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被动进气式自由活塞发电机设计与特性分析被引量：2: 2013年; 设计了一种采用轴向直流换气的被动进气式自由活塞直线发电机,阐述了其主要结构和工作原理,建立了动力学及热力学方程,实验验证了仿真模型的工作过程,分析了工作过程运动特性和相关结构参数对系统性能的影响规律,为性能优化及样机设计提供依据。结果表明工作过程中,发动机换气持续时间约占全周期的58%,有利于新鲜充量进入到气缸;活塞运动曲线呈非对称状,在上止点加速度变化剧烈,需要加大燃烧放热速度来适应其变化;适当加大活塞质量及排气口开闭位置,减小点火提前位置和进气阀门的开启压力,可使样机具有较高的输出功率。; 王东杰袁晨恒许大涛左正兴; 关键词：自由活塞直线发电机运动特性

基于活塞运动规律的自由活塞发动机燃烧放热规律被引量：9: 2015年; 自由活塞发动机具有异于传统发动机的活塞运动规律,为研究其对自由活塞发动机燃烧放热规律的影响,提出了等效转速变换的概念,将试验示功图反算得到的燃烧放热规律以曲轴转角为计量单位表示,分析了自由活塞发动机与传统发动机放热规律的差异,最后采用三维仿真与试验的结论进行对比.结果表明:自由活塞发动机在压缩行程比传统发动机有较高的运动速度与加速度,这使其在压缩行程有良好的雾化与油气混合效果,预混燃烧量达到80%,;膨胀行程缸内容积变化率较大,缸内压力温度下降较快,因而缓燃期和后燃期持续时间远低于传统柴油机;双韦伯函数拟合的自由活塞内燃发电动力系统(FPEG)放热规律预混合燃烧品质系数和扩散燃烧品质系数分别为3.451和10.24,与传统柴油机相比均偏大;受活塞运动规律的影响,自由活塞发动机与相同缸径的传统发动机相比最高爆发压力较小,出现最高爆发压力的时间较晚,且滞燃期较短.; 许洪瑜冯慧华宋豫左正兴; 关键词：自由活塞发动机

自由活塞内燃发电机活塞环摩擦特性研究被引量：3: 2013年; 为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型。通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率。对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近,平均摩擦功率近似相等。自由活塞的活塞环摩擦力峰值较大,持续时间较短。如果考虑凸轮、曲轴等其他部件的摩擦损耗,则在总机械摩擦损失方面,自由活塞内燃发电机相比曲轴式内燃机具有显著优势。; 许大涛冯慧华袁晨恒左正兴; 关键词：活塞环数值仿真

自由活塞汽油直线发电机燃烧过程特性被引量：7: 2015年; 为了获得自由活塞汽油直线发电机工作过程中的燃烧特性,根据试验测得的活塞运动曲线对其燃烧过程进行了CFD仿真研究,并对比传统发动机分析了两种发动机活塞运动规律差异对燃烧过程的影响规律。研究发现:与传统发动机相比,自由活塞汽油发电机缸内最高燃烧压力和平均温度均较小,且最高燃烧压力保持时间较短,这有助于减少NO污染物;自由活塞直线发电机燃烧放热率呈现'缓和长'的特点,燃烧放热过程等容度较低;自由活塞直线发电机较少的混合气在上止点前完成燃烧,压缩行程负功较小,但由于后燃较严重,其指示效率较传统发动机低。; 袁晨恒冯慧华王梦秋左正兴; 关键词：动力机械工程燃烧特性点火时刻

自由活塞汽油直线发电机起动过程研究被引量：2: 2015年; 为获得自由活塞汽油直线发电机起动过程主要工作特点,对自由活塞汽油直线发电机主要起动方式进行了研究。耦合动力学及热力学方程,建立了起动过程数学模型,理论分析了起动过程中能量的传递与转换关系,并结合试验样机对两种典型起动方式进行了试验研究。研究发现:采用恒定加速度起动模式和恒定推力起动模式均可实现自由活塞汽油直线发电机的起动燃烧,其中采用恒定加速模式有利于第一次压缩气缸实现起动燃烧,然而采用恒定推力起动模式更有利于对侧发动机气缸完成起动燃烧;起动过程中摩擦损失所消耗的能量较少,漏气损失所占的比例较大,在起动设计时不应被忽视。; 袁晨恒冯慧华王梦秋左正兴; 关键词：起动方式能量转换

