对置式液压自由活塞发动机活塞液力控制策略 被引量：3

1

作者 汪洋 宋飞宇 +3 位作者 陶成军 李小龙 洪斌 何亚军 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期224-230,共7页

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... 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. 展开更多

关键词 对置式 液压自由活塞 联合仿真 活塞液力控制策略

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对置式液压自由活塞发动机电磁阀动态响应的影响因素分析 被引量：2

2

作者 关帅 汪洋 +5 位作者 宋飞宇 汪建才 吴亦宁 李小龙 洪斌 何亚军 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第7期1040-1044,共5页

根据对置式液压自由活塞发动机的需求,开发了大流量快速响应电磁阀,并对其动态响应影响因素进行了研究和分析。利用Ansoft Maxwell建立了电磁阀的三维有限元仿真模型,搭建了电磁阀响应速度实验测量装置,通过仿真数据与实验数据的对比得... 根据对置式液压自由活塞发动机的需求,开发了大流量快速响应电磁阀,并对其动态响应影响因素进行了研究和分析。利用Ansoft Maxwell建立了电磁阀的三维有限元仿真模型,搭建了电磁阀响应速度实验测量装置,通过仿真数据与实验数据的对比得出开启时间最大偏差为0.38 ms,关闭时间最大偏差为0.67 ms,验证了该模型的准确性。仿真结果表明:隔磁垫、铁磁材料、弹簧预紧力是低压电磁阀动态响应的主要影响因素,自由升程对开启响应影响较大,而与关闭响应无关联,运动件质量的影响最小。 展开更多

关键词 对置式 液压自由活塞发动机 电磁阀 动态响应

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对置式液压自由活塞发动机扫气过程的仿真 被引量：5

3

作者 尹述君 汪洋 +3 位作者 吴亦宁 朱永生 陈昱锦 关帅 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期71-76,共6页

根据所开发的对置式液压自由活塞发动机样机的基本参数,基于AVL FIRE平台建立了缸内流场的三维仿真模型.分析了扫气口几何参数、活塞下止点停留时间对扫气过程的影响,探讨了利用扫气口几何参数实现缸内混合气分层的方法.结果表明:扫气... 根据所开发的对置式液压自由活塞发动机样机的基本参数,基于AVL FIRE平台建立了缸内流场的三维仿真模型.分析了扫气口几何参数、活塞下止点停留时间对扫气过程的影响,探讨了利用扫气口几何参数实现缸内混合气分层的方法.结果表明:扫气口径向夹角为5°时,扫气效率和扫气捕获率都达到最大值;随着活塞下止点停留时间的加长,扫气效率呈现先提高再稳定的过程,扫气捕获率则随停留时间的加长而单调下降;采用较大的扫气口径向夹角,可以在压缩上止点附近,实现缸内轴心处废气浓度高、外围废气浓度低的分层分布. 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 对置式活塞 扫气过程 仿真

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液压自由活塞发动机的节能方式研究 被引量：6

4

作者 夏必忠 周华 +2 位作者 傅新 杨华勇 杨开传 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期8-10,14,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 节能 发动机

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单活塞式液压自由活塞发动机控制系统的开发 被引量：1

5

作者 戴筱妍 赵长禄 +1 位作者 刘嘉 郭锋 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1229-1234,共6页

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... 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. 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 控制系统 频率阀 活塞位置反馈调制

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火花点火式液压自由活塞发动机的模拟试验研究 被引量：2

6

作者 陈昱锦 汪洋 +3 位作者 尹述君 朱永生 李国田 耿鹤鸣 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期70-75,共6页

使用液压快速压缩-膨胀机(RCEM)对火花点火式液压自由活塞发动机(SI-HFPE)的单次工作过程进行了模拟试验研究,研究了在使用甲醇燃料的情况下,液压源压力、点火提前相位、混合气浓度等因素对SI-HFPE活塞运动规律、放热率及指示效率的影响... 使用液压快速压缩-膨胀机(RCEM)对火花点火式液压自由活塞发动机(SI-HFPE)的单次工作过程进行了模拟试验研究,研究了在使用甲醇燃料的情况下,液压源压力、点火提前相位、混合气浓度等因素对SI-HFPE活塞运动规律、放热率及指示效率的影响,提出了使用双火花塞同时点火方案。研究结果表明:SI-HFPE的实际压缩比主要受液压源压力和点火提前相位的影响,液压源压力越高或点火提前相位越小,则实际压缩比越大。在10MPa的驱动液压力下,使用双火花塞同时点火,调整合适的点火提前相位,指示效率可以大于45%,此时的实际压缩比达到18。 展开更多

