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《基于Matlab和Simulink的直线发动机性能仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第30卷第1期内燃机工程Vol.30No.12009年2月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringFeb.2009文章编号:1000-0925(2009)01-069-05300016基于Matlab/Simulink的直线发动机性能仿真研究王哲,叶晓倩,邓俊(同济大学,上海200092)ASimulationAnalysisonFree-PistonEngineBasedonMatlab/SimulinkWANGZhe,YEXiao-qian,DENGJun(TongjiUniversity,Shanghai200092,China)A
2、bstract:Thedynamicsandthermodynamicsofthefree-pistonenginewasanalyzed.Atime-basedMatlab/Simulinkmodelwasemployedtostudytheperformanceofatwo-strokefree-pistonengineandtheeffectsofthemainparametersontheengineperformancewerequalitativelyanalyzed.Theresultshowsthatthemassofthepistonassemblyhasadir
3、ectinfluenceontheoutputofthefree-pistonengine,andtheenginehashigheroutputwhenthepistonassemlymassiswithin3.5~4kg.Moreover,therea-ltimecontrolofthesparkpositionaswellasthefuelinjectionquantityisthekeytotheenginecontrol.摘要:建立了直线发动机的动力学及燃烧模型,通过Matlab/Simulink建模仿真,研究了直线发动机的运行特性,并定性分析了各主要设计、控制参数对系统
4、性能的影响。研究结果表明:直线发动机的活塞组件质量直接影响系统输出性能,且在3.5~4kg范围内输出功率较高;而对点火位置和喷油量的实时调节则是直线发动机控制的关键。关键词:内燃机;直线发动机;Matlab/Simulink;活塞组件质量;实时调节Keywords:ICengine;free-pistonengine;Matlab/Simulink;pistonassemblymass;rea-ltimecontrol中图分类号:TK441文献标识码:A动过程进行了热力学、动力学仿真,仿真结果与试验0概述数据能够较好地吻合,并进一步通过Matlab与与传统发动机相比,直线发动机的最
5、大特点是ANSYS的混合仿真研究了直线发动机与发电机部省去了用于刚性连接的曲柄连杆机构,通过液、电等分的性能匹配问题,结果表明了较小的动子质量与介质实现/柔性0输出,从而避免传统内燃机中曲轴较高的往复运动速度有利于提高直线发动机的功率[3]和轴承所消耗的大量摩擦热,以及由于曲柄滑块机密度。澳大利亚悉尼潘柏股份有限公司开发的潘[1]构所引起的侧向力而造成的活塞上的摩擦。柏系统(Pempeksystems)是1种新型的混合式引擎驱1998年,美国Sandia国家实验室开发了1种与动发电机,加装该系统的串联式混合电力汽车的市内直线发电机有机结合的内燃发电机,通过采用均质交通耗油量为传统汽
6、车的四分之一,有效减少了有害[4]充量压燃(HCCI)的燃烧方式,实现了高效、轻量、有废气的排放。我国的自由活塞技术尚处于起步阶[2]害气体排放低,并可适用于多种燃料。美国西弗段,目前,浙江大学流体传动及控制国家重点实验室[5]吉尼亚大学试制了可用于混合动力汽车的自由活塞正致力于液压式自由活塞发动机的研究。发动/发电机系统,并对二冲程压燃直喷式样机的运为了研究直线发动机的运动规律及其性能的影收稿日期:2008-09-12基金项目:上海市科委资助项目(061612075);上海市重点学科建设项目(B303)作者简介:王哲(1963-),男,教授,主要研究方向为汽车现代设计方法与理论,
7、E-mail:zhe.wang@fcv-sh.com。#70#内燃机工程2009年第1期响因素,从而为直线发动机的样机设计提供参考依区模型,不考虑燃烧室内工质各状态参数随空间位据,本文在前期研究的基础上,对1台二冲程对置式置的变化;(3)忽略燃烧过程的点火延时;(4)忽略压自由活塞汽油机进行了动力学、热力学建模,分析了缩和膨胀过程中的传热损失;(5)假定扫气过程为理直线发动/发电机系统的运行特点,以及一些主要设想过程,排气口关闭时气缸压力等于进气压力,排气计、控制参数
