四冲程自由活塞发电机活塞运动控制方法

为实现四冲程自由活塞发电机的连续稳定运行,提出并研究了基于直线发电机工作状态切换和冲程终点预测的自由活塞往复运动控制方法.在混杂系统范畴内,完成了运动控制系统仿真模型的建立,结合自由活塞发电机仿真模型和循环燃烧波动仿真模型,对控制过程进行了仿真研究.基于高性能数字信号处理器建立了四冲程自由活塞发电机的电控系统,对所设计的运动控制方法进行了实验验证,分析了失火对活塞往复运动的影响.研究结果表明:该运动控制方法稳定可靠、算法简单,满足了四冲程自由活塞发电机对活塞运动控制的要求.     

自由活塞式内燃发电机启动过程分析

针对自由活塞式内燃发电机启动过程巾的匹配问题,建立了内燃发电机系统启动过程的数学模型.通过对活塞运动位移及速度的简化,推导出直线电机驱动力简化表达式.研究结果表明:增加内燃发电机的活塞运动组件质量,可以减小直线电机的驱动力,但是活塞组件达到的最大速度减小,不利于高速启动;减小内燃机摩擦阻力系数以及有效压缩比也可以降低直线电机的驱动力.利用该简化公式分析了一台样机的启动过程,获得了该样机所需要的最小驱动力.     

自由活塞内燃发电机能量转换与传递过程研究

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.     

自由活塞式内燃发电机动态仿真与特性分

根据自由活塞式内燃发电机的运行原理,建立了基于动力学和热力学方程的自由活塞式内燃发电机动力学模型.通过对动力学模型的数值求解,获得了系统的动态特性,并进一步分析了质量、输入能量、点火位置、负载等对系统性能的影响,同时对系统频率特性进行了研究.研究结果表明系统为自激系统,通过输入参数的合理控制,可实现系统稳定频率下的运行.     

两冲程HCCI自由活塞式内燃发电机仿

综合利用Matlab/Simulink、Chemkin、电磁场有限元法对HCCI自由活塞式内燃发电机建立了仿真模型。分析了系统的运动特征,阐明了它与传统内燃机运动规律的差异。讨论了变负荷、燃空当量比下自由活塞式内燃机的变压缩比特性。仿真结果表明,自由活塞式内燃发电机能够根据外部参数调节压缩比,当工作在高压缩比下时,有利于提高燃烧效率、降低内燃机排放。     

两冲程HCCI自由活塞式内燃发电机仿真

综合利用Matlab/Simulink、Chemkin、电磁场有限元法对HCCI自由活塞式内燃发电机建立了仿真模型.分析了系统的运动特征,阐明了它与传统内燃机运动规律的差异.讨论了变负荷、燃空当量比下自由活塞式内燃机的变压缩比特性.仿真结果表明,自由活塞式内燃发电机能够根据外部参数调节压缩比,当工作在高压缩比下时,有利于提高燃烧效率、降低内燃机排放.     

被动进气式自由活塞发电机设计与特性分析

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.     

压缩空气驱动自由活塞膨胀机-直线发电机特性试验

提出了一种采用有机朗肯循环(ORC)系统的自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)试验样机,并在压缩空气试验平台上对FPE-LG样机的运动特性进行了试验研究。结果表明,在进气压力较高的工况下,FPE-LG能够稳定运行,基准位置处活塞速度和运行止点位置的循环变动较小。当进气压力为0.2 MPa,工作频率为2.5 Hz时,活塞最大速度接近1.2 m/s;进气角、排气角和进气压力对活塞运动的对称性和直线发电机输出功率有重要影响,减小排气角或增大进气角,有利于提高活塞运动的对称性、减小活塞运动的循环变动、明显改善直线发电机的输出功率。当进气压力为0.19 MPa,工作频率为2.5 Hz时,直线发电机输出功率的峰值最大,约为19.0 W。     

微型摆式内燃发电机频率的计算与分析

针对所研制的微型摆式内燃发电机(MICSPG),阐述了各组成部分的工作过程及工作特点,建立了微型内燃发电系统的数学模型。在引入平均指示压力和线性气体弹簧分别对内燃机动力腔中由燃烧和最大预压缩压力而引起的气体压力进行线性化分析的基础上,得到了系统的传递函数,并据此研究和分析了微型摆式内燃机发电系统的稳定性和运动频率。研究结果为微型摆式内燃发电系统结构参数的确定和控制系统设计提供了有益的参考。     

