液压自由活塞发动机液压阀组特性研究

研究液压自由活塞发动机液压阀组动态特性.基于单活塞液压自由活塞发动机活塞运动规律,给出了其液压阀组形式,建立了阀组数学模型,对阀组的稳定性、频率响应、位移时间响应和流量特性进行了分析.结果表明:单活塞液压自由活塞发动机吸排油应分别采用反向和正向外流式锥阀;减小阀组的阀芯质量和黏性阻尼系数可减小阀芯运动与活塞运动之间的相位差,提高系统容积效率;排油阀开启过程瞬时开度大且阀芯运动受限位装置影响.     

液压凿岩机部分结构参数的设计

介绍了双面回油型液压凿岩机冲击机构的工作原理,给出了其活塞运动速度的表达式.以活塞台肩封油段的能量损失最小为优化目标,给出了活塞与缸体之间间隙以及封油长度的计算方法.分析了配油阀的能量损失情况,并以配油阀的能量损失最小为目标,推导出计算配油阀运动行程的方程,给出了阀芯运动行程的确定方法.将上述方法应用于YYT30型液压凿岩机的设计中.测试结果表明该凿岩机冲击机构总效率达到了50%,进一步验证了这种设计方法的正确性.     

压燃式自由活塞直线发电机工作过程数值仿真

为研究压燃式自由活塞直线发电机的动力学特性,对其启动和稳态工作过程进行了数值仿真计算,并对自由活塞直线发电机的负荷特性和频率特性进行了分析.结果表明,与曲柄连杆式发动机相比,自由活塞发动机在其上止点附近有非常大的加速度,使得在上止点附近压缩行程较慢和膨胀行程较快.随着系统输出功率的提高,自由活塞发动机的缸内峰值压力、压缩比及指示效率不断下降;而直线电机载荷系数、峰值电磁力及循环加入能量不断增加.随着系统的运转频率不断提高,直线电机的载荷系数不断降低,最大峰值电磁力将在中间某一工作频率取得;而活塞平均速度、自由活塞发动机的指示效率和系统输出功率不断增加.     

单活塞式液压自由活塞发动机控制系统的开发

针对HFPE控制的各种要求,设计了单活塞式液压自由活塞发动机控制系统,提出了针对液压自由活塞发动机的控制策略.重点分析了活塞下止点位置修正和起动时活塞位置调整控制难点和面临的问题,根据液压自由活塞发动机特性提出了下止点位置修正控制策略.原理样机试验结果表明,该控制系统对液压自由活塞发动机的起动和连续运行的频率控制合理可靠,验证了控制策略的合理性和可行性;改善了液压自由活塞发动机下止点位置控制,保证了非正常情况下活塞回位,实现了可变压缩比控制,改善了冷起动和缸内燃烧效果.     

数字配流与调速式液压马达的建模与实现

研究了一种采用高速电磁开关阀组实现配流与调速的新型液压马达.介绍了液压马达的工作机理及结构特点;建立数学模型,并对液压马达不同负载下的调速特性和换向特性进行了仿真.结果表明,新型液压马达不仅可以通过改变高速电磁开关阀控制信号占空比来调节液压马达的转速,而且可以通过切换配流状态表实现换向.最后,通过新型液压马达样机上的实验研究,证明了该新型液压马达数学模型是合理和有效的.     

自由活塞斯特林发动机相位特性

为了研究自由活塞斯特林发动机的振动位移相位特性,建立了耦合发动机热力学和动力学的计算模型.在模型中对压力波进行了线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机两个活塞振动位移之间相位的计算公式.分析了主要参数对发动机相位角的影响规律,发现:自由活塞斯特林发动机必须在一定的充气压力范围内才满足发动机启动的配气活塞位移领先动力活塞位移的相位关系;负载电阻的变化会使电磁阻尼系数发生改变,进而影响相位关系;动力活塞板簧刚度对相位角影响较小,而配气活塞板簧刚度对相位角影响较大.     

耦合动力学的微型发动机燃烧特性

为了获得微型均质充量压燃(HCCI)自由活塞发动机着火燃烧特性参数,根据自由活塞发动机的动力学特点,建立了理想状态下的数学模型,提出了单次冲击微型HCCI自由活塞发动机工作过程的模拟方法.在单次活塞冲击情况下,耦合丙烷详细化学动力学反应机理,对微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程进行了变参数研究,获得了不同混合气初始条件下着火时刻变化特性以及燃烧特性变化规律.计算结果表明:初始温度、初始压力以及燃料当量比对微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程有重要的影响.     

