液压自由活塞发动机活塞运动规律动态仿真研究

为研究液压自由活塞发动机(HFPE)的活塞运动特性,建立了液压自由活塞发动机动态仿真模型,针对循环供油量、喷油定时、气门正时、压缩压力、负载压力等主要控制变量对活塞运动情况的影响进行了规律性研究.结果表明:各控制变量的变化影响活塞受力的变化,进而使活塞的下止点位置和压缩比发生变化,并影响发动机的正常运转和性能;循环油量与活塞膨胀行程长度、压缩能量与压缩比均近似呈线性关系;HFPE循环工作是一个多参数耦合和能量重新分配的复杂过程;执行器滞后引入的正时控制误差将是影响控制精度的重要因素.     

液压自由活塞发动机中HCCI燃烧优化的试验研究

使用液压自由活塞发动机(HFPE)进行试验,研究了正庚烷在均质压燃(HCCI)燃烧过程中,当量比与压缩比对低温反应始点、高温反应始点、两阶段放热量比例及指示效率的影响。研究结果表明:压缩比一定时,混合气当量比越低,低温反应始点越提前,高温反应始点越推迟,同时低温反应释放热量与高温反应释放热量的比例越高;当量比一定时,压缩比越大,低温反应始点与高温反应始点均提前,同时低温反应释放热量与高温反应释放热量比例越低;当量比从0.30增大到0.40的过程中,最大指示热效率有略微减小的趋势,其中最大值与最小值相差为3.0%;当量比一定时,存在一个效率最高的压缩比,压缩比过低或过高都会影响热功转化效率的提高。     

自由活塞热气机性能仿真方法研究

对自由活塞热气机的动力与热力学性能数值模拟方法进行了研究,在经典的一阶、二阶以及三阶仿真方法的基础上,开发了一套能够用于多种自由活塞热气机性能计算的仿真方法。仿真结果和试验结果基本一致,验证了该算法的正确性。     

中速发动机活塞的开发技术

本文探讨了四冲程中速发动机现行活塞结构中的薄弱环节，并提出用于克服该薄弱环节的设计特点，分析方法和开发技术。     

自由活塞氢内燃机性能仿真分析

利用MATLAB/Simulink对自由活塞氢内燃机建立动力学与热力学模型,运用状态机描述工作过程中离散状态及事件,并对工作过程进行数值模拟,研究点火位置与燃空当量比对自由活塞氢内燃机性能的影响。仿真研究结果表明：点火位置适当推后有助于提高自由活塞氢内燃机指示功率与指示热效率;增大燃空当量比可以提高自由活塞氢内燃机压缩比与运行频率,指示功率显著增大,指示热效率在燃空当量比为0.7时最高。     

自由活塞发动机工作特性仿真分析

以自由活塞发动机为研究对象,基于MATLAB/Simulink建立仿真模型,分析动子质量和外部负载对自由活塞发动机电磁力、电磁力做功的影响。结果表明：所建立的模型可以初步模拟自由活塞发动机系统动子运动等特征,动子质量要足够大,动子质量小于3.0 kg时该发动机不能正常工作,动子质量大于3.3 kg时,发动机能够正常工作;随动子质量增大,电磁力做功功率呈先增大后下降趋势,动子质量为3.7 kg时电磁力功率最大,为1.42 kW;随外部负载增加,电磁力峰值降低,电磁力做功功率先增大后降低,当外部负载为8Ω时电磁力功率最大,为2.10 kW。     

摩托车发动机性能优化

针对某摩托车发动机中速性能较差的情况,运用发动机性能模拟分析软件GT-Power对该机进行性能开发,找出了原机中转速性能差的原因。通过优化进排气凸轮型线、空滤器结构、排气管管长和管径,提高了发动机的充气效率和发动机整机性能。对优化后的发动机进行了台架试验,优化后发动机的最大扭矩为10.13N.m,最大功率为8.03kW。     

二冲程液压自由活塞发动机半直接喷射的仿真研究

利用CONVERGE软件建立了半直喷式液压自由活塞发动机的三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,研究了喷射角度、喷油定时、缸头倾角、进气压力对燃料捕集和混合气生成的影响.结果表明:随喷射时刻的推迟,燃料捕获率增加,蒸发时间变长;喷射角度越大,燃料捕获率越高,蒸发时...     

对置式液压自由活塞发动机扫气过程的仿真

根据所开发的对置式液压自由活塞发动机样机的基本参数,基于AVL FIRE平台建立了缸内流场的三维仿真模型.分析了扫气口几何参数、活塞下止点停留时间对扫气过程的影响,探讨了利用扫气口几何参数实现缸内混合气分层的方法.结果表明:扫气口径向夹角为5°时,扫气效率和扫气捕获率都达到最大值;随着活塞下止点停留时间的加长,扫气效率呈现先提高再稳定的过程,扫气捕获率则随停留时间的加长而单调下降;采用较大的扫气口径向夹角,可以在压缩上止点附近,实现缸内轴心处废气浓度高、外围废气浓度低的分层分布.     

