对自由活塞极限位置的液压节流控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第47卷第22期机械工程学报V_01．47NO．222011年11月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGNOV．2O11DoI：1O．3901／JME．2011．22．106自由活塞极限位置的液压节流控制冰吴维苑士华胡纪滨(北京理工大学车辆传动国家重点实验室北京100081)摘要：针对单活塞液压自由活塞发动机自由活塞运动不受机械机构约束的情况，研究单活塞液压自由活塞发动机自由活塞极限位置的液压节流控制方法，保证系统机械结构安全。基于对自由

2、活塞极限位置节流控制原理的分析，建立液压控制回路数学模型，结合试验和仿真分析节流控制的工作特征及其影响因素。研究结果表明，单活塞液压自由活塞发动机极限位置的液压节流控制应考虑单向阀节流、回油阻尼和油液弹性三种作用效果的影响。压缩腔压力在膨胀冲程的第一次压力峰值由单向阀引起，第二次压力峰值由回油阻尼和油液弹性引起。增大回油孔通流面积可减小第一次压力峰值压力波后期高压的持续时问。回油阻尼和油液弹性能有效防止单活塞液压自由活塞发动机机械损坏的发生。关键词：自由活塞发动机极限位置位置控制节流控制中图分类号

3、：TH137HydraulicThrottleControlforFreePistonExtremePositionW_eiYUANShihuaHUJibin(NationalKeyLaboratoryofVehicularTransmission，BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081)Abstract：Thefleepistonmotionofasinglepistonhydraulicflee-pistonengineisnotrestricte

4、dbyanymechanicallinkages．Toprotectthemechanicalstructurefromdamaging，ahydraulicthrottlecontrolmethodforfreepistonextremepositionofthesinglepistonhydraulicfree-pistonengineisinvestigated．Thefundamentalsofthehydraulicthrotlecontrolmethodforfleepistonext

5、remepositionareanalyzed．Themathematicmodelofthehydrauliccontrolcircuithasbeenbuiltup．Theworkingcharacteristicsandthecontributedfactorsofthethrottlecontrolmethodareanalyzedbasedonexperimentsandsimulations．Theresultsindicatethatthethrottleeffectoftheche

6、ckvalve，thedumpportthrotleandtheoilbulkmodulusshouldbeconsideredinthethrotlecontrolmethodforfleepistonextremepositionofthesinglepistonhydraulicflee—pistonengine．Thefirstpressurepeakinthecompresschamberofexpansionstrokeiscausedbythecheckvalve．Thesecond

7、pressurepeakisCausedbythedumpportthrottleandtheoilbulkmodulus．Thedurationofthehi曲pressurewaveafterthefirstpressurepeakisreducedbyincreasingthedumpportflowarea．Thedamageofthefleepistonandtheengineboayiseffetelypreventedbythedumpportthrottleandtheoilbul

8、kmodulus．Keywords：Free·pistonenginesLimitpositionPositioncontrolThrottlecontrols设计位置，液压自由活塞发动机能够正常工作；当0前言活塞无法返回下止点时，则造成活塞运动失控甚至发动机熄火【4】；当活塞位移超出设计下止点位置时，单活塞液压自由活塞发动机活塞运动不受曲由于活塞位移受结构限制而不能无限制地增大，因柄连杆机构限制，且活塞运动频率一般是通过控制此活塞位移超出设计值的情况将对发动机机械结构活塞在下止点