液压自由活塞发动机的节能方式研究

液压自由活塞发动机是将内燃机和液压泵集成于一体，实现动力非刚性传输的复合发动机。本文从其内部能量转换及外部能量回收两个方面，详细地分析和阐明了液压自由活塞发动机各种节能方式和实现途径，以液压挖掘机为例，强调液压自由活塞发动机作为中心液压站，结合二次调节及液压变压器技术，简单方便地实现群控节能。     

活塞中凸型线数控加工的一种逼近方法

针对发动机活塞纵剖面型线的不规则性,提出了采用3次样条插值和双圆弧拟合相结合逼近加工曲线的方法,推导出了适用于计算机编程的3次样条插值计算公式;分析了双圆弧拟合的原理,并对逼近误差进行分析,满足了加工拟合曲线的要求。     

小型柴油机活塞与活塞环匹配的研究

活塞与活塞环是柴油机中工作强度最大的组件之一,对柴油机的性能、使用寿命和工作可靠性等指标都有极大影响。通过BH160F小型柴油机活塞材料的选用及对压缩高度、火力岸布置、活塞顶部形状和活塞环匹配等方面进行改进设计,使柴油机获得了良好性能指标。     

4125A4发动机节能活塞的研制

发动机中,将燃料的化学能转换为机械动力能的主要零件是活塞。其结构、质量和性能,将决定能量转换的效率,直接影响发动机的动力性和经济性。为此,对现有4125A4发动机的动力性和经济性进行了分析,提出了节能活塞的设计方案,并进行了台架试验和田间试验。试验结果表明,其动力性能得到了改善,节油效果明显。     

基于膨胀比的自由活塞发动机理想热力循环分析

为提高传统发动机的热效率,降低燃料消耗成本,减少尾气排放,该文建立了基于增压中冷和Atkinson循环的四冲程自由活塞发动机理想热力循环模型,着重分析了膨胀比对自由活塞发动机热力过程的影响,提出了膨胀极限的概念,通过数值模拟方法对膨胀比与发动机热效率关系进行了仿真研究和试验验证,结果表明,通过增大膨胀比可使发动机的热效率提高10%;膨胀终了温度降低500K以上。研究结果可为自由活塞发动机在混合动力车辆上的应用提供参考。     

外环流活塞泵转子型线对汽蚀性能影响的研究

针对外环流活塞泵运转状况,通过对转子型线与流速变化、汽蚀性能的内在关系的分析,阐述了转子型线对汽蚀性能的影响,建立了转子与定轴之间闭死区域面积的数学模型,并在原型线公式基础上,根据伯努利方程推导出了优化后的转子型线数学公式,通过该泵传统型线与优化型线两种转子的对比,验证了转子型线优化计算式的准确性,为提高该泵的汽蚀性能提供了理论依据.     

变排量非对称轴向柱塞泵控制特性分析

变排量非对称轴向柱塞泵(Variable-displacement asymmetric axial piston pump,VDAAPP)直接控制单活塞杆缸闭式系统具有结构紧凑、能效高的优势。在定排量三配流窗口轴向柱塞泵的基础上,提出基于斜盘摆角位置反馈的PD变排量控制策略。建立VDAAPP的数学模型,运用近似线性化及降阶的方法分析影响VDAAPP频响的因素,并对斜盘变量阻力矩进行研究。在AMESim中建立VDAAPP电液仿真模型,通过对斜盘受力特性的仿真分析,验证了阻力矩计算的正确性。搭建VDAAPP试验平台,对系统的动态性能进行测试。试验和仿真结果表明,当非对称轴向柱塞泵一个配流窗口吸油、两个配流窗口排油时,非对称轴向柱塞泵斜盘存在较大的单向阻力矩,此单向力矩会降低斜盘摆角减小过程中的动态响应;当采用PD控制、比例系数kp=3时,VDAAPP可实现零超调的变排量控制,且具有较高的响应速度,验证了所提控制方法的合理性。     

轴向柱塞泵平面配流副润滑特征参数实时测量

为研究轴向柱塞泵配流副的摩擦学特性,建立了模拟配流机构的润滑特性试验系统,以实测润滑特征参数,对工况进行实时调节与控制,寻求良好的润滑状态.论述了配流副润滑特性试验研究的优点,根据润滑理论模型分析了供油压力和油膜厚度等主要特征参数,提出了膜厚反馈的电液控制配流副油膜动态试验装置的结构及关键技术.通过平面配流密封带多点实测膜厚、泄漏流量、摩擦转矩的试验数据表明,供油压力对密封带润滑油膜厚度、形态等的影响较大.局部油膜破坏是导致缸体面磨损的主因,试验测得的膜厚分布与其磨损分布有直接关系.     

考虑定常能量损失因子的柱塞泵效率特性建模

针对轴向柱塞泵效率特性模型难以保证全工况下模型预测精度的问题,提出利用定常能量损失因子对现有的轴向柱塞泵总效率计算模型进行优化.首先,利用能量守恒定律对轴向柱塞泵的能量损失构成进行了研究,分析了轴向柱塞泵总效率计算模型误差产生的原因;其次,建立了全工况下轴向柱塞泵效率特性模型,并验证了其有效性;最后,对变排量工况下轴向柱塞泵的效率特性进行仿真分析与试验验证.研究结果表明:在变转速、变压力与变排量工况下,考虑定常能量损失因子的效率特性模型均可准确预测轴向柱塞泵的总效率,且在全工况范围内,模型的效率预测最大相对误差仅为4.8%;考虑定常能量损失因子的柱塞泵总效率模型能够完成全工况范围内轴向柱塞泵总效率的精确预测,这为柱塞泵的节能优化设计与节能控制提供了基础.