對置式液壓自由活塞發(fā)動機的實驗與仿真研究.pdf

1、液壓自由活塞發(fā)動機，是一種新型的動力形式，具有眾多的優(yōu)點，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)動機研究工作的基礎(chǔ)上所進行的研究，在第一代樣機上進行HCCI燃燒試驗，針對第一代樣機存在對電磁閥要求高的問題及自由活塞發(fā)動機普遍存在的下止點穩(wěn)定性問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)動機模型，通過該模型對第二代樣機

2、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，并將其性能與第一代樣機及傳統(tǒng)液壓自由活塞發(fā)動機進行對比。
　　本文對第一代樣機進行HCCI試驗，研究了HCCI燃燒放熱規(guī)律、指示熱效率的特點及影響因素;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)動機仿真數(shù)學模型，并對第二代樣機進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計;對第二代樣機壓縮蓄能器結(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)動機的工作頻率，并降低發(fā)動機

3、壓縮比及下止點位置對工作油壓的敏感度，允許發(fā)動機有更大的當量比變化區(qū)間;柱塞直徑增大，發(fā)動機單次循環(huán)所用的時間縮短，最大運行頻率提高，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受當量比影響而波動的范圍，增加發(fā)動機許用混合氣濃度，降低發(fā)動機運行周期，提高其最大運行頻率;膨脹沖程末期，柱塞與能量回收活塞撞擊，出油閥開始有流量，且最大流量隨能量回收活塞面積的增加而增大。
　　對第二代樣機性能進行對比研究，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，第二代樣機單次循環(huán)周期比原樣機增加0.28ms，比兩腔式HFPE小6.28ms，其最大工作頻率與第一代樣機相同，較兩腔式HFPE大8Hz;第二代樣機具有良好的壓縮比一致性，其壓縮沖程初始位置向下止點正方向偏離之后，會使壓縮比更大，有利于發(fā)動機恢復穩(wěn)定工作;第二代樣機壓縮初始位置為-5mm到5mm時，其下止點位置均在-0.19mm到0.67mm