液压自由活塞发动机的能量平衡分析

液压自由活塞发动机是将一次动力机－内燃机与二次动力机－液压泵的集成为一体，以液体为工作介质，利用油液压力能来实现动力非刚性传输的复合发动机，针对稳态运转的液压自由活塞发动机，分析了其能量输入，耗散，分配及输出情况，给出了各能量组分所占的比例，并估算了活塞的最大运动速度和负载压力，为HFPE的结构设计，控制和效率提高指明方向。     

某型柴油机性能仿真与试验研究

以内燃机性能仿真软件GT-Power为平台,针对某型柴油机建立稳态计算模型,进行了工作过程模拟计算,通过台架试验数据与计算结果进行对比,验证了模型的正确性。此外,为使该柴油机的经济性得以充分发挥,在原机工作过程计算的基础上,分别更改了配气定时、喷油提前角及压缩比,分析并预测了以上参数对该柴油机性能的影响,为该柴油机今后的优化工作奠定了一定的理论基础。     

新型二冲程微型摆式内燃机气口参数设计的数学模型

二冲程微型摆式内燃机(MFPSE)是一种专门为便携式发电系统而设计的新型内燃装置。首先提出虚拟圆周运动概念来映射中心摆的摆动规律，并建立适合于研究该种内燃机气口比时面值的数学模型；然后，用所建的数学模型以及传统二冲程内燃机气口比时面值的统计规律，预测排气口和扫气口的几何参数。所提出的关于二冲程微型摆式内燃机气口参数设计的数学模型为该种内燃机进行数值分析和优化设计提供了基础。     

基于某型柴油机的天然气发动机性能优化仿真研究

针对基于某型柴油机改造的天然气发动机进行了性能仿真计算研究。通过建立天然气发动机仿真模型,对其结构参数进行了优化计算,并进行了增压器匹配计算。仿真计算得到了优化后的天然气发动机的性能参数,验证了该型柴油机改造为天然气发动机的可行性,并为基于柴油机改造的天然气发动机的性能提升与试验提供了理论依据。     

基于正交试验的柴油机冷起动参数优化研究

在环境温度-15℃、大气压力100 kPa的条件下,以缩短起动时间为优化目标,采用正交试验法对1台高压共轨柴油机冷起动过程的标定控制参数进行了寻优匹配研究,通过分析正交试验结果,确定了在该条件下影响柴油机冷起动时间的主次因素,并得到了标定控制参数的最优组合,试验证明采用正交试验方法可以显著提高控制参数匹配优化效率.     

基于非线性模型的舰船电站柴油机瞬态特性仿真及试验研究

建立了舰船高背压涡轮增压柴油机的非线性动态仿真模型,并在VC 环境下开发了仿真软件,对负荷突加突卸、排气背压波动、停机过程等典型瞬态工况进行仿真研究。仿真结果与试验结果的比较表明该仿真模型具有较高的精度,可以用于研究柴油机在瞬态工况下的运行特性,可以较好的反映柴油机宏观的性能参数的动态特性,也可以从微观上描述柴油机的动态热力过程。     

GT-Power软件的微型车消声器设计与优化

采用GT-Power软件实现了对微型车CN100消声器的设计和优化。通过建立消声器消声性能与发动机工作过程的耦合仿真模型,完成了消声器声学性能和空气动力性的仿真分析。在耦合模型中,插入损失与压力损失可在一次计算过程中同时获得,减少了计算时间。采用仿真和试验验证相结合的方法,针对尾管总体噪声值和四阶噪声值高于设计要求,对消声器进行了改进,改进后尾管的总体噪声值下降了6.4 dB(A),基本达到了设计要求。     

自由活塞斯特林制冷机用直线电机性能仿真与测试

介绍了自由活塞斯特林制冷机用动磁式直线电机结构。采用Ansoft软件对直线电机进行有限元仿真,配合自由活塞制冷机整机仿真软件,研究了直线电机性能及整机制冷性能。采用三组不同外气隙参数的直线电机进行试验验证,结果表明:直线电机性能对整机性能影响较大,且直线电机的定位力会影响动子系统的固有频率,降低自由活塞制冷机的制冷效率;外气隙参数对直线电机性能影响较大,经比较:0.5 mm为外气隙优选参数,并且,在生产过程中须保证直线电机的径向加工精度。     

基于AVL-BOOST的某型柴油机配气定时优化

基于AVL-BOOST软件建立了某型柴油机工作过程计算模型。结合米勒循环及相关试验数据,通过改变配气定时优化柴油机性能。优化后仿真模拟得到的柴油机有关性能数据与实际试验得到的数据吻合性较好,验证了模型的准确性及优化方案的可行性。