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％.

液压自由活塞发动机(hydraulic free piston 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.

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．

介绍单活塞式液压自由活塞发动机的工作原理分析了该类发动机的特点。利用AMESim/MATLAB联合仿真技术建立单活塞式液压自由活塞发动机模型进行了工作过程的动态特性仿真分析了一个周期内气缸压力、液压腔压力和单向阀与频率控制阀流量变化特性研究了活塞动力学特性并进行了试验研究。根据对仿真与试验结果的分析论述了该发动机有工作频率可控和运动速度不对称的特点频率控制阀要求频响高流量大。这为所研制的液压自由活塞发动机原理样机的设计提供了理论指导。

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．

以压燃式单活塞液压自由活塞发动机为对象研究其压缩冲程特性以期得到高效可靠的压缩过程实现方案满足系统着火条件要求。基于系统的基本结构对系统不同工况下的压缩过程进行分类并分别研究其主要特征确定利用液压能实现系统压缩... 展开更多