本发明专利技术涉及一种自由活塞内燃发电机回流扫气系统气口参数设计方法，属于动力机械技术领域。本方法引入了等效转速变换法，得到单循环位移曲线、单循环速度曲线，结合一般传统二冲程回流扫气系统气口参数设计，系统性地解决了自由活塞内燃发电机回流扫气系统气口参数设计问题，其设计结果可使扫气系统的扫气效率和燃料捕捉效率均达到较佳水平，扫气效率可达80%以上。从而提升自由活塞内燃发电机总体性能，同时能缩短设计周期，提高工作效率。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
自由活塞内燃发电机回流扫气系统的气口参数设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤一，根据任务给定的待设计自由活塞内燃发电机的设计参数，从中获取七个设计参数：缸径D、有效行程长度Le、最大行程长度Lmax、运动组件质量m、燃烧起始距离Li、循环输入能量Ein、电磁负载系数Ce；步骤二，将步骤一得到的七个设计参数同时输入自由活塞内燃发电机仿真模型，经过仿真运行，得到待设计自由活塞内燃发电机的运动组件单循环位移曲线、单循环速度曲线；步骤三，查询行业技术标准中比时面值和气口宽度缸径率的范围，分别在排气口期望比时面值Zbe、扫气口期望比时面值Zbs和提前排气期望比时面值Zbf的取值范围内任意选取一个值，作为扫气口、排气口和提前排气的比时面值设计期望值；在排气口宽度缸径率be、扫气口宽度缸径率bs的取值范围内任意选取一个值，作为排气口、扫气口的宽度缸径率设计期望值；步骤四，将步骤二得到的单循环位移曲线、单循环速度曲线转化为等效转速曲线：ω=30vπR(sinα+λ2sin2α)其中，ω为等效转速，R为单循环位移曲线一周期内最大值与最小值之差的二分之一，v为单循环速度曲线中描述的活塞运动速度，α为v值对应横轴角度，λ=0.3；步骤五，计算步骤四得到的等效转速曲线在待设计自由活塞内燃发电机的换气阶段积分平均等效转速ωavg；ωavg=α2-α1∫α1α21ωdα其中，α1为换气阶段开始时刻位移曲线对应横轴角度值，α2为换气阶段结束时刻位移曲线对应横轴角度值；步骤六，根据步骤四得到的各气口比时面值设计期望值和步骤五得到的换气阶段积分平均等效转速，计算扫气口、排气口和提前排气的气口参数；气口参数的具体计算方法为:步骤6.1，计算扫气口、排气口和提前排气的配气相位角Ae=ωavgDξebeZbe,Af=ωavgDξfbeZbfNe=0.2478+1250542.89-(19.3-2λ)2+4.45Ae×10-11式中，ξe、ξs、ξf分别为排气口、扫气口和提前排气的比时面值修正数，ξe=ξs=0.96，ξf=0.9；分别为排气口、扫气口和提前排气的配气相位角；步骤6.2，根据得到的值，计算高度行程率；hf=he?hs式中he、hs、hf分别为排气口、扫气口和提前排气的高度行程率；步骤6.3，计算排气口、扫气口和提前排气的气口高度：He=She,Hs=ShsH0e=Hesinγe,H0s=Hssinγs式中，He、Hs分别为排气口、扫气口垂直于气流方向上的高度，H0e、H0s分别为排气口、扫气口沿气缸轴向上的实际气口高度，S为自由活塞内燃发电动力系统的实际行程；γe、γs分别为排气口、扫气口仰角，取70°～90°；步骤6.4，根据步骤6.3所得各气口高度，更新自由活塞内燃发电机的有效行程值：Le_new=Lmax?H0e?Lr式中，Le_new为更新的气缸有效行程值；Lmax为气缸最大行程；L为更新前的上止点处活塞顶至缸盖的距离；步骤6.5，计算排气口宽度Be及进气口宽度Bs：Be=D·beBs=D·bs步骤6.3所得H0e、H0s和步骤6.5所得Be、Bs即为最终获得的气口参数，Le_new即新的最大行程值。FDA00003370007400021.jpg,FDA000033700074000211.jpg,FDA00003370007400025.jpg,FDA00003370007400026.jpg,FDA00003370007400027.jpg,FDA000033700074000212.jpg,FDA000033700074000213.jpg,FDA00003370007400028.jpg,FDA00003370007400029.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯慧华，李林可，左正兴，宋豫，许大涛，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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