對(duì)置式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)與仿真研究.pdf

1、液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種新型的動(dòng)力形式，具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但是在可靠性、穩(wěn)定性及控制方面，存在一些待解決的難題。本文是在前期第一代液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)研究工作的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的研究，在第一代樣機(jī)上進(jìn)行HCCI燃燒試驗(yàn)，針對(duì)第一代樣機(jī)存在對(duì)電磁閥要求高的問(wèn)題及自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在的下止點(diǎn)穩(wěn)定性問(wèn)題提出使用小容積壓縮蓄能器及能量回收活塞的方案，并使用MATLAB/Simulink軟件搭建廣泛適用的液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)模型，通過(guò)該模型對(duì)第二代樣機(jī)

2、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并將其性能與第一代樣機(jī)及傳統(tǒng)液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比。
　　本文對(duì)第一代樣機(jī)進(jìn)行HCCI試驗(yàn)，研究了HCCI燃燒放熱規(guī)律、指示熱效率的特點(diǎn)及影響因素;提出使用小容積壓縮蓄能器及能量回收活塞的方案;利用MATLAB/Simulink建立能廣泛適用的液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)仿真數(shù)學(xué)模型，并對(duì)第二代樣機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);對(duì)第二代樣機(jī)壓縮蓄能器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化表明:壓縮蓄能器容積選用較小值，能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作頻率，并降低發(fā)動(dòng)機(jī)

3、壓縮比及下止點(diǎn)位置對(duì)工作油壓的敏感度，允許發(fā)動(dòng)機(jī)有更大的當(dāng)量比變化區(qū)間;柱塞直徑增大，發(fā)動(dòng)機(jī)單次循環(huán)所用的時(shí)間縮短，最大運(yùn)行頻率提高，允許燃燒的混合氣濃度與范圍增大;增大能量回收活塞面積能減小活塞下止點(diǎn)受當(dāng)量比影響而波動(dòng)的范圍，增加發(fā)動(dòng)機(jī)許用混合氣濃度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行周期，提高其最大運(yùn)行頻率;膨脹沖程末期，柱塞與能量回收活塞撞擊，出油閥開(kāi)始有流量，且最大流量隨能量回收活塞面積的增加而增大。
　　對(duì)第二代樣機(jī)性能進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表

4、明:工作油壓:25.2MPa，柱塞面積:314.16mm2，能量回收活塞截面積:3倍柱塞面積時(shí)，第二代樣機(jī)單次循環(huán)周期比原樣機(jī)增加0.28ms，比兩腔式HFPE小6.28ms，其最大工作頻率與第一代樣機(jī)相同，較兩腔式HFPE大8Hz;第二代樣機(jī)具有良好的壓縮比一致性，其壓縮沖程初始位置向下止點(diǎn)正方向偏離之后，會(huì)使壓縮比更大，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)穩(wěn)定工作;第二代樣機(jī)壓縮初始位置為-5mm到5mm時(shí)，其下止點(diǎn)位置均在-0.19mm到0.67mm