吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (3): 798-804.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180484
Peng⁃fei ZANG1(),Zhe WANG1,Yang GAO2,Chen⁃le SUN1
摘要:
针对直线电机/发动机系统的稳态运行特性,建立了系统数值仿真模型,并利用样机台架验证了模型的精确性。对系统稳态运行过程中的扰动因素进行了分析,针对失火、撞缸、喷油量大幅波动等极限工况,采用整个行程通过电磁力控制、上下止点加以燃烧辅助控制的方法,提出了基于动子中点速度检测与动子轨迹跟随的稳态运行综合控制策略。研究结果表明:当扰动发生后,所提出的控制策略可以在3个行程内使系统恢复稳态运行。
中图分类号:
1 | 欧阳明高. 我国节能与新能源汽车发展战略与对策[J]. 汽车工程,2006,28(4):317⁃321. |
OuyangMing⁃gao. Development strategy and tactics of Chinese energy saving and clean energy automobile industry [J]. Automobile Engineering, 2006, 28(4): 317⁃321. | |
2 | 庄幸,姜克隽. 我国纯电动汽车发展路线图的研究[J]. 汽车工程,2012,34(2):91⁃97. |
ZhuangXing, JiangKe⁃jun. A study on the roadmap of electric vehicle development in China[J]. Automotive Engineering, 2012, 34(2): 91⁃97. | |
3 | 王哲,林炼炼,臧鹏飞,等. 基于描述函数法的直线增程器动力学模型极限环分析[J]. 同济大学学报:自然科学版,2018,46(3):373⁃381. |
WangZhe, LinLian⁃lian, ZangPeng⁃fei, et al. Analysis of limit cycle of dynamic model of linear range extender based on describing function method[J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 2018, 46(3): 373⁃381. | |
4 | KosakaH, AkitaT, MoriyaK, et al. Development of free piston engine linear generator system part 1—investigation of fundamental characteristics[C]∥SAE Technical Papers, 2014⁃01⁃1203. |
5 | GotoS, MoriyaK, KosakaH, et al. Development of free piston engine linear generator system part 2—investigation of control system for generator[C]∥SAE Technical Papers, 2014⁃01⁃1193. |
6 | JiaBo⁃ru, RikardM, AndrewS, et al. Piston motion control of a free⁃piston engine generator: a new approach using cascade control[J]. Applied Energy, 2016, 179: 1166⁃1175. |
7 | GuoChen⁃dong, FengHui⁃hua, JiaBo⁃ru, et al. Research on the operation characteristics of a free⁃piston linear generator: numerical model and experimental results[J]. Energy Conversion and Management, 2017, 131:32⁃43. |
8 | VirsikR, RinderknechtF, FriedrichH E. Free⁃piston linear generator and the development of a solid lubrication system[J]. Journal of Energy Resources Technology, Transactions of the ASME, 2018, 140(3):032007. |
9 | RobinsonM, ClarkN N, FamouriP. Resonance of a spring opposed free piston engine device[J]. SAE International Journal of Engines, 2016, 9(1): 576⁃587. |
10 | 林继铭,徐照平,常思勤. 新型独立压缩自由活塞发动机仿真研究[J]. 南京理工大学学报,2013,37(1):101⁃106. |
LinJi⁃ming, XuZhao⁃ping, ChangSi⁃qin. Simulation of novel independent compression free⁃piston engine[J]. Journal of Nanjing University of Science and Technology, 2013, 37(1): 101⁃106. | |
11 | 李庆峰,肖进,黄震. 变压缩比下自由活塞式内燃发电机的效率分析[J]. 上海交通大学学报,2009,43(5):745⁃749. |
LiQing⁃feng, XiaoJin, HuangZhen. Simulation of a two stroke HCCI free piston linear alternator[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2009, 43(5):745⁃749. | |
12 | ZhangChi, ChenFei⁃xue, LiLong, et al. A free⁃piston linear generator control strategy for improving output power[J]. Energies, 2018, 11(1): 135. |
13 | 袁晨恒,冯慧华,王梦秋,等. 自由活塞汽油直线发电机燃烧过程特性[J]. 吉林大学学报:工学版,2015,45(1):127⁃132. |
YuanChen⁃heng, FengHui⁃hua, WangMeng⁃qiu, et al. Combustion characteristics of free⁃piston gasoline engine for linear alternator[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2015, 45(1): 127⁃132. | |
14 | 臧鹏飞,王哲,孙晨乐,等. 直线增程器稳态运行换气过程[J]. 吉林大学学报:工学版,2018,48(5):1455⁃1465. |
