微型自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、微動(dòng)力機(jī)電系統(tǒng)具有體積小，能量密度高，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。各種微動(dòng)力系統(tǒng)中微型發(fā)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較高，因而受到越來(lái)越多的關(guān)注。微型發(fā)動(dòng)機(jī)主要有微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、微型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、微型擺式自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)等幾種，這些微型發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸大都在幾毫米。尺寸的減小給微燃燒帶來(lái)了兩個(gè)主要問(wèn)題，即由于熱損失產(chǎn)生的火焰淬熄和微尺度下燃料反應(yīng)時(shí)間不足問(wèn)題。自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的均質(zhì)壓燃方式能較好的解決這兩個(gè)問(wèn)題，由于自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的可變壓縮比，可

2、以實(shí)現(xiàn)著火時(shí)刻的有效控制，有利于微型化。
　　 目前對(duì)微型自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作主要著眼于微發(fā)動(dòng)機(jī)的著火燃燒過(guò)程，并沒(méi)有對(duì)微發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程和動(dòng)力特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文根據(jù)微型均質(zhì)壓燃自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)，建立了耦合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和活塞運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的微發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程多維模型，其中還包括泄漏子模型和傳熱子模型，應(yīng)用這一模型首先對(duì)微發(fā)動(dòng)機(jī)的著火燃燒過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲得了燃燒室壓力、溫度的變化頰律，分析了泄漏損失和傳熱損失對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)