【技术实现步骤摘要】
一种X型转子发动机设计及性能预测方法、系统、装置及介质
[0001]本专利技术属于航空航天
，涉及一种X型转子发动机设计及性能预测方法、系统、装置及介质。
技术介绍
[0002]无人机的转子发动机具有重量轻、噪音小和体积小的特点，而且可以燃用包括汽油、柴油和航空煤油等在内的多种燃料等优势。因而研发小型转子发动机并使其应用于无人机动力装置领域的工作显得愈发重要。
[0003]目前转子发动机制造大多是通过逆向工程实现的。经过扫描、测绘、建模、仿真等手段进行发动机样机的加工。但是逆向工程存在测量存在误差、表面识别能力差、还原结果不唯一、研发周期长、投入成本高等缺点。并且模型还原对还原方法、所使用软件等有很大依赖性，导致发动机性能与原机有较大差距。其次，由于“逆向工程”依赖成品样机，所以设计的发动机功率完全依赖于成品样机，不能自主选择功率。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中逆向工程导致发动机性能与原机的性能差距大、测量存在误差、表面识别能力差、还原结果不唯一、研发周期长、投入...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种X型转子发动机设计及性能预测方法，其特征在于，包括：步骤1：基于发动机的额定功率、发动机缸数和和机械效率，获取发动机单缸循环指示功；步骤2：基于单缸发动机指示功、燃料低热值和燃料热效率，获取单缸燃料的耗油量；步骤3：基于燃料燃烧方程，综合考虑当量比、充气系数、大气压强以及环境温度，获取发动机一个工作循环燃烧所需空气质量与体积；步骤4：通过转子发动机工作容积方程，获取进气门关闭角度时的进气体积；步骤5：综合步骤1到步骤4，获取转子发动机的偏心距、气缸型线创成半径、气缸宽度以及燃烧室凹坑容积参数；步骤6：将发动机基本参数输入零维仿真模型，预测发动机扭矩、功率、耗油量、热效率性能指标；步骤7：基于所预测指标进行设计参数的优化，获取最优的预测性能。2.根据权利要求1所述的X型转子发动机设计以及性能预测方法，其特征在于，所述基于发动机的额定功率、发动机缸数和机械效率，获取发动机单缸循环指示功，具体为：其中，P为额定功率，t为单个循环所用时间，i为发动机缸数，η
m
为机械效率。3.根据权利要求2所述的X型转子发动机设计以及性能预测方法，其特征在于，所述基于单缸发动机指示功、燃料低热值和燃料热效率，获取单缸燃料的耗油量，具体为：其中，H
u
为燃料低热值，η
i
为燃烧热效率。4.根据权利要求3所述的X型转子发动机设计以及性能预测方法，其特征在于，所述基于单缸燃料的耗油量及燃料燃烧方程，综合考虑燃烧当量比、充气系数、大气压强以及环境温度，获取发动机单缸一个工作循环燃烧所需空气质量与体积，具体为：基于空气中氧气质量含量和单缸燃料的耗油量，获取消耗空气的质量：式中，为空气中氧气质量分数，η为化学计量数之比；再根据常温常压下空气体积计算消耗空气体积：式中，P1、T1分别为标准大气压和常温，P
2、
T2为环境压力和温度，EQR为燃烧当量比。5.根据权利要求4所述的X型转子发动机设计以及性能预测方法，其特征在于，所述通过转子发动机工作容积方程，获取进气门关闭角度时的进气体积，具体为：HEHC转子发动机理论工作容积V的变化规律如公式(5)所示：
其中：V为工作容积；e为偏心距；B为缸体厚度；K为形状系数；为曲轴转角；Φ
max
为最大摆动角；η
v
为充气效率；当代入进气门关闭角度时，V
air_intake
等于燃烧室消耗气体体积V
air_consume
；理论压缩比ε0由理论最大工作容积Vmax与最小工作容积Vmin的比值得到，如公式(7)所示：式中：Vpit为燃烧室凹坑容积。6.根据权利要求5所述的X型转子发动机设计以及性能预测方法，其特征在于，所述获取转子发动机的偏心距、气缸型线创成半径、气缸宽度以及燃烧室凹坑容积参数，具体为：B＝e
×
B0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)(8)联立公式(4)、公式(5)、公式(6)、公式(7)、公式(8)、公式(9)、公式(10)，得到凹坑容积Vpit、偏心距e、创成半径R、缸体宽度B以及排量...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜洋，高旭，何光宇，杨正浩，王瑞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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