本文關(guān)鍵詞：液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)活塞循環(huán)運(yùn)動(dòng)特性研究

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【摘要】：與傳統(tǒng)二沖程曲柄連桿內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)相比，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)（HFPE）活塞運(yùn)動(dòng)無(wú)解析表達(dá)、無(wú)固定運(yùn)動(dòng)軌跡、無(wú)固定極限位置，造成系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定性變差、功率密度和能量轉(zhuǎn)換效率低于預(yù)期，系統(tǒng)控制的魯棒性不足。液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)特性對(duì)其整體性能有重要影響，掌握活塞運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，將為系統(tǒng)性能的提升找到優(yōu)化方向。 論文首先對(duì)影響液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律的液壓部件特征進(jìn)行了研究。針對(duì)液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)泵腔傳統(tǒng)液壓控制回路供油裝置復(fù)雜的問(wèn)題，提出了新型液壓控制回路。通過(guò)仿真與試驗(yàn)，對(duì)液壓控制回路中的蓄能器儲(chǔ)能特性進(jìn)行了研究，指出在低頻充放油條件下，，蓄能器能量損失包括熱損失和液壓損失兩項(xiàng)，其中熱效率約為92%，液壓效率約為98%；在高頻充放油條件下，蓄能器能量損失主要體現(xiàn)在液壓損失上，液壓效率約為34%，熱效率約100%。 在明確液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)液壓系統(tǒng)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的壓縮-膨脹循環(huán)特征參數(shù)變化進(jìn)行了研究�；谛钅芷鳉怏w的壓縮-膨脹變化特性，給出了系統(tǒng)特征參數(shù)與蓄能器參數(shù)間的變化關(guān)系。通過(guò)調(diào)節(jié)蓄能器壓縮比1~3的變化可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓縮比5~30的變化，指出基于不同燃料的使用特性及其對(duì)不同壓縮比的需求，進(jìn)行系統(tǒng)與蓄能器間的參數(shù)優(yōu)化，是實(shí)現(xiàn)改善系統(tǒng)性能的有效途徑之一。給出了活塞運(yùn)動(dòng)頻率的解析表達(dá)，指出蓄能器參數(shù)以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)共同構(gòu)成頻率的影響因素。在活塞運(yùn)動(dòng)的膨脹行程，解析計(jì)算與分析了耦合缸內(nèi)氣體燃燒放熱因素后活塞運(yùn)動(dòng)頻率的變化特性，指出在燃燒釋放能一定時(shí)，燃燒速度對(duì)頻率有很大影響，可以通過(guò)改善燃燒方式來(lái)調(diào)整頻率特性。 建立了液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)新型液壓控制回路機(jī)-液耦合仿真模型。通過(guò)仿真計(jì)算對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，相對(duì)傳統(tǒng)液壓循環(huán)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)總效率提高了0.63%。由于液壓系統(tǒng)響應(yīng)延遲造成的液壓損失降低了96.9%。為進(jìn)一步研究活塞運(yùn)動(dòng)的控制特性提供了理論支撐。
【關(guān)鍵詞】：自由活塞 活塞運(yùn)動(dòng)特性 液壓控制回路
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK401
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)研究與發(fā)展11-12
• 1.2.2 可控性研究12-15
• 1.2.3 循環(huán)特性15-17
• 1.2.4 能量存儲(chǔ)特性17-19
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)新型液壓控制回路分析20-34
• 2.1 新型液壓控制回路21-24
• 2.1.1 傳統(tǒng)液壓回路21-23
• 2.1.2 新型液壓回路23-24
• 2.2 系統(tǒng)方案特征分析24-25
• 2.3 蓄能器儲(chǔ)能特性分析25-33
• 2.3.1 數(shù)學(xué)模型26-28
• 2.3.2 試驗(yàn)方案28-29
• 2.3.3 結(jié)果分析29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 循環(huán)特征參數(shù)研究34-55
• 3.1 壓縮過(guò)程特征參數(shù)34-47
• 3.1.1 壓縮比34-40
• 3.1.2 運(yùn)動(dòng)頻率40-47
• 3.2 膨脹過(guò)程特征參數(shù)47-54
• 3.2.1 定容增壓比47-51
• 3.2.2 運(yùn)動(dòng)頻率51-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 第4章 新型液壓控制回路液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)仿真55-70
• 4.1 系統(tǒng)仿真模型研究55-60
• 4.1.1 數(shù)學(xué)模型55-56
• 4.1.2 仿真模型56-60
• 4.2 仿真結(jié)果及分析60-69
• 4.2.1 泵腔循環(huán)特性60-63
• 4.2.2 活塞動(dòng)力學(xué)特性63-67
• 4.2.3 變液壓作用距離對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的影響67-69
• 4.3 本章小結(jié)69-70
• 第5章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 本文主要結(jié)論70-71
• 5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)71
• 5.3 后續(xù)工作展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：788381