自由活塞发动机工作过程仿真模拟

发布时间：2017-07-19 13:02

  本文关键词：自由活塞发动机工作过程仿真模拟

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【摘要】：电机式自由活塞发动机是在近些年内燃机节能减排要求越来越高的大背景下逐渐发展起来的一种新型混合动力发动机。它是直线发电机和自由活塞式内燃机结合的产物。电机式自由活塞内燃机舍去了传统内燃机的曲柄连杆机构,活塞只做往复直线运动,且运动规律多变,具有结构简单、机械效率高、压缩比可调、燃烧热效率高、噪声污染小、燃料适应性广等特点。电机式自由活塞发动机从启动到熄火整个过程可总结为化学能-热能-机械能-电能这一系列能量的转化。本文以双活塞直线电机式自由活塞发动机为研究对象,对其进行了一维仿真模拟。首先对发动机的工作过程建立数学模型,根据数学模型用VB软件建立相应的热力学、运动学和动力学仿真模型,然后对发动机的工作过程进行仿真计算,得到缸内工质的瞬时压力和温度,最后通过变参数模拟分析点火时刻、行程等参数对发动机性能的影响。具体研究内容如下:(1)运用热力学理论、传热学理论及力学理论分析电机式自由活塞发动机的工作原理,并对电机式自由活塞发动机工作过程进行系统的分析,建立与实际情况相符合的发动机工作过程的数学模型;(2)运用VB编程,对自由活塞式内燃机的工作过程进行模拟计算,得到自由活塞式内燃机工作过程中缸内工质状态参数和性能参数的变化曲线图;通过VB编程模拟点火时刻、燃烧规律、行程、频率等参数的变化对内燃机工作过程中缸内工质状态参数和性能参数影响的变化规律。仿真结果表明:自由活塞发动机运动规律可变,不受曲柄连杆机构的限制,进而可控制压缩比的变化,即其可用于多种燃料;点火时刻、燃烧规律、行程、频率等参数对发动机稳定工作时的性能影响较大,是内燃机工作过程中需要控制的关键因素。
【关键词】：自由活塞发动机 直线电机 VB仿真模拟 性能分析
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK401
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本文编号：562971