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(xué)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(dāng)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(dāng)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(fù)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