关键词 内燃机 液压自由活塞发动机 快速压缩-膨胀机 运动规律 指示效率 爆震

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点燃式液压自由活塞发动机高增压燃烧过程的试验与仿真研究 被引量：3

7

作者 付长来 汪洋 +3 位作者 耿鹤鸣 李智勇 徐帅 甄旭东 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期8-14,共7页

在快速压缩-膨胀机上进行试验,模拟液压自由活塞发动机(hydraulic free piston engine,HFPE)在不同缸内初始压力下的单次燃烧做功过程,并利用OpenFOAM和CONVERGE三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真平台进行增压仿... 在快速压缩-膨胀机上进行试验,模拟液压自由活塞发动机(hydraulic free piston engine,HFPE)在不同缸内初始压力下的单次燃烧做功过程,并利用OpenFOAM和CONVERGE三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真平台进行增压仿真研究。结果表明:液压自由活塞发动机随着缸内初始压力的增大,相同压缩比下发动机循环周期缩短,活塞在上止点附近停留时间缩短,爆震极限压缩比增大,抗爆能力增强。适当提高缸内初始压力有利于提高指示效率,当缸内初始压力提高至0.15MPa时,发动机指示效率由0.30提高至0.31,但当初始压力达到0.20MPa后,指示效率又降至0.30。针对缸内初始压力进一步增大后出现的效率降低问题,在仿真研究中发现采用多火花塞点火方案,即使在初始压力0.80MPa的条件下也能得到较高的指示效率而不发生爆震。 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 快速压缩-膨胀机 高增压 爆震

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对置式自由活塞发动机CFD建模与喷雾锥角研究 被引量：2

8

作者 张晴霖 徐照平 +1 位作者 刘双双 刘梁 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期400-408,共9页

为了进一步提升对置式自由活塞发动机的燃料利用效率与排放性能,采用三维计算流体力学方法对该发动机的喷雾锥角进行了参数化仿真。设计了中央燃烧室结构与喷雾引导式燃烧组织方案。建立了中央燃烧室三维网格模型,根据原型样机设置了计... 为了进一步提升对置式自由活塞发动机的燃料利用效率与排放性能,采用三维计算流体力学方法对该发动机的喷雾锥角进行了参数化仿真。设计了中央燃烧室结构与喷雾引导式燃烧组织方案。建立了中央燃烧室三维网格模型,根据原型样机设置了计算模型与计算条件。分析了喷雾锥角对缸内燃料分布、燃烧放热率、缸内压力、CO排放量和缸内温度的影响。研究结果表明喷雾锥角为40°左右时,点火时刻缸内燃料分布最为理想,发动机能够获得97.5%的燃烧效率、39.7%指示热效率和低于0.4%的CO排放量。 展开更多

关键词 对置活塞 自由活塞发动机 喷雾锥角 计算流体力学 燃料分布

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液压自由活塞发动机——未来的动力之星 被引量：30

9

作者 杨华勇 夏必忠 傅新 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期353-357,共5页

液压自由活塞发动机是近 2 0年发展起来的新型动力 ,是一种有前途的车用特种发动机。本文首先介绍了该发动机的工作原理、结构类型、性能特点 ;其次分析了该发动机物理实现的关键技术问题、应用前景 ;

关键词 液压自由活塞发动机 内燃机 汽车

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液压自由活塞发动机动态特性的仿真研究 被引量：9

10

作者 夏必忠 张辉 +2 位作者 段广洪 傅新 杨华勇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第11期1331-1333,1386,共4页

