微型二冲程摆式内燃机燃烧机理研究

微型二冲程摆式内燃机，是以一摆式构件在腔内摆动的方式，将燃料化学能转变为机械能的微型动力源装置。在微型便携式移动电子设备蓬勃发展的当今社会，研究具有高能量密度的微型内燃机动力装置，对推动移动电子设备在各个领域的应用，具有重要的社会价值。目前研究难点是，内燃机微型化后，组织良好的燃烧异常困难，制约了该类装置的微型化进程。探讨微型摆式内燃机的燃烧机理，揭示微型化后燃烧机理的变化规律，则是解决微型化内燃机稳定工作的有效途径。本项目在已有的研究基础上，以微型二冲程摆式内燃机为研究对象，从研究燃烧机理入手，寻求提高其燃烧效率和进一步微型化的理论依据。其次从改进本体结构和密封措施入手，实现30mm×30mm微型摆式内燃机的稳定运转，从而为促进二冲程微型摆式内燃机微型化进程的不断发展作出科学贡献。

项目针对微型二冲程摆式内燃机燃烧机理开展研究，根据内燃机化学反应动力学理论和质量守恒与能量转换关系，建立了微型摆式内燃机的单区燃烧数学模型。研究发现，微型摆式内燃机燃烧速率较低，影响燃烧速率的主要因素为燃烧品质。同时，初步研究了内流场速度特性，在预压缩条件下，有助于提高涡动速度和燃烧品质。首次在微型摆式内燃机采用了弹簧-滚针密封结构，应用弹流润滑对其油膜形成厚度进行了分析，通过压力试验测定，证明对目前尺度的内燃机能够实现良好密封。