● 摘要
航空涡轮增压发动机工作过程中，由于发动机和涡轮增压器能量传递过程的滞后，在工况急剧变化的瞬间，涡轮增压发动机不能快速响应负荷和速度的突然变化，动态响应特性恶化，从而影响航空活塞发动机的正常运行。因此，研究涡轮增压系统的动态响应特性具有重要意义。本文首先运用平均值模型对涡轮增压系统进行建模，包括排气温度模型，传热模型和进气管模型，分析了主要热力参数在涡轮增压系统中的相互关系，并对航空发动机进行仿真分析，计算结果与试验数据吻合较好。同时，对压气机和涡轮特性进行数据拟合，得到了压气机特性和涡轮特性的较紧凑的数学表达式。之后，运用GT Power对本发动机的瞬态工况进行仿真分析。结果表明，涡轮增压系统的动态特性导致航空发动机可运行范围变小，并且随着海拔高度的增加，动态响应时间变长。