研究单活塞式液压自由活塞柴油机(HFPDE)的启动工况,得到其启动流程。基于系统启动能量传递过程,理论分析了各组分能量的定量分配关系,研究了回复蓄能器、频率控制阀以及压缩腔参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明系统启动压缩行程较稳定工况长且单次循环启动成功率较高。系统启动输入能量主要来自回复蓄能器且主要被高压腔高压油和动力腔气体吸收,启动压缩过程压缩比可以灵活调整,提出的系统启动装置参数匹配方法和启动流程可行。

研究液压自由活塞发动机配流阀工作特性,以提高系统效率和可靠性.建立了液压自由活塞发动机配流阀工作全过程动态模型及其试验装置,结合仿真和试验分析了配流阀动作过程与泵腔压力变化之间的关系,研究了配流阀工作特性对系统性能的影响.结果表明提高吸油阀关阀速度可以提高系统燃油经济性.排油阀在下止点相对于活塞位移的滞后响应降低了系统低频工作的可控性.配流阀阀芯在开启时易与限位装置发生高速碰撞.降低配流阀构件的工作寿命.

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。

基于所开发的单缸液压自由活塞柴油机，通过对传统发动机配气机构的改造，开发了无凸轮电液驱动配气机构。介绍了系统中液压驱动机构，执行器机构和电子控制系统的设计，并进行了初步试验。试验表明，该配气机构具有较原机更大的时面值，能够实现液压自由活塞发动机的有效换气，气门关闭的双脉冲控制方法可以减小气门落座冲击，同时也指出了执行器滞后可能引起的问题。

研究基于液压自由活塞发动机和液压变压器的液压恒压网络车辆驱动系统的工作特性.建立了系统数学模型,提出了相应的控制方法,并对液压恒压网络车辆性能进行了仿真研究.研究结果表明：液压恒压网络车辆驱动系统实现了动力的开关控制和驱动的恒功率控制,验证了以驱动控制、制动控制以及转速保护为基础的系统控制方法的有效性.车辆驱动系统全程加速过程可实现先恒转矩后恒功率控制.在UDDS循环工况下,液压自由活塞发动机工作时间占总循环时间的20％,液压能再生制动可降低燃油消耗约34.6％,液压恒压网络车辆百公里油耗较同级别传统车辆降低了60.6％.

为解决传统内燃式液压自由活塞发动机对压缩比控制要求严格的缺点，采用单组元推进剂代替传统的矿物燃料，利用单组元燃料催化分解后释放出的高温混合气推动活塞组件往复运动，提出了一种对外输出液压能的新型液压自由活塞发动机．采用Fluent软件模拟在脉冲工作方式下，催化床的床载、比表面积、孔隙率、流阻等对单组元燃料分解特性和寿命的影响．通过在动力腔头部安装辅助电磁排气阀的方式来提高活塞的运行频率，提高输出功率．采用隔热陶瓷和合理的排气口设计来减小动力腔壁面热量损失，提高输出功率．利用软密封和硬密封相结合的方式来阻止动力腔的气体进入液压泵，保证了系统工作可靠．

研究单活塞式液压自由活塞柴油机（HFPDE）的启动工况,得到其启动流程。基于系统启动能量传递过程,理论分析了各组分能量的定量分配关系,研究了回复蓄能器、频率控制阀以及压缩腔参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明系统启动压缩行程较稳定工况长且单次循环启动成功率较高。系统启动输入能量主要来自回复蓄能器且主要被高压腔高压油和动力腔气体吸收,启动压缩过程压缩比可以灵活调整,提出的系统启动装置参数匹配方法和启动流程可行。