单活塞式液压自由活塞柴油机工作特性的试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2012年(第34卷)第5期AutomotiveEngineering2012084单活塞式液压自由活塞柴油机工作特性的试验研究郭锋，赵振峰，黄英，赵长禄，张付军(北京理工大学机械与车辆学院，北京100081)[摘要]对所研制的单活塞式液压自由活塞柴油机原理样机的工作特性进行研究。结果表明，活塞动力学与传统内燃机存在较大差异，通过改变停止在下止点的时间可控制活塞运动频率，实现功率调节。燃烧的主要阶段为速燃期，大部分燃油在速燃期内燃烧，放热速度较快。泵腔进出油阀的

2、响应性影响泵腔压力的建立过程，提高进出油阀的响应性可改善燃烧过程，增加液压功率输出和提高液压自由活塞柴油机的工作效率。关键词：柴油机；自由活塞；工作特性；试验研究AnExperimentalStudyontheWorkingCharacteristicsofaSinglePistonHydraulicFree—pistonDieselEngineGuoFeng，ZhaoZhenfeng，HuangYing，ZhaoChanglu&ZhangFujnilSchoolofMechanicalEngineeri

3、ng，BeifingInstituteofTechnology，Beijing100081[Abstract]Theworkingcharacteristicsoftheprincipleprototypeofasinglepistonhydraulicfree-pistondieselengine(HFPDE)arestudied．TheresultsindicatethatthepistondynamicsofHFPDEdiffersfromthoseofconventionalengines，and

4、thefrequencyofpistonmovementcanbecontrolledandhencethepowercanbeadjustedbychangingthedwellingtimeofpistonatthebottomdeadcenter．ThemaincombustionphaseinHPFDEisrapidcombustionphase，inwhichmostofthefuelburns，resultinginhigherrateofheatrelease．Theresponsibili

5、tyofsuctionanddischargevalvesinpumpchamberhascertaineffectsonthebuildingupprocessofpumpchamberpres-sure．Raisingtheirresponsibilitycanimprovecombustion，increasehydraulicpoweroutputandenhancetheeffi—ciencyofHFPDE．Keywords：dieselengines；free-piston；workingch

6、aracteristics；experimentalstudyHFPDE与传统内燃机驱动液压泵相比省去了刖舌曲柄连杆机构和旋转斜盘机构，结构简单、综合传动效率高，同时每个稳定工作循环的性能参数基本相自由活塞发动机在2O世纪中期研制成功后，由同J，不需要复杂的控制手段而通过合适的设计参于传统内燃机等技术的成熟，曾经淡出了历史舞数就可达到“全工况”最优运行的目的。这些特点台L1J。近些年，现代液压技术、控制技术和内燃机等使HFPDE相对内燃机与液压泵的传统组合能更高相关技术的进步使自由活塞发动机在电驱动和液压

7、效地运行，相比传统内燃机一变速器组合更有利于动驱动领域成为国内外研究的热点¨。。力传动装置的柔性布置，缓解对动力舱体积的苛刻液压自由活塞柴油机(hydraulicfreepiston要求，更适合于有液压系统资源的车辆。dieselengine，HFPDE)是将往复活塞式内燃机与柱塞式液压泵集成一体，将内燃机缸内燃料燃烧所释1HFPDE工作原理放出的热能通过与动力活塞刚性连接的液压柱塞直接转化为高压液压能输出uj。HFPDE基本原理如图1所示。原稿收到日期为2011年6月9日，修改稿收到日期为2011年6月

8、23日。学兔兔www.xuetutu.com·424·汽车工程2012年(第34卷)第5期表2仪器设备主要技术参数仪器设备型号技术参数H气缸压力传感器Kistler6055BO～2OMPaC气门升程传感器激光位移传感器0～20orain液体压力传感器HYDAC一60o0～60MPa活塞位移传感器激光位移传感器0～150ram频率控制阀R17926E250L／rainL数据采集系统NI数据采集系统Labview1一高压腔2一泵腔