自由活塞斯特林发电机耦合不同负载的运行特性研究

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作者 朱启鲁 张丽敏 +2 位作者 罗靖 刘明皓 罗二仓 《低温工程》 北大核心 2025年第1期20-28,共9页

为全面考察自由活塞斯特林发电机在外接纯阻性、感性、容性负载和交流母线负载以及桥式整流器等不同类型负载时的运行特性,对自由活塞斯特林发电整机系统开展了数值模拟。研究结果表明,自由活塞斯特林发电机在耦合纯阻性、感性、容性负... 为全面考察自由活塞斯特林发电机在外接纯阻性、感性、容性负载和交流母线负载以及桥式整流器等不同类型负载时的运行特性,对自由活塞斯特林发电整机系统开展了数值模拟。研究结果表明,自由活塞斯特林发电机在耦合纯阻性、感性、容性负载时随负载电阻的变化规律类似,耦合合适的容性负载时,可获得最佳的发电性能。自由活塞斯特林发电机在与交流母线负载和桥式整流器负载耦合时动力活塞的位移均和母线电压成正比,可通过改变交流母线的参数调节系统的运行状态。 展开更多

关键词 斯特林发动机 自由活塞斯特林发电机 运行特性 不同负载

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宇航级自由活塞斯特林发电机回热器优化设计

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作者 罗新奎 张安 +5 位作者 张学林 屈方杰 朱建炳 闫春杰 马动涛 王小军 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期14-19,共6页

为提升一台宇航级自由活塞斯特林发电机(FPSG)回热器性能,提出了一种基于响应面法的回热器优化方法。基于Sage平台构建了FPSG仿真模型,研究了回热器长度、孔隙率、丝径对FPSG输出PV功与热功转换效率的影响,得到了回热器的优化参数。结... 为提升一台宇航级自由活塞斯特林发电机(FPSG)回热器性能,提出了一种基于响应面法的回热器优化方法。基于Sage平台构建了FPSG仿真模型,研究了回热器长度、孔隙率、丝径对FPSG输出PV功与热功转换效率的影响,得到了回热器的优化参数。结果显示:FPSG输出PV功随回热器长度、孔隙率、丝径的增大而减小;热功转换效率随回热器长度的增大而缓慢增大,随孔隙率的增大而先增大后减小,随丝径的增大而减小;优化后回热器长度为40 mm,孔隙率为85%,丝径为30μm;经实验验证,FPSG输出PV功提升16.9%,热功转换效率提升12.9%。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 回热器 响应面 优化设计

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空间自由活塞斯特林发电机气体轴承研究

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作者 杨明卓 牟健 +1 位作者 林明嫱 洪国同 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第3期500-505,共6页

自由活塞斯特林发电机具有可靠性高,使用寿命长,可适应多种形式的热源等优点,在深空探测和探月工程领域具有广泛的应用前景。气体轴承技术作为发电机的关键技术之一,可使活塞实现无接触的支撑,并做高频往复运动,从而提高发电机的可靠性... 自由活塞斯特林发电机具有可靠性高,使用寿命长,可适应多种形式的热源等优点,在深空探测和探月工程领域具有广泛的应用前景。气体轴承技术作为发电机的关键技术之一,可使活塞实现无接触的支撑,并做高频往复运动,从而提高发电机的可靠性。为了研究发电机在实际运行过程中气体轴承的特性,建立了气体轴承耦合间隙密封的三维计算模型,通过CFD数值模拟对流场进行了求解,分析了在交变流动下气体轴承承载力以及耗气量的变化规律,发现随着压缩腔的压力变化,气体轴承提供的承载力呈周期性变化趋势,承载力与供气压力及偏心率呈正相关关系。增大气体轴承节流孔孔径,可使承载力变大,但一个周期下的耗气量将增多。对于所研究的千瓦级发电机,动力活塞采用直径为0.1 mm的节流孔,在交变流动下,气体轴承最小可以产生1200 N/mm的径向支撑刚度,符合设计需求。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 气体轴承 承载特性 CFD模拟

