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《变压缩比下自由活塞式内燃发电机的效率分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第43卷第5期上海交通大学学报Vol.43No.52009年5月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYMay2009文章编号:100622467(2009)0520745205变压缩比下自由活塞式内燃发电机的效率分析李庆峰,肖进,黄震(上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室,上海200240)摘要:利用Matlab/Simulink软件耦合Chemkin程序以及电磁场有限元工具对均质混合压燃(HCCI)自由活塞式内燃发电机(FPLA)建立仿真模型,分析了不同负荷和燃空当量比下FPLA的可变压缩特性,以及系统效率和输出电功率.结果表
2、明:FPLA能够根据负荷灵活调节压缩比,以拓宽内燃机的运行范围;在高压缩比下能够大幅提高内燃机的效率与输出功率.关键词:自由活塞;发电机;压缩比;效率中图分类号:TK4文献标识码:ASimulationofaTwoStrokeHCCIFreePistonLinearAlternatorLIQing2feng,XIAOJin,HUANGZhen(KeyLaboratoryforPowerMachineryandEngineeringofMinistryofEducation,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China
3、)Abstract:Matlab/Simulink,Chemkinaswellasthefiniteelementmethod(FEM)wereusedtoinvestigatetheperformanceofthenoveldevelopmentofHCCIfreepistonlinearalternator(FPLA).Theeffectsofva2riousresistanceloadsandequivalenceratioswerestudied.Basedontheaboveanalysis,itsefficiencyaswellasoutputelect
4、ricalpowerwaspresented.ThesimulationresultsshowthattheFPLAhasabuildupnaturetochangethetopdeadcenter(TDC)accordingtoloads.ItcanwidentheoperationrangesofICen2gineandoptimizetheoverallefficiencyandpowerbyincreasingthecompressionratio.Theresearchresultsarehelpfulforunderstandingitsworkingm
5、echanismandthedesigningprocess.Keywords:freepiston;alternator;compressionratio;efficiency近年来,由内燃机引发的负面影响日益加剧,而的燃机效率;FPLA更容易实现HCCI的燃烧方[1]使新型自由活塞式内燃发电机(FPLA)成为研究热式,并直接将连杆的直线动能转换为电能,省去了点.FPLA是自由活塞式内燃机(FPE)与直线发电中间的连接机构,能量转换效率较高.机(LA)直接耦合的产物,且综合了两者优点.FP2国外对FPLA的研究始于20世纪末.Atkinson[2]LA仅用一个运动
6、部件做直线往复运动,活塞不受等将永磁直线发电机耦合于点燃式自由活塞式内侧向力,因此,运动摩擦力小,机械效率高;其活塞运燃机中,并设计出第一代FPLA样机,该样机在频动不受曲轴连杆制约,上止点(TDC)位置不固定,率23.1Hz下的对外输出功率为316W;美国圣地压缩比可调节,有利于提高内燃机在较高压缩比下安国家实验室(SNL)采用快速压缩机对多种稀薄燃收稿日期:2008205216基金项目:国家自然基金资助项目(50806046)作者简介:李庆峰(19822),男,博士生,甘肃西峰人,主要从事自由活塞式内燃机研究.黄震(联系人),男,教授,博士生导师,电话(Tel.
7、):021234206859;E2mail:z2huang@mail.sjtu.edu.cn.746上海交通大学学报第43卷料(当量比<=0.3)进行试验,得到高效率、超低排运动规律也可能不同.针对其特殊性,对FPLA的建放的小型发电装置,并作为混合动力汽车用电池.试模采用闭环方式,图2所示为简化的程序流程图.验结果表明,在该条件下,其热效率可达56%,NOx[3]排放几乎为零.在国内,浙江大学流体传动及控制国家重点实验室率先对自由活塞式内燃机展开研究,建立了较为完整的自由活塞式内燃机的燃烧室零维模型并成功研制出液压自由活塞内燃机模[4,5]图2FPLA程序流程