对置式液压自由活塞发动机活塞液力控制策略

利用Matlab/Simulink软件耦合Amesim软件建立了对置式液压自由活塞发动机(OPHFPE)联合仿真模型.针对OPHFPE在工作过程中的不稳定性,提出了基于活塞位移、速度以及高压油压力的PI反馈控制与预测发动机运转状态的前馈控制相结合的活塞液力控制策略.仿真研究表明:在活塞液力控制策略的调节下,OPHFPE系统可以连续稳定运行,具有良好的鲁棒性.     

液压冲击器新型配油阀研究

分析了目前液压冲击器配油阀的工作原理及能量损失，设计了一种新型液压冲击器配油阀，经理论计算分析证明，新型配油阀泄漏少，压力损失小，能耗低，采用新型配油阀的液压冲击器效率高．     

基于凸轮曲线的阀配流柱塞泵输出特性分析

为提高柱塞泵配流阀的响应特性,满足高速工况需求,提出一种应用于高响应轴向柱塞泵的凸轮组合方程曲线设计方法.以阀配流轴向柱塞泵为对象,分别搭建基于余弦方程、高次多项式与组合方程曲线的柱塞泵液压仿真模型,分析不同凸轮曲线对配流阀阀芯滞后特性的影响.计算不同凸轮曲线下泵的理论排量和瞬时排量,探究曲线对柱塞泵流量脉动的影响.结果表明:与余弦曲线相比,基于组合方程曲线的配流阀阀芯响应性至少提高了30％,但在该方程曲线下,柱塞泵仍存在一定的流量脉动,研究成果为轴向曲线式柱塞泵曲线的选型与优化提供理论依据.     

电控柴油喷射用电磁控制旁通阀的研究

电磁控制旁通阀是时间控制式电控柴油喷射系统的重要组件,它的实用性开发是电控柴油喷射系统实用化所必须解决的关键技术问题。该文在系统地研究电磁控制旁通阀工作特性的基础上,研制出了一种高低压平衡式旁通阀。该阀与高速强力电磁铁及其驱动电路相配合,解决了电磁控制阀的动态响应特性、工作稳定性、动态密封及快速泄流等方面的问题,其工作性能能满足电控柴油喷射系统喷射控制的要求。采用该电磁控制阀的ＹＣ６１０８电控柴油机样机实现了正常运转。     

适用于新冷媒的热力膨胀阀工作寿命检测系统

针对适用于新型制冷剂的热力膨胀阀,研发了一套基于PLC的多工位的热力膨胀阀工作寿命自动检测系统。以空气作动试验为检测原理,能够实现对热力膨胀阀进行作动试验并判断热力膨胀阀的工作寿命是否符合要求和检测静止过热度值。实验结果表明,该系统能够满足20个热力膨胀阀同时进行工作寿命检测,具有较高的测试效率,静止过热度最大测量误差为0.003 MPa,具有较高的检测精度。     

液压自由活塞发动机能量转换效率研究

以提高系统总效率为目标,研究了单活塞式自由活塞柴油液压动力装置的节能途径.分析了系统的能量传递过程,理论计算了能量输入、损失和输出之间的关系,结合试验结果研究了系统各组成部分的节能途径.结果表明:系统最高效率理论值可达38%,样机实测值为27.5%.理论和试验结果都表明系统总效率明显优于内燃机与液压泵的传统组合.系统内燃机部分的指示热效率达到传统内燃机的较优水平.系统液压泵部分泵腔效率的提高通过提高吸排油阀动态响应实现,高压腔和压缩腔循环效率提高通过减小两腔节流损失实现.      