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基于人工神经网络的自由活塞膨胀机-直线发电机输出性能敏感性分析

4

作者 梅轩彰 钟建琳 +1 位作者 彭宝营 张天虎 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第11期62-70,共9页

为了优化用于余热回收的自由活塞膨胀机–直线发电机的输出性能,提出了一种基于人工神经网络预测的方法。以输出性能为指标,对进气压力、进气温度、进气持续时间、膨胀持续时间和排气持续时间这5个输入参数进行敏感性分析,并利用正交试... 为了优化用于余热回收的自由活塞膨胀机–直线发电机的输出性能,提出了一种基于人工神经网络预测的方法。以输出性能为指标,对进气压力、进气温度、进气持续时间、膨胀持续时间和排气持续时间这5个输入参数进行敏感性分析,并利用正交试验的极差分析结果进行对比验证。研究表明,输入因素影响程度由大到小分别为进气压力、进气温度、进气持续时间、膨胀持续时间、排气持续时间;最佳的输入因素参数配置为,进气压力0.3 MPa,进气持续时间40 ms,膨胀持续时间70 ms,排气持续时间70 ms和进气温度30℃,峰值输出电压可达8.96 V,峰值输出功率可达33.74 W。该方法适用于研究参数的敏感性,可为后续的参数优化与系统改进工作提供有价值的参考依据。 展开更多

关键词 余热回收 自由活塞膨胀机-直线发电机 输出性能 人工神经网络 正交试验 参数敏感性

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变压缩比下自由活塞式内燃发电机的效率分析 被引量：8

5

作者 李庆峰 肖进 黄震 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期745-749,共5页

利用Matlab/Simulink软件耦合Chemkin程序以及电磁场有限元工具对均质混合压燃(HCCI)自由活塞式内燃发电机(FPLA)建立仿真模型,分析了不同负荷和燃空当量比下FPLA的可变压缩特性,以及系统效率和输出电功率.结果表明:FPLA能够根据负荷灵... 利用Matlab/Simulink软件耦合Chemkin程序以及电磁场有限元工具对均质混合压燃(HCCI)自由活塞式内燃发电机(FPLA)建立仿真模型,分析了不同负荷和燃空当量比下FPLA的可变压缩特性,以及系统效率和输出电功率.结果表明:FPLA能够根据负荷灵活调节压缩比,以拓宽内燃机的运行范围;在高压缩比下能够大幅提高内燃机的效率与输出功率. 展开更多

关键词 自由活塞 发电机 压缩比 效率

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自由活塞膨胀机-直线发电机集成系统动力特性研究 被引量：6

6

作者 张红光 常莹 +5 位作者 李高胜 杨富斌 宋松松 赵光耀 王宏进 贝晨 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期440-446,共7页

为了提高车用内燃机余热能回收系统中膨胀机热功转换效率,通过试验与仿真相结合的方法,在压缩空气平台上对一台自由活塞膨胀机-直线发电机集成系统进行了试验研究,同时,基于MATLAB/Simulink软件搭建了系统仿真模型并进行了验证.基于该... 为了提高车用内燃机余热能回收系统中膨胀机热功转换效率,通过试验与仿真相结合的方法,在压缩空气平台上对一台自由活塞膨胀机-直线发电机集成系统进行了试验研究,同时,基于MATLAB/Simulink软件搭建了系统仿真模型并进行了验证.基于该仿真模型研究了活塞初始位移、活塞-动子连杆质量以及工作频率等对系统动力特性的影响.结果表明:当仿真进气压力为0.188 MPa、工作频率为2.5 Hz时,初始位移存在唯一值-0.045 307 m,使得活塞以位移0点为中心做往复运动;当进气压力、工作频率一定时,活塞运动行程、速度峰值、加速度峰值以及指示功均随活塞-动子连杆质量增大而减小.当系统启动时,工作频率应高于固有撞击频率f0,避免活塞对气缸顶面(或端面)产生撞击. 展开更多

关键词 自由活塞膨胀机 直线发电机 余热回收 动力特性

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自由活塞内燃发电机稳定运行参数耦合分析 被引量：7

7

作者 袁晨恒 冯慧华 +1 位作者 许大涛 左正兴 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1-5,共5页

