液壓自由活塞發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、自由活塞發(fā)動機(jī)，壓縮比連續(xù)可變，能夠?qū)崿F(xiàn)較傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)更高效、清潔的燃燒。在能源日趨緊張、環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，自由活塞發(fā)動機(jī)具有良好的發(fā)展前景。目前，國內(nèi)外對自由活塞發(fā)動機(jī)的研究方興未艾。
　　 以儲存和輸出能量方式劃分，自由活塞發(fā)動機(jī)有液壓式和磁電式兩種。磁電式自由活塞發(fā)動機(jī)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能輸出；液壓式自由活塞發(fā)動機(jī)將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為液壓勢能輸出輸，驅(qū)動液壓馬達(dá)，變?yōu)檗D(zhuǎn)動機(jī)械能輸出。
　　 本文的研究對象是對

2、置活塞式液壓自由活塞發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，該對置式液壓自由活塞發(fā)動機(jī)，采用直流掃氣方式，殘余廢氣系數(shù)較小。研究工作主要包括電磁閥液力參數(shù)和電磁參數(shù)的優(yōu)化，液壓自由活塞發(fā)動機(jī)系統(tǒng)建模仿真，液壓自由活塞發(fā)動機(jī)控制策略建模，以及控制策略模型的仿真研究和魯棒分析等。
　　 在前期快速大流量電磁閥樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了電磁閥的功能，用高壓大流量電磁閥和小流量電磁閥的組合來代替原方案中的快速大流量電磁閥，高壓小電磁閥負(fù)責(zé)及時(shí)泄載電磁閥組兩端壓力

3、差，大電磁閥負(fù)責(zé)大流量的高壓油的流通，因此兼顧了高壓、快速響應(yīng)和大流量的需求；通過仿真計(jì)算，進(jìn)一步優(yōu)化了電磁閥的液路參數(shù)和磁路參數(shù)，優(yōu)化后的電磁閥，理論上電磁力較原方案提升了44.6％，因此可大幅度提升電磁閥的響應(yīng)速度。
　　 將電磁閥仿真模型、發(fā)動機(jī)燃燒模型、掃氣箱仿真模型、液壓系統(tǒng)模型聯(lián)合在一起，搭建了HFPE發(fā)動機(jī)的AMESim模型。研究表明：在不計(jì)活塞組件的阻尼的情況下，雙活塞式HFPE系統(tǒng)的最高液壓效率可達(dá)98.9％。