液压自由活塞发动机的实验研究.docx

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1、液压自由活塞发动机的实验研究赵振峰、张富军、黄英、赵长禄、郭峰毕业于中国机械与运载工程学院、北京理工大学1.液压自由活塞发动机的实验研究2.液压自由活塞发动机的原型开发。3.实现样机稳定运行4.详细提出和分析原型活塞发动机的实验研究。5.对活塞动力学，燃烧过程和水力特性进行了实验验证。6.指示热效率和平均指示有效压力已经由实验获得。关键词：液压自由活塞发动机、实验、燃烧过程、活塞动态液压自由活塞发动机的原型已经开发出来，直接实现高效的能量转换燃料的化学能到液压能。在稳定运行状态下，为了验证这种发动机的特性，活塞动力学

2、，燃烧过程和水力特性是通过一系列的原型的测试研究。实验结果表明，大多数的燃料燃烧中的快速燃烧阶段这是由于在压缩冲程的最后部分的高活塞速度。燃烧的特征是恒定的体积的过程。此外，指示热效率和在本研究中提出的原型的指示平均有效压力分别为41％和5.2bar.1.介绍随着工业技术的发展，能源危机和环境污染已成为世界各地的两个严重的社会问题。因此，提高燃油价格和严格的环境立法存在很大的挑战内燃机的设计师。正在投入更多的研究工作进入发动机技术，旨在降低发动机排放，提高效率。虽然一些研究人员仍然在努力改善和优化常规发动机的性能，其

3、他研究人员正在致力于探索和研究更高效的非常规的引擎。自由活塞发动机是一种非常规的发动机具有简单性和操作灵活性的特点，它从发动机的研究人员得出的注意大量。先进的微处理器为基础的控制系统和现代发动机技术，如电子控制燃油喷射和气门驱动系统显著推动这一研究的发展作为自由活塞发动机的改进操作控制的结果，为各种运行条件增强优化的可能性。自由活塞发动机是一种线性''''crankless发动机，其中往复运动的活塞与一个线性负载装置，如液压泵或电功率[2-4]直接耦合。自由活塞概念最早是在20世纪30年代提出的佩斯卡拉，它的成功应用

4、是压缩机及气体发电机组在20世纪中叶。对自由活塞发动机的历史背景研究，液压自由活塞发动机和自由活塞发电机的优势，可以在参考文献中找到，在这里作者不会给更多的描述。液压自由活塞发动机集成的内部燃烧过程发动机和液压泵。和从燃烧过程中释放的能量直接转化成液压能。这种有前途的方法比，因为它简单，它允许更紧凑的结构，减少了摩擦损失，降低维护成本和更高的操作灵活性传统技术的潜在优势。此外，消除曲轴机甲-anism的导致的可变压缩比它适合于多种类型的燃料的有价值的特性。在过去的几十年中，涉及到液压自由活塞发动机的研究已经进行了由任

5、何研究机构或大学。这家荷兰公司伊纳斯BV公司开发出一种单活塞液压自由活塞发动机样机，并Achten等。给了一个描述。他们比较了液压自由活塞式发动机与传统发动机的活塞动力学。周围上死点（TDC）更高的活塞加速度被重新移植，并在膨胀冲程期间，活塞速度明显高于在传统发动机更高。高部分负荷效率，由于采用PPM（脉冲暂停调制）控制和高效率的指示进行了报道。技术和赫尔辛基理工大学坦佩雷大学前-sented在细节的双活塞液压自由活塞发动机的建模与仿真，配单活塞液压自由活塞发动机相比性能特点。可以发现，在活塞速度和双活塞发动机的加速

6、是由于较重的活塞组件的低洱比单活塞发动机。报告的压缩比和气缸明镜气体压力周期到周期的变化。其他研究小组，如钠周志武汽车和燃料排放实验室，美国环保局，FEV发动机技术公司，和丰桥技术科学大学，也进行了一系列的对液压自由活塞吨级的研究发动机，但只有一小部分的原型已成功地开发。截至目前为止，已经进行了研究的很多只专注于性能仿真和液压自由活塞发动机与传统发动机的活塞运动轨迹的比较。不对称的活塞吨运动曲线相对于TDC，围绕TDC更高活塞加速度和更高速度的活塞的膨胀冲程比在压缩冲程期间被报告为从传统发动机的主要差异。虽然液压自由

7、活塞发动机的特点被一些开发商简要讨论，很少有研究论文已已发表的有关实验研究从连续运行宁原型，特别是关于燃烧过程，这是用的最多的细节重要的课题为研究这种发动机。本文的目的主要集中在实验方法研究液压自由活塞式发动机的特性以及施加在燃烧过程中活塞运动的亲文件的影响进行审查和讨论。2.液压自由活塞发动机原理这里所研究的液压自由活塞发动机是一种特殊的发动机，它结合所述的内燃机，没有任何其它机械系统中的往复活塞泵。燃料的燃烧能量可以通过刚性的活塞组件被直接转换为液压能，并在传统的发动机中常见的曲轴销。显示了液压自由活塞发动机的工

8、作原理ING。即从现有的这种发动机的不同，内燃机部件，其特征在于由一个直流扫气系统，它提供了一个更好地清除质量比循环清除系统。但是，这也提出了更高的技术挑战。排气阀系统不能像传统发动机的凸轮轴正时，对于活塞移动自如，之间的两个端点，而往复运动是阻止，开采的气缸内气体压力的瞬时平衡旋转机构来驱动中，液压力和摩擦力。因此，排气阀必须进行控制及驱动快