针对自由活塞内燃发电机较难实现稳定运行的问题,对自由活塞内燃发电机工作过程活塞受力状况进行了分析,结果表明其工作过程可以看成是单自由度有阻尼强迫振动系统。结合工作过程中的能量守恒原理,分析了自由活塞内燃发电机稳定运行过... 针对自由活塞内燃发电机较难实现稳定运行的问题,对自由活塞内燃发电机工作过程活塞受力状况进行了分析,结果表明其工作过程可以看成是单自由度有阻尼强迫振动系统。结合工作过程中的能量守恒原理,分析了自由活塞内燃发电机稳定运行过程中结构参数与性能参数之间的耦合关系,通过等效计算,获得了自由活塞内燃发电机稳定工作所需要的匹配参数。并以一样机为例,对分析结果进行了仿真验证,结果表明通过等效计算所确定的匹配参数能够近似实现稳定运行,验证了分析的正确性。 展开更多

关键词 自由活塞 内燃发电机 稳定运行 参数耦合 能量等效

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新型自由活塞膨胀机-直线发电机的性能分析 被引量：5

8

作者 张红光 李健 +3 位作者 田亚明 许永红 赵腾龙 张梦茹 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期109-114,共6页

为深入研究单活塞自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)的运动特性,提出一种可用于小型有机朗肯循环(ORC)余热回收系统的FPE-LG,搭建了单活塞FPE-LG试验台.在压缩空气试验平台上实现单活塞FPE-LG的连续稳定运行,并验证了单活塞FPE-LG工作... 为深入研究单活塞自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)的运动特性,提出一种可用于小型有机朗肯循环(ORC)余热回收系统的FPE-LG,搭建了单活塞FPE-LG试验台.在压缩空气试验平台上实现单活塞FPE-LG的连续稳定运行,并验证了单活塞FPE-LG工作原理的可行性.试验研究了进气压力、活塞行程、外接负载电阻、进气持续时间对单活塞FPE-LG运动特性的影响.结果表明:活塞位移和速度随时间的变化趋势均近似为正弦曲线,且在左/右止点(LDC/RDC)附近活塞速度最大,当活塞运动到LDC或RDC时获得峰值加速度;改变活塞行程可提高输出功率,但对活塞峰值速度和缸内峰值压力的影响较小;活塞峰值速度和活塞行程利用率(η)均随外接负载电阻的增加而增大,外接负载电阻从20Ω增加到80Ω时,活塞峰值速度和活塞行程利用率分别从0.56 m/s、58.26%增加到0.84 m/s、78.42%;延长进气持续时间有利于获得更高的活塞速度、活塞行程利用率和峰值输出功率,进气持续时间从20 ms变化到40 ms,峰值输出功率从13.87 W增加到37.40 W. 展开更多

关键词 自由活塞 膨胀机 直线发电机 运动特性 余热利用

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两冲程HCCI自由活塞式内燃发电机仿真 被引量：13

9

作者 李庆峰 肖进 黄震 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期41-45,53,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 发电机 自由活塞Matlab/Simulink Chemkin有限元

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自由活塞内燃发电机活塞环摩擦特性研究 被引量：3

10

作者 许大涛 冯慧华 +1 位作者 袁晨恒 左正兴 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期64-68,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 自由活塞内燃发电机 活塞环 摩擦损失 数值仿真

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压缩空气驱动自由活塞膨胀机-直线发电机特性试验 被引量：11

11

作者 张红光 于飞 +3 位作者 李高胜 侯孝臣 刘宏达 田亚明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期377-383,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 自由活塞 膨胀机 直线发电机 运动特性 输出功率

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四冲程自由活塞发电机活塞运动控制方法 被引量：4

12

作者 徐照平 常思勤 林继铭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期6-10,16,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 自由活塞 直线发电机 四冲程 运动控制