高速强力电磁阀的动态响应特性

高速强力电磁阀是决定柴油机电控燃油喷射系统性能的关键部件。通过高速强力电磁阀驱动特性的理论分析 ,并在此基础上进行了大量试验 ,改变各试验参数 ,探索出各参数对电磁阀动态响应特性影响的实际情况。发现影响电磁阀关闭速度的主要因素是驱动电压的大小 ;影响电磁阀开启速度的主要因素是回位弹簧的预紧力但此力不能过大以免引起电磁阀工作不正常。这些结论为系统参数的选择和匹配提供了依据 ,并可在应用中降低发动机的排放和油耗     

基于自适应变尺度混沌优化的柴油机高速电磁阀特性仿真

为优化柴油机高速电磁阀设计参数及提高其工作效率,建立高速电磁阀静态吸附特性和动态响应特性模型;采用Visual Basic 7.0和MATLAB相结合的方法研发柴油机高速电磁阀特性仿真系统,并对设计参数优化与特性进行仿真分析.研究结果表明:采用自适应变尺度混沌优化算法可实现柴油机高速电磁阀设计参数优化和工作效率提高;当工作电流为10 A时,所产生的最大电磁吸附力能够确保柴油机高速电磁阀正常开启稳定;当工作气隙宽度为50 μm时,能够有效缩短柴油机高速电磁阀的静态响应时间;当弹簧预紧力为80 N左右时,可确保其工作开启和关闭的响应时间满足实际要求,而衔铁质量对柴油机高速电磁阀动态响应影响不大.     

工程车辆传动系统的换挡品质

分别对工程车辆传动系统中的发动机、工作油泵、液力变矩器、自动变速器进行了建模分析,建立了传动系统模型并推导出传动系统动力学方程.通过对自动变速器离合器换挡过程分析,利用解析法推导出换挡过程中变速箱输出角速度、转矩与发动机角速度、发动机油门开度、变矩器变矩系数之间的数学表达式,得出发动机、液力变矩器参数对换挡品质的影响效果.为提高换挡品质,分别采用缓冲控制、定时控制以及综合控制方法对工程车辆发动机--传动系统进行整车控制,并进行了仿真试验.结果表明,缓冲控制和定时控制策略能不同程度地改善工程车辆传动系统的换挡品质、综合法效果更好.     

内燃机配气机构系统动力学分析

内燃机配气机构直接影响着内燃机的性能和可靠性。论文对顶置四气门配气机构工作过程进行了分析,采用理论计算和实验方法确定了配气机构动力学模型的主要参数,利用AVL/TYCON分析软件建立了顶置配气机构凸轮轴—摇臂—气门系统的一维动力学分析模型,并对其动态特性进行了数值仿真,验证了动力学模型及分析结果的正确性,为配气机构动态性能的评价和优化提出了理论依据。     

气压式电子驻车制动系统控制电磁阀的匹配研究

针对气压式电子驻车制动系统中的电磁阀匹配问题,对改进设计的直动式两位两通电磁阀,以及常见的微型电磁阀、分步直动式电磁阀进行研究。首先对气压式电子驻车制动系统展开了研究,然后依据系统方案设计搭建气压式电子驻车制动系统的阀类试验台,对三种电磁阀进行静、动态特性试验研究;并对不同控制频率和占空比下的系统压力响应特性进行了研究。试验结果证明改进设计后的直动式两位两通电磁阀对于气压式电子驻车制动系统具有优于其余两种阀的匹配性。最后,对该直动式两位两通阀开关动作下系统的压力滞后特性进行研究,得到电磁阀的通电时间至少应大于开启滞后时间20ms,电磁阀的断电时间至少要大于关闭滞后时间24 ms。     

四气门直喷式柴油机进气过程缸内流场的模拟研究

利用缸内三维流场测量装置,运用热线风速仪在稳流模拟试验台上研究了四气门直喷式柴油机进气过程的缸内流场特性,并与两气门直喷式柴油机进行了比较,揭示了四气门直喷式柴油进气涡流的形成过程及气门开度对其影响的变化规律。两气门直喷式柴油机进行涡流主要由进气门轴线至气缸轴线附近的强气流产生,缸内主涡流出现在进气门下方,副涡流较弱;四气门直喷式柴油机的进气涡流主要由气缸周边处的强气流产生,缸内主涡流出现在两进气     

颗粒模拟技术在内燃机缸内流场计算中的应用

采用颗粒模拟技术处理气门, 不对气门单独生成网格, 而是用大量微小颗粒来模拟气门. 其模拟气门的思想是:颗粒点按气门规律运动, 在颗粒点占据的网格单元中,根据两相流动的原理,其中的气体运动停止.数值模拟结果表明,此技术简单易行,是现有条件下较为合适的气门处理方法.