ZangPeng⁃fei, WangZhe, SunChen⁃le, et al. Scavenging process for stable operation of linear range⁃extender[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2018, 48(5): 1455⁃1465. | |
15 | ZangPeng⁃fei, WangZhe, FuYu, et al. Investigation of scavenging process for steady⁃state operation of a linear internal combustion engine⁃linear generator integrated system[C]∥SAE Technical Paper, 2017⁃01⁃1087. |
16 | 顾旺旺,王哲,尹兆雷,等. 自由活塞直线发电机系统上止点稳定控制[J]. 内燃机与动力装置,2015,32(4):32⁃37. |
GuWang⁃wang, WangZhe, YinZhao⁃lei, et al. Stability control of the free piston linear generator at the top dead center[J]. Internal Combustion Engine & Powerplant, 2015, 32(4): 32⁃37. | |
17 | 王哲,高洋,孙晨乐,等. 直线电机/发动机系统轨迹跟踪控制策略[J]. 同济大学学报:自然科学版,2017,45(7):1037⁃1043. |
WangZhe, GaoYang, SunChen⁃le, et al. Trajectory tracking control strategy of linear engine/generator system[J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 2017, 45(7): 1037⁃1043. | |
18 | 袁晨恒,冯慧华,许大涛,等. 自由活塞内燃发电机稳定运行参数耦合分析[J]. 农业机械学报,2013,44(7):1⁃5. |
YuanChen⁃heng, FengHui⁃hua, XuDa⁃tao, et al. Parameters coupling analysis on stable operation process of free⁃piston engine generator[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013, 44(7):1⁃5. | |
19 | 孙晨乐,王哲,邓俊,等. 直线式增程器用直线ISG电机结构设计与优化[J]. 汽车工程,2014,36(9):1132⁃1139. |
SunChen⁃le, WangZhe, DengJun, et al. Structural design and optimization of linear ISG for linear range extender[J]. Automotive Engineering, 2014, 36(9): 1132⁃1139. |
[1] | 董伟,宋佰达,邱立涛,孙昊天,孙平,蒲超杰. 直喷汽油机暖机过程中两次喷射比例对燃烧和排放的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1755-1761. |
[2] | 林学东, 江涛, 许涛, 李德刚, 郭亮. 高压共轨柴油机起动工况高压泵控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1436-1443. |
[3] | 臧鹏飞, 王哲, 孙晨乐, 林炼炼. 直线增程器稳态运行换气过程[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1455-1465. |
[4] | 李志军, 汪昊, 何丽, 曹丽娟, 张玉池, 赵新顺. 催化型微粒捕集器碳烟分布及其影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1466-1474. |
[5] | 秦静, 徐鹤, 裴毅强, 左子农, 卢莉莉. 初始温度和初始压力对甲烷-甲醇裂解气预混层流燃烧特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1475-1482. |
[6] | 宫洵, 蒋冰晶, 胡云峰, 曲婷, 陈虹. 柴油机主-从双微元Urea-SCR系统非线性状态观测器设计与分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1055-1062. |
[7] | 钟兵, 洪伟, 金兆辉, 苏岩, 解方喜, 张富伟. 进气门早关液压可变气门机构运动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 727-734. |
[8] | 席雷, 徐亮, 高建民, 赵振, 王明森. 厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 752-759. |
[9] | 李龙, 张幽彤, 左正兴. 变负载控制在自由活塞内燃发电机的缸压控制中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 473-479. |
[10] | 田径, 刘忠长, 刘金山, 董春晓, 钟铭, 杜文畅. 基于燃烧边界参数响应曲面设计的柴油机性能优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 159-165. |
[11] | 卫海桥, 裴自刚, 冯登全, 潘家营, 潘明章. 压电喷油器多次喷射对GDI汽油机颗粒物排放的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 166-173. |
[12] | 李志军, 何丽, 姜瑞, 申博玺, 孔祥金, 刘世宇. 柴油机微粒捕集器灰分分布对其压降的影响评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1760-1766. |
[13] | 郭亮, 杨文昭, 王云开, 孙万臣, 程鹏, 李国良. 废气再循环对丁醇/柴油混合燃料发动机的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1767-1774. |
[14] | 虞浏, 刘忠长, 刘江唯, 杜宏飞, 许允. 直喷汽油机喷雾粒径特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1482-1488. |
[15] | 刘忠长, 腾鹏坤, 田径, 许允, 亓升林, 于凯波. 二级增压柴油机旁通阀调节特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 796-803. |
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