液压自由活塞发动机(hydrau lic free p iston engine,以下简称HFPE)是将内燃机和液压泵集成为一体,以液体为工作介质实现动力非刚性传输的一种特种发动机。在左、右动力腔的交替驱动下,HFPE的活塞组件在腔体中作往复直线运动,同时泵出... 液压自由活塞发动机(hydrau lic free p iston engine,以下简称HFPE)是将内燃机和液压泵集成为一体,以液体为工作介质实现动力非刚性传输的一种特种发动机。在左、右动力腔的交替驱动下,HFPE的活塞组件在腔体中作往复直线运动,同时泵出液压油驱动负载工作。与曲轴式发动机不同,由于不受曲柄连杆机构的约束,HFPE活塞组件的运动规律完全取决于其本身的质量及所受到的作用力。本文通过建立所研制的HFPE样机各子系统的数学模型,重点研究了HFPE样机的动态特性,以期为系统的结构及控制系统提供理论依据。 展开更多

关键词 自由活塞发动机 液压 动态特性 仿真研究

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液压自由活塞发动机的能量平衡分析 被引量：18

11

作者 夏必忠 傅新 杨华勇 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期76-80,共5页

液压自由活塞发动机是将一次动力机—内燃机与二次动力机—液压泵的集成为一体 ,以液体为工作介质 ,利用油液压力能来实现动力非刚性传输的复合发动机。针对稳态运转的液压自由活塞发动机 ,分析了其能量输入、耗散、分配及输出情况 ,给... 液压自由活塞发动机是将一次动力机—内燃机与二次动力机—液压泵的集成为一体 ,以液体为工作介质 ,利用油液压力能来实现动力非刚性传输的复合发动机。针对稳态运转的液压自由活塞发动机 ,分析了其能量输入、耗散、分配及输出情况 ,给出了各能量组分所占的比例 ,并估算了活塞的最大运动速度和负载压力。为HFPE的结构设计、控制和效率提高指明方向。 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 动力传输 能量平衡分析

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液压自由活塞发动机性能模拟的参数化研究 被引量：10

12

作者 朱涛 汪洋 +1 位作者 熊仟 张中 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第6期869-875,共7页

液压自由活塞发动机的工作过程是在多过程相互耦合作用下进行,活塞动力学与燃烧、扫气、泵油各过程紧密结合。基于Aemsim建立了一维仿真模型,在分析运动特性和热力学特性的基础上,研究了关键性结构和控制参数对发动机性能的影响。仿真... 液压自由活塞发动机的工作过程是在多过程相互耦合作用下进行,活塞动力学与燃烧、扫气、泵油各过程紧密结合。基于Aemsim建立了一维仿真模型,在分析运动特性和热力学特性的基础上,研究了关键性结构和控制参数对发动机性能的影响。仿真结果表明:由于没有机械约束,自由活塞发动机的活塞行程规律与曲柄发动机存在显著的差异;活塞质量是影响热效率和工作频率的最重要因素,效率和频率随活塞质量的变化趋势相反;由于上止点附近停留时间短和工作行程活塞快速下行,在相同结构和运转条件下最优效率略低于曲柄连杆发动机;放热率和活塞惯量的综合作用决定其热效率,压缩比和喷油时刻对效率的影响不如曲柄发动机显著;活塞行程规律可变,通过行程控制可以显著缩短压缩行程占据的时间。 展开更多

关键词 自由活塞发动机 液压 耦合 动力学 热力学

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液压自由活塞发动机活塞运动规律动态仿真研究 被引量：9

13

作者 刘嘉 黄英 +1 位作者 张付军 赵振峰 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期88-92,共5页

为研究液压自由活塞发动机(HFPE)的活塞运动特性,建立了液压自由活塞发动机动态仿真模型,针对循环供油量、喷油定时、气门正时、压缩压力、负载压力等主要控制变量对活塞运动情况的影响进行了规律性研究。结果表明:各控制变量的变化影... 为研究液压自由活塞发动机(HFPE)的活塞运动特性,建立了液压自由活塞发动机动态仿真模型,针对循环供油量、喷油定时、气门正时、压缩压力、负载压力等主要控制变量对活塞运动情况的影响进行了规律性研究。结果表明:各控制变量的变化影响活塞受力的变化,进而使活塞的下止点位置和压缩比发生变化,并影响发动机的正常运转和性能;循环油量与活塞膨胀行程长度、压缩能量与压缩比均近似呈线性关系;HFPE循环工作是一个多参数耦合和能量重新分配的复杂过程;执行器滞后引入的正时控制误差将是影响控制精度的重要因素。 展开更多

