【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机，尤其是涉及一种基于虚拟曲轴的活塞直线运动历程表征及优化方法。
技术介绍
1、与传统内燃机相比，自由活塞发动机取消了曲柄连杆机构，结构更加紧凑，具有质量轻、体积小、响应快、燃料适应性广的优势，广泛应用于车辆动力、船舶运载、机组发电、热电联供等场景。
2、由于自由活塞的运动不受曲柄连杆匀速运转的限制和约束，其运动历程即活塞位移等运动量随时间的变化关系可以自主调控，控制自由活塞的运动历程更好地匹配和适应发动机缸内热力状态的变化，克服传统曲柄连杆发动机活塞运动历程和运行规律难以降低循环排气损失和传热损失的问题，有利于提高发动机运转时热力循环的热效率，进一步提升含有自由活塞运行模块的各种机械系统的运行效率，降低有效燃油消耗率，提高动力续航能力，有效应对化石能源供应日益不足和污染排放法规逐渐严苛的现状，具有广泛的应用前景。
3、现有的自由活塞运动历程表征及优化方法主要集中在对活塞直线运动的位移-时间曲线进行处理，具体而言，即使用待定的显式函数表达式或样条曲线等插值计算方法对自由活塞运动历程进行表征，通过...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟曲轴的活塞直线运动历程表征及优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟曲轴的活塞直线运动历程表征及优化方法，其特征在于：步骤1中的基本常数包括结构常数、工质常数、壁面常数、燃油常数、传热模型常数、三韦伯放热模型常数；其中结构常数包括缸径、冲程、余隙，工质常数包括工质初始温度、工质质量、气体常数、等容比热；壁面常数指壁面温度；燃油常数包括循环喷油量和低热值；传热模型常数为活塞平均速度；三韦伯放热模型常数包括预混燃烧的开始时刻、持续时长、品质因数、燃烧比例，扩散燃烧的开始时刻、持续时长、品质因数、燃烧比例，后燃燃...
【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟曲轴的活塞直线运动历程表征及优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟曲轴的活塞直线运动历程表征及优化方法，其特征在于：步骤1中的基本常数包括结构常数、工质常数、壁面常数、燃油常数、传热模型常数、三韦伯放热模型常数；其中结构常数包括缸径、冲程、余隙，工质常数包括工质初始温度、工质质量、气体常数、等容比热；壁面常数指壁面温度；燃油常数包括循环喷油量和低热值；传热模型常数为活塞平均速度；三韦伯放热模型常数包括预混燃烧的开始时刻、持续时长、品质因数、燃烧比例，扩散燃烧的开始时刻、持续时长、品质因数、燃烧比例，后燃燃烧的开始时刻、持续时长、品质因数和燃烧比例。
3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟曲轴的活塞直线运动历程表征及优化方法，其特征在于：在步骤1中限制条件包括时长约束和运动约束；时长约束指活塞循环运动的全程时长为固定值，循环运动为二冲程或四冲程；运动约束包括活塞运动过程中最大加速度不超过给定值，活塞运动至上下止点时的速度为0，活塞在初始时刻的位移为0，在上止点时取到位移最大值为冲程，活塞只能在上下止点改变速度方向，活塞运动过程的加速度随时间需连续变化，不允许存在非连续点。
4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟曲轴的活塞直线运动历程表征及优化方法，其特征在于，步骤2中的决策变量为：在对活塞对应的假想虚拟曲轴旋转运动历程在全时间域上进行区间等分后，虚拟曲轴旋转角速度在上述各时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晗，谢学远，车伟凡，贾博儒，陈浩，张泽宇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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