● 摘要
近年来，为了满足无人机飞行高度日益增加对高空动力性能的发展要求，二级涡轮增压发动机已经成为高空高性能活塞式发动机的发展趋势，因而高空涡轮增压调节规律的研究变得更加重要。本文根据某航空活塞发动机的工作性能，利用CFD软件建立了该发动机的一级增压模型，并将模型的地面模拟仿真结果与发动机的实验数据进行了比较，验证了模型的准确性。针对于提高发动机高空动力性能的要求，在原机的模型基础上进行二级增压系统匹配；根据一级增压发动机的高空工作特性分析，进行了二级增压系统总体设计，确定了二级增压系统参数，讨论了二级增压系统及中冷器的布置方案；为二级增压系统选配合适的增压器；设计合适的调节阀与旁通阀，并对其流量系数进行仿真分析；根据二级增压发动机的高空特性，确定在不同高空下调节阀与旁通阀的调节规律；验证了二级增压系统调节规律的合理性。结果表明：二级增压发动机在不同高空下输出功率和扭矩能够达到预定的设计目标；在不同高空下，按照得出的调节规律控制调节阀开度，能够使发动机工作在压气机的最佳效率区内，即发动机与二级增压系统合理匹配；为同类型的工作提供了一定的参考价值。