关键词 内燃机 液压自由活塞发动机 运动规律 动态仿真

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液压自由活塞发动机起动过程的能量分析 被引量：5

14

作者 夏必忠 徐兵 +1 位作者 傅新 杨华勇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期1-3,38,共4页

液压自由活塞发动机的起动系统由起动蓄能器、液压换向阀、位置传感器及控制单元等组成 ,其中作为起动系统能源和油源的起动蓄能器直接关系起动的成败。分析了液压自由活塞发动机起动的前提条件 ,研究了起动过程中混合气的组织和能量的... 液压自由活塞发动机的起动系统由起动蓄能器、液压换向阀、位置传感器及控制单元等组成 ,其中作为起动系统能源和油源的起动蓄能器直接关系起动的成败。分析了液压自由活塞发动机起动的前提条件 ,研究了起动过程中混合气的组织和能量的流动、耗散及传递等 ,并在此基础上给出了选择起动蓄能器的理论依据。 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 起动过程 能量分析 液压蓄能器 起动蓄能器 液压换向阀 位置传感器

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一种新型混合动力系统:液压自由活塞发动机整体推进系统 被引量：14

15

作者 赵振峰 赵长禄 张付军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期773-778,共6页

液压自由活塞发动机整体推进系统集内燃机技术、液压技术、电子控制技术于一体的一种新型混合驱动动力系统,由于其具有体积小、重量轻、高度柔性布置、燃料适应范围广等特点,具有容易实现无级变速、无级转向、制动能回收等功能,是一种... 液压自由活塞发动机整体推进系统集内燃机技术、液压技术、电子控制技术于一体的一种新型混合驱动动力系统,由于其具有体积小、重量轻、高度柔性布置、燃料适应范围广等特点,具有容易实现无级变速、无级转向、制动能回收等功能,是一种有前途的车用混合动力传动装置。本文在介绍液压自由活塞发动机的工作原理、结构特点的基础上详述了液压自由活塞发动机整体推进系统的系统方案、关键技术、应用前景,提出了发展该整体式推进系统的对策。 展开更多

关键词 动力机械工程 液压自由活塞发动机 整体推进系统 混合动力

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液压自由活塞发动机起动过程的实验研究 被引量：4

16

作者 赵阳 徐兵 +2 位作者 杨华勇 夏必忠 周盛 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期424-428,共5页

为研究液压自由活塞发动机(HFPE)的起动性能,对HFPE样机的典型起动方式进行了实验研究.根据HFPE的起动能源和激励方式的不同,给出了恒压阀控、恒压位控、起动蓄能器(SHA)阀控以及SHA位控四种起动方式.测试了恒压起动方式中活塞组件的位... 为研究液压自由活塞发动机(HFPE)的起动性能,对HFPE样机的典型起动方式进行了实验研究.根据HFPE的起动能源和激励方式的不同,给出了恒压阀控、恒压位控、起动蓄能器(SHA)阀控以及SHA位控四种起动方式.测试了恒压起动方式中活塞组件的位移特性、扫气腔压差、动力腔压差以及HFPE泵腔压差这4个起动性能参数随供油压力变化的曲线,分析了SHA方式下上述四个起动性能参数分别和初始蓄能压力的关系.讨论了四种起动方式在激励方式、能量补充方面的差别.结果表明,位控起动的起动性能较阀控方式优良,适宜用于工作功率较高的场合,而阀控方式只能用在一些中低起动频率场合中. 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 起动方式 实验

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液压自由活塞发动机工作过程仿真模型研究 被引量：5

17

作者 吴维 苑士华 +1 位作者 荆崇波 郭凯 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1059-1064,共6页

