本文關(guān)鍵詞：液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行控制方法的研究

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【摘要】：液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)體現(xiàn)了人們對(duì)高效率,低能耗動(dòng)力機(jī)械的不懈追求。它創(chuàng)造性的將傳統(tǒng)二沖程內(nèi)燃機(jī)和液壓泵相結(jié)合,以液體作為介質(zhì),直接輸出液壓能,繼而利用液壓能來做功,推動(dòng)液壓馬達(dá)或發(fā)電機(jī),同時(shí),這種結(jié)構(gòu)還能夠簡化運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),大量減少能量在多級(jí)傳遞間的損失。隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展,液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)無論從理論還是實(shí)踐上都取得了長足的發(fā)展。本文在對(duì)國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上結(jié)合課題組的現(xiàn)有條件,提出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)的需求。并在這些需求的基礎(chǔ)上,對(duì)電子控制單元、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)做了更為深入的描述并逐步搭建與樣機(jī)相匹配的硬件控制系統(tǒng)。對(duì)這些模塊的研究目的則是致力于設(shè)計(jì)一套能夠保證液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的控制系統(tǒng)硬件架構(gòu),同時(shí)為下文的功能模塊和控制策略的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上本文進(jìn)行了更為細(xì)致的探究,由于液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定控制所涉及的硬件方面較為廣泛,本文重點(diǎn)對(duì)噴油功能模塊進(jìn)行研究。首先對(duì)噴油時(shí)刻的選擇依據(jù)做出了較為詳細(xì)的理論和實(shí)踐闡述。在確定噴油時(shí)刻準(zhǔn)確的前提下,還對(duì)噴油器驅(qū)動(dòng)模塊的重要組成部分—升壓電路進(jìn)行了較為深入的探討并取得了較好的成果。同時(shí),本文還對(duì)高壓油泵的直流無刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方案做出了一些改進(jìn),以保證共軌壓力和噴油壓力的穩(wěn)定。其次,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的需求,闡述了針對(duì)液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制、正時(shí)控制、壓縮比控制以及頻率控制。鑒于下止點(diǎn)位置的精確控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和工作頻率都有很大的影響,所以本文通過對(duì)下止點(diǎn)緩沖措施和位置控制的具體描述,來研究其對(duì)樣機(jī)穩(wěn)定性的影響。最后,在搭建好的樣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上,對(duì)試驗(yàn)得出的采樣結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理工作。根據(jù)得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下的運(yùn)行情況做了仔細(xì)的研究,驗(yàn)證了本文提出的穩(wěn)定運(yùn)行控制方法的可行性,并細(xì)致說明了這些方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生的影響和做出的貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng) 控制方法 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK403
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)概述11-13
• 1.2.1 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)簡介11-12
• 1.2.2 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式12-13
• 1.3 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀13-19
• 1.4 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)控制難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)19-21
• 1.5 本文的研究內(nèi)容21-22
• 第二章 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成22-40
• 2.1 HFPE基本結(jié)構(gòu)和工作原理22-24
• 2.1.1 HFPE基本結(jié)構(gòu)22-23
• 2.1.2 HFPE工作過程23-24
• 2.1.3 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)24
• 2.2 電子控制單元ECU24-36
• 2.2.1 核心芯片選擇與概述24-25
• 2.2.2 ECU最小系統(tǒng)25-28
• 2.2.3 外圍功能模塊28-34
• 2.2.4 硬件可靠性和抗干擾設(shè)計(jì)34-36
• 2.3 傳感器36-39
• 2.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第三章 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)噴油功能模塊40-54
• 3.1 觸發(fā)方案設(shè)計(jì)40-42
• 3.1.1 基于位移傳感器的觸發(fā)方案41
• 3.1.2 基于霍爾傳感器的觸發(fā)方案41-42
• 3.2 噴油器驅(qū)動(dòng)功能模塊42-46
• 3.2.1 升壓電路43-46
• 3.3 高壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制方法46-52
• 3.3.1 直流無刷電機(jī)原理46-47
• 3.3.2 功率管驅(qū)動(dòng)方案47-48
• 3.3.3 轉(zhuǎn)子位置判斷48-50
• 3.3.4 電流檢測和過流保護(hù)50-51
• 3.3.5 拓展—無位置傳感器方案51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 第四章 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略研究54-68
• 4.1 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)控制特點(diǎn)和需求54-55
• 4.2 HFPE運(yùn)行控制55-60
• 4.2.1 起動(dòng)工況控制55-57
• 4.2.2 正常工作工況控制57-58
• 4.2.3 失火工況控制58-60
• 4.3 HFPE正時(shí)時(shí)間控制60-61
• 4.4 壓縮比控制61-62
• 4.5 工作頻率控制62-64
• 4.6 緩沖機(jī)構(gòu)和下止點(diǎn)位置穩(wěn)定性分析64-65
• 4.7 本章小結(jié)65-68
• 第五章 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)試驗(yàn)68-74
• 5.1 信號(hào)測試和預(yù)處理68-69
• 5.1.1 霍爾信號(hào)和位移信號(hào)測試68-69
• 5.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理69
• 5.2 運(yùn)行試驗(yàn)69-72
• 5.3 本章小結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)與拓展74-78
• 6.1 工作總結(jié)74-75
• 6.2 研究拓展75-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 作者簡介及科研成果82-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1062349