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自由活塞式内燃发电机仿真研究 被引量：8

13

作者 李庆峰 肖进 黄震 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期911-916,共6页

建立了自由活塞式内燃发电机模型,所建模型主要由自由活塞式内燃机与直线发电机两部分组成。在MATLAB/Simulink仿真环境下,将通过有限元验证的直线发电机数学模型嵌入到自由活塞式内燃发电机仿真模型中。分析讨论了耦合系统的运动特征,... 建立了自由活塞式内燃发电机模型,所建模型主要由自由活塞式内燃机与直线发电机两部分组成。在MATLAB/Simulink仿真环境下,将通过有限元验证的直线发电机数学模型嵌入到自由活塞式内燃发电机仿真模型中。分析讨论了耦合系统的运动特征,阐明了它与传统内燃机运动规律的差异;研究了活塞质量、负载、初始进气压力等参数对该耦合系统运动规律的作用。仿真结果表明,自由活塞在每个循环的上止点附近加速度远大于传统内燃机的加速度,且上止点随活塞质量、负载、初始进气压力等参数而变化,可以很容易地实现高压缩比。该仿真模型有利于进一步掌握自由活塞式内燃发电机的特性,并为自由活塞式内燃发电机的实际样机设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 自由活塞式内燃机 直线发电机 运动仿真 动力系统

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单气缸自由活塞膨胀机-直线发电机试验研究 被引量：3

14

作者 田亚明 张红光 +2 位作者 李健 赵腾龙 王焱 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2092-2099,共8页

为了提高内燃机能量利用率,自主研发了1台可用于有机朗肯循环余热回收系统的单气缸自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)。在压缩空气试验平台上实现了FPE-LG的连续稳定运行,验证了单气缸FPE-LG工作原理的可行性。在大量试验基础上,分析... 为了提高内燃机能量利用率,自主研发了1台可用于有机朗肯循环余热回收系统的单气缸自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)。在压缩空气试验平台上实现了FPE-LG的连续稳定运行,验证了单气缸FPE-LG工作原理的可行性。在大量试验基础上,分析了驱动压力、外接负载电阻对单气缸FPE-LG输出特性的影响机制。研究结果表明:FPE-LG输出功率呈现较为规律的正弦波动,对于该试验样机而言,当驱动压力为0. 6 MPa、外接负载电阻为50Ω时,峰值输出功率可达到58. 7 W;提高驱动压力可以明显提高均方根电压和峰值电流,但驱动压力的提高对FPE-LG自由活塞膨胀机膨胀功-直线发电机输出电能转换(简称功-电转换)效率影响很小;当外接负载电阻小于60Ω时,随着外接负载电阻的增大,FPE-LG的功-电转换效率从13. 4%上升到24. 7%;对于该FPE-LG而言,当外接负载电阻为60Ω时,单气缸FPE-LG的实际膨胀功最大,功-电转换效率最佳。 展开更多

关键词 自由活塞膨胀机-直线发电机 单气缸 余热利用 自由活塞膨胀机膨胀功-直线发电机输出电能转换效率 性能试验

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自由活塞式内燃发电机启动过程分析 被引量：2

15

作者 刘福水 赵术伟 +1 位作者 王道静 姜一通 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期6-11,共6页

针对自由活塞式内燃发电机启动过程中的匹配问题,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... 针对自由活塞式内燃发电机启动过程中的匹配问题,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。 展开更多

关键词 自由活塞 内燃发电机 启动 仿真

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自由活塞斯特林发电机的动力学特性研究 被引量：6

16

作者 陈曦 郑朴 罗兰 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第1期38-42,共5页

将自由活塞斯特林发动机与直线发电机耦合,构成自由活塞斯特林发电机.分析了该发电机的系统结构和运行机理,建立了自由活塞斯特林发电机的质量-弹簧-阻尼系统模型.利用力多边形方法对自由活塞斯特林发电机的动力活塞和配气活塞进行了动... 将自由活塞斯特林发动机与直线发电机耦合,构成自由活塞斯特林发电机.分析了该发电机的系统结构和运行机理,建立了自由活塞斯特林发电机的质量-弹簧-阻尼系统模型.利用力多边形方法对自由活塞斯特林发电机的动力活塞和配气活塞进行了动力学分析,在力多边形图上可以直观地看出自由活塞斯特林发电机的受力情况以及位移或压力相位角之间的关系,并利用示功三角形表征了压缩功和膨胀功.此外,还对直线发电机的输出特性进行了研究,推导了输出功率的计算公式.研究表明,通过调节负载参数,可以控制自由活塞斯特林发电机的输出功率. 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 力多边形 直线发电机 动力学特性

