燃机车上采取必要的冷却措施，设置一些装置来保证柴油机、传动装置工作时所产生的热量能及时适度地排放到大气中去，使其温度维持在允许的范围内，以改善零部件的热强度和润滑状况，提高内燃机车工作的经济性和可靠性，延长其使用寿命，这就是内燃机车冷却系统的主要任务。 内燃机车的冷却，除电机、电器的通风冷却与空气有关外，其余柴油机冷却水、增压空气、润滑油和液力传动装置传动油等的冷却均与水有关。因此，内燃机车的诸多冷却，可概括分为通风冷却系统和水冷却系统两类。 通风冷却系统为冷却主发电机、牵引电动机和电器专门设置的系统。该系统由通风机、进、排风道以及空气滤清装置等组成。按通风系统的结构特征可分为：自通风式、独立通风式、车内进气式、车外进气式、单独式、集中式和混合式等。自通风式是指通风机在牵引电机内部，安装在电机轴上。独立通风式是指通风机与电机分开安装。牵引电机、电器车内进气的空气温度比大气温度要高，显然，车外进气式牵引电机、电器的散热条件比车内进气式优越。因此，现代内燃机车多采用车外进气式，但在设计上要预先考虑到在恶劣气候条件下改为车内进气的临时措施。内燃机车电机通风系统有三种供风方式：①单独式。主发电机、牵引电动机和硅整流装置各有单独的通风机供给冷空气。②混合式。主发电机和硅整流装置各有一台通风机供给冷空气，而两组牵引电动机则分别有两台通风机集中供给冷空气。中国东风 型内燃机车采用类似混合式的通风方式，其不同点在于主硅整11 流柜与主发电机的通风串联在一起，共用一台通风机冷却。③集中式。主发电机、整流装置和牵引电动机均由一台集中通风机供风。集中通风系统的优点是通风机驱动装置简化，驱动装置的质量减轻，尺寸减小，占用空间少，同时可采用高效率、大容量通风机。其缺点是风道长，流动阻力大，驱动装置消耗功率也相应增大。