对于单活塞液压自由活塞发动机压缩冲程特性

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1、学兔兔www.xuetutu.com第46卷第18期机械工程学报Vo1．46NO．182010年9月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGSep．2010Doh10．3901／JME．2010．18．134单活塞液压自由活塞发动机压缩冲程特性木苑士华吴维胡纪滨荆崇波(北京理工大学机械与车辆学院北京100081)摘要：以压燃式单活塞液压自由活塞发动机为对象研究其压缩冲程特性，以期得到高效可靠的压缩过程实现方案，满足系统着火条件要求。基于系统的基本结构，对系统不同工况下的压缩过程进行分类，并分别研究其主

2、要特征，确定利用液压能实现系统压缩过程的基本控制量。通过建立系统压缩过程气缸状态和液压腔状态仿真模型，结合相关的试验测试结果，对不同工况下的压缩过程特性进行研究。研究表明：系统低压压缩过程着火条件易于满足，在非正常工作状态下的高压压缩过程需要消除压缩蓄能器的稳压作用，同时减小频率控制阀节流作用的影响。关键词：自由活塞发动机柴油机压缩点火液压蓄能器中图分类号：TH137CompressionStrokeCharacteristicsofSinglePistonHydraulicFree-pistonEngineYUANSh

3、ihuaWUWeiHUJibinJINGChongbo(SchoolofMechanicalEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081)Abstract：Toachieveahighefficiencyandreliablecompressionprocessandsatisfytherequirementforcompressionignitionofasinglepistonhydraulicfree·pistonengine，characterist

4、icsofthecompressionstrokeareanalyzed．Thecompressionprocessisdividedintodifferentcategoriesbasedonthesystemconfiguration．Themaincharacteristicsofthecategoriesarepresented．Theprimecontrolparametersinthecompressionprocessrealizedbyhydraulicpowerareconfirmed．Acompres

5、sionmodeldescribingthegascylinderandhydraulicchamberstatesunderdifferentoperationconditionsisgiven．Thecharacteristicsofthecompressionstrokeunderdifferentoperationconditionsareinvestigatedbycombiningwithsimulationandtestresults．Theresultsindicatethattherequirement

6、forcompressionignitioncarlbesatisfiedeasilyinthelowpressurecompressionprocess．Thepressurestabilizingeffectofthecompressionaccumulatorshouldbeeliminatedandtheeffectofthrottlingactionofthefrequencycontrolvalveshouldbelimitedinthehighpressurecompressionprocessinnon—

7、normalworkingstate．Keywords：Free·pistonenginesDieselenginesCompressionignitionHydraulicaccumulators室和一组活塞组件，发动机压缩过程能量需要外界0前言提供ll也一1。在自由活塞发动机压缩过程的研究中，对于双活塞形式，主要以启动压缩过程的实现方法自由活塞技术研究在近几年发展迅速【l之J，潜在研究为主[10-111，而对于单活塞形式，压缩过程特性优势使其在电驱动l5J和液压驱动领域[6-91的应用成研究主要集中在采用气体压力能实

8、现压缩冲程的研究上[12]，而对采用液压能实现的压缩过程则被简单为国内外研究的热点，目前其主要研究形式以自由活塞发电机【4]和液压自由活塞发动机1为主。地认为具有重复性好和可控性高的特点L9J，忽略了液压自由活塞发动机实现了内燃机和柱塞泵发动机工作循环条件变化以及不同点火方式的的一体化设计[9]，具有结构紧凑、功率密