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自由活塞直线发电机输出性能试验研究 被引量：7

17

作者 田亚明 张红光 +4 位作者 李高胜 侯孝臣 于飞 许永红 刘毅 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期119-125,共7页

为了有效地回收车用内燃机排气余热,将自主研发的自由活塞膨胀机与直线电机耦合形成一种新型自由活塞直线发电机(FPLG),用于小规模的有机朗肯循环(ORC)余热回收系统。FPLG以压缩空气为工质,针对不同工况开展了大量试验研究,分析了进气... 为了有效地回收车用内燃机排气余热,将自主研发的自由活塞膨胀机与直线电机耦合形成一种新型自由活塞直线发电机(FPLG),用于小规模的有机朗肯循环(ORC)余热回收系统。FPLG以压缩空气为工质,针对不同工况开展了大量试验研究,分析了进气压力、运行频率及外部负载电阻对FPLG输出功率和能量转换效率的影响。研究结果表明,适当提高进气压力,能够明显提高FPLG峰值输出功率和能量转化效率。然而,峰值输出功率随着运行频率的增大而迅速下降。当运行频率为2.0Hz、进气压力为0.26 MPa、外部负载电阻为20Ω时,FPLG的转换效率最大,可达到45.82%。随着外部负载电阻的增大,FPLG的峰值输出功率呈现出先增大后减小的趋势。当运行频率为2.5Hz、进气压力为0.26 MPa、外部负载电阻为20Ω时,峰值输出功率最大,为47.5 W。 展开更多

关键词 余热利用 有机朗肯循环 自由活塞直线发电机 输出性能

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自由活塞内燃发电机稳态压缩比控制 被引量：2

18

作者 许大涛 左正兴 +1 位作者 冯慧华 田春来 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期56-60,88,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 自由活塞内燃发电机 控制策略 压缩比 数值仿真

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自由活塞汽油直线发电机起动过程研究 被引量：2

19

作者 袁晨恒 冯慧华 +1 位作者 王梦秋 左正兴 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期87-91,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 内燃机 自由活塞直线发电机 起动方式 试验 能量转换

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自由活塞内燃发电机低速不稳定性影响因素分析 被引量：4

20

作者 刘福水 姜一通 +1 位作者 张长岭 王道静 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第18期109-115,F0004,共8页

单缸低速试验表明,自由活塞内燃发电机低速模式缸内燃烧并不稳定,呈间隔循环着火。为探索其原因,构建了系统CFD(计算流体力学)模型,对比分析了自由活塞内燃发电机换气过程与传统二冲程内燃机换气过程之间的差异,通过计算解释了试验中着... 单缸低速试验表明,自由活塞内燃发电机低速模式缸内燃烧并不稳定,呈间隔循环着火。为探索其原因,构建了系统CFD(计算流体力学)模型,对比分析了自由活塞内燃发电机换气过程与传统二冲程内燃机换气过程之间的差异,通过计算解释了试验中着火不稳定的现象,并得到了换气过程中影响换气效果的关键因素是扫气箱容积变化率的结论。随后探寻改善自由活塞内燃发电机低速不稳定性的设计策略,在计算模型中进一步研究了动子(磁棒)直径、扫气箱容积、进气增压压力对换气过程的影响。研究发现:减小动子直径与缸径比、对进气增压能显著改善自由活塞内燃发电机的换气效果,而在保证提供充分混合气量基础上扫气箱容积的改变对换气效果影响不大。 展开更多

关键词 自由活塞发动机 内燃机 扫气 计算机流体动力学(CFD) 内燃发电机 换气 扫气箱

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