轿车变速器主减速器齿轮副动态性能仿真被引量：12: 2010年; 建立了某轿车变速器主减速器齿轮副的有限元模型,基于Abaqus/Explicit显式动态分析方法,对该主减速器齿轮副在最大转矩工况下的瞬态啮合过程进行了动态仿真计算,得到了轮齿齿面与齿根危险区域的等效应力云图、等效应力的幅值与瞬态变化过程等结果。在此基础上,研究了发动机输出转矩和包括中心距和同面夹角两个参数的安装误差等参数变化,对该主减速器齿轮副轮齿承载状况的影响规律,为以改善强度及可靠性为目标的结构方案修改提供了重要参考。; 尚蛟冯慧华鲁守卫杨实秋; 关键词：主减速器齿轮副瞬态响应有限元应力

自由活塞内燃发电机稳态压缩比控制被引量：2: 2014年; 为解决自由活塞内燃发电机的稳定控制问题,根据能量守恒定律建立了连续运行过程周期能量转化与传递模型。通过数值仿真分析,获得了满足稳定运行的基本能量平衡条件,包括压缩能和系统能量余值方程,从而实现了周期能量余值和压缩能的稳定变化。以压缩比为目标建立了连续周期能量动态平衡的控制系统及策略,即以喷油量和压缩比为控制输出变量,采用比例-积分-微分控制器进行控制,进而实现了可控压缩比的连续稳定运转。研究结果表明:采用所建控制系统及策略后,自由活塞内燃发电机运行可靠、稳定;压缩比在负载变化后出现短暂振荡,但经多个周期后恢复稳定,缸内峰值压力和运行频率具有相似的变化趋势,各参数变化均在可接受的范围内。; 许大涛左正兴冯慧华田春来; 关键词：控制策略压缩比数值仿真

Experimental study on compression stroke characteristics of free- piston engine generator被引量：1: 2015年; The compression stroke characteristics of free-piston engine generator were studied. The numerical model of the compression stroke was established based on thermodynamics and dynamics equation,and the leak loss,heat loss and friction loss were considered. Through solving numerical equations,the in-cylinder pressure of compression stroke under different compression ratios was calculated,energy transfer and conversion process was analyzed,and the calculated results were experimentally verified. The results showed that the actual effective output of electronic energy and the compression energy stored in the com-pressed gas accounted for about 70%. The compression energy gradually increased with the increasing com-pression ratio. When the compression ratio was more than 7. 5,the actual compression energy increased slowly and the energy error between simulation and test decreased.; 左正兴许大涛冯慧华

自由活塞式柴油机缸内流动过程研究被引量：1: 2017年; 基于活塞运动规律对缸内流动过程的意义,采用等效转速变换法分析压燃式自由活塞内燃发电动力系统活塞运动特点,通过理论计算及三维数值仿真研究了活塞运动对缸内流动影响.CFD仿真的结果与理论计算结果基本一致.研究表明:与传统机型相比,自由活塞机型在上下止点附近的等效转速较高,中途位置相对较低.这导致其挤流与逆挤流峰值偏高,持续时间较短,二者平均湍动能曲线存在一定差异.; 宋豫冯慧华李林可左正兴; 关键词：自由活塞缸内流动燃烧

自由活塞内燃发电机能量转换与传递过程研究被引量：5: 2012年; 根据能量守恒定律,建立自由活塞内燃发电机运行过程周期能量模型。通过计算获得一个周期内的能量转换规律,并分析相邻周期的能量传递过程,得到不同压缩比下的能量变化情况及其对性能的影响。分析结果表明,自由活塞内燃发电机能量转换有效效率的理论值可达40%。燃烧、扫气及散热等为能量损失的主要部分。连续运行过程中,一侧气缸作功行程后期的部分能量作为压缩能传递给另一侧,直接影响下一周期燃烧。压缩比变化对各能量及有效效率有不同影响,保持压缩能稳定对运行控制至关重要。; 田春来冯慧华尚蛟左正兴; 关键词：自由活塞内燃发电机能量转换

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