风力发电机风轮与发电机匹配的研究

为使风力发电机,在较宽的风速范围内最大限度地提高风能利用率,进行风轮与稀土永磁发电机在工作风速范围内的匹配研究。通过分析风轮的气动特性和稀土永磁发电机的输出特性,建立风轮与发电匹配的数学模型,用计算机仿真从理论上提出相匹配的设计方法。通过试验对其方法进行修正,形成风力发电机具有最佳效率运行的设计方法,用于解决目前风轮与发电机不匹配,发电效率差,风能利用率不高等问题。     

四冲程自由活塞发动机仿真与实验

为实现清洁高效利用燃料发电,提出并研究了四冲程自由活塞发动机。基于活塞组件的动力学方程、燃烧室内的气体状态方程以及代用燃烧放热规律,建立系统仿真模型,对系统动态特性进行仿真研究,重点讨论了压缩比和膨胀比对系统性能的影响。在仿真分析的基础上,研制了一台缸径为62 mm的原理性样机,对样机实验结果进行了分析,并利用仿真模型对样机的性能参数进行了回归分析。研究结果表明:目前样机的发电效率为34%左右,优化后四冲程自由活塞发动机的发电效率在45%左右,比传统小型汽油发电机组有明显的性能优势。     

汽油发电机驱动的热泵干燥系统制热性能仿真

为解决现有烘干房远离农产品产地导致其使用率低,未干燥的农特产品在运输过程中易损坏的问题,提出一种可随货车移动、能独立运行的由汽油发电机驱动的热泵干燥系统.为研究系统的技术经济性,建立热泵机组模型、制冷剂充注量模型、物料干燥模型,编写汽油发电机驱动的热泵干燥系统模拟程序,对系统制热性能进行仿真计算.结果 表明:通过控制阀...     

基于Ansys的发动机离合装置动力输出轴仿真研究

针对传统离合装置结构不适用于大功率收获机工作的问题,设计了一种可实现发动机对工作部件分步驱动的离合装置,利用有限元仿真分析方法对离合装置进行了研究。结果表明,在接合过程中,输出轴与行走驱动胶带轮结合处一侧的应力较为集中,存在发生形变的可能,动力输出轴在0.48 s完成对负载扭矩的传递,实现稳定的扭矩输出,该装置可以有效保护发动机及工作部件。     

汽油机电液式可变气门正时系统响应性能仿真与试验

汽油机电液式可变气门正时系统(VVT)的响应性能对发动机燃烧、排放均有重要影响,汽油机瞬态过程中电液式VVT应根据发动机工况快速调整到目标相位,但由于电液VVT的响应性能受到多方面因素的影响,其速度尚有进一步提升的空间。基于试验和仿真分析,对影响电液VVT响应性能的发动机转速、机油温度、机油压力等因素进行了分析,并详细分析了VVT阶跃响应过程各阶段的影响因素,提出了基于MAP查表的VVT前馈控制算法,试验结果表明,该算法能够实现VVT快速响应,同时保证稳定性。     

生物制气-柴油双燃料发电机组噪声测量分析

用内燃机简易工程测量法对由南通柴油机厂2135AD发电用柴油机改装成的生物制气-柴油双燃料发电机组工作过程中进行了噪声测试分析,在标定工况下对双燃料发电机组进行了1/3倍频程噪声频谱分析,并与柴油发电机组进行了对比分析。结果表明:在生物制气对柴油的替代率最大时,双燃料发电机组的噪声要高于原机,且负荷增大,差距减小;发电机组的主要噪声为发动机的噪声,而发动机噪声中,进气噪声影响最大;在低频段,原机噪声较高,在高频段,双燃料发电机组噪声较高。     

减压气门运行参数对发动机缓速器制动性能的影响

通过对发动机缓速器工作循环的理论分析,建立了发动机缓速器工作过程的数学模型.以某型号柴油机为例进行了数值模拟计算,对缓速器减压气门开启提前角、最大开启升程等不同运行参数进行了对比.研究结果表明,当发动机转速一定时.有一对应的最佳减压气门开启提前角,当减压气门最大升程越大、开启速度越快时,获得的每循环制动功则越大.     

气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5～10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,...