为建立单活塞液压自由活塞发动机工作过程仿真模型,根据单活塞液压自由活塞发动机的系统特征,基于热力学、液压流体力学和动力学基本理论,给出了单活塞液压自由活塞发动机稳态工况工作过程的数学描述,并对结果进行了试验验证。结果表明... 为建立单活塞液压自由活塞发动机工作过程仿真模型,根据单活塞液压自由活塞发动机的系统特征,基于热力学、液压流体力学和动力学基本理论,给出了单活塞液压自由活塞发动机稳态工况工作过程的数学描述,并对结果进行了试验验证。结果表明:给出的考虑了液压系统构件动态特性影响的单活塞液压自由活塞发动机仿真模型,在活塞动力学特征、气缸气体压力特征和液压腔压力特征上具有较高的仿真精度。模型适合于单活塞液压自由活塞发动机系统参数确定、优化以及系统工作特征的模拟。 展开更多

关键词 流体传动与控制 自由活塞发动机 动态模型 试验研究 液压系统

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液压自由活塞发动机的活塞运动不对称特征研究 被引量：4

18

作者 吴维 苑士华 +1 位作者 胡纪滨 荆崇波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期810-815,共6页

结合液压自由活塞发动机基本原理,建立了系统分析模型,通过仿真和样机试验结果分析了活塞运动不对称性及其影响因素。研究结果表明:液压自由活塞发动机活塞上止点运动呈现不对称性特征,能量传递特征和活塞受力特征决定了该不对称性是固... 结合液压自由活塞发动机基本原理,建立了系统分析模型,通过仿真和样机试验结果分析了活塞运动不对称性及其影响因素。研究结果表明:液压自由活塞发动机活塞上止点运动呈现不对称性特征,能量传递特征和活塞受力特征决定了该不对称性是固有的。在上止点附近,气体压力对活塞运动状态起决定性作用,活塞压缩过程越快,对应的膨胀过程也越快。配流阀响应对活塞上止点运动状态影响不明显,不同负载压力形成位置主要影响膨胀过程后期。 展开更多

关键词 流体传动与控制 自由活塞发动机 液压 活塞运动 不对称性

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单活塞液压自由活塞发动机活塞振动特性研究 被引量：4

19

作者 荆崇波 吴维 +1 位作者 苑士华 陈智 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期304-308,共5页

研究单活塞液压自由活塞发动机原理样机活塞组件振动特性.建立活塞组件动力学模型,导出了活塞振动方程,研究了活塞的幅频特性并运用相平面法分析了活塞运动的稳定性.活塞组件运动属于单自由度变阻尼、变刚度自振振动.活塞运动频率与振... 研究单活塞液压自由活塞发动机原理样机活塞组件振动特性.建立活塞组件动力学模型,导出了活塞振动方程,研究了活塞的幅频特性并运用相平面法分析了活塞运动的稳定性.活塞组件运动属于单自由度变阻尼、变刚度自振振动.活塞运动频率与振幅间存在单调上升关系且受压缩比的限制,其稳定极限环存在的区域由进气口位置和活塞行程决定,下止点位置位于稳定极限环存在区域是实现自激振动的关键,工作频率可以在零和自激振动频率之间调整. 展开更多

关键词 自由活塞发动机 振动特性 稳定性 液压系统

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双组元液压自由活塞发动机的研究背景与可行性分析 被引量：3

20

作者 夏必忠 王学灵 +2 位作者 汪劲松 谢海波 杨华勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第20期2469-2475,共7页

在对内燃式液压自由活塞发动机和单组元液压自由活塞发动机进行比较分析的基础上,提出了一种新型的液压自由活塞发动机——双组元液压自由活塞发动机。从工作原理、释能方式、结构特点、燃料能量密度、单元功率及应用场合等不同角度,对... 在对内燃式液压自由活塞发动机和单组元液压自由活塞发动机进行比较分析的基础上,提出了一种新型的液压自由活塞发动机——双组元液压自由活塞发动机。从工作原理、释能方式、结构特点、燃料能量密度、单元功率及应用场合等不同角度,对三种液压自由活塞发动机的多种性能进行了比较。探讨了双组元液压自由活塞发动机的点火方式和需解决的关键技术问题,指出双组元液压自由活塞发动机是一种值得深入研究的新型动力机。 展开更多

关键词 液压自由活塞发动机 双组元 工作原理 释能方式

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