發(fā)布時間：2025-02-11 13:24

　　近些年來隨著科技的快速發(fā)展,各種微電子機械系統(tǒng)（Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS）裝置不斷涌現(xiàn),這些產(chǎn)品的能源供給方式主要來源于自身攜帶的可充電電池或一次性電池。而傳統(tǒng)電池存在功率密度低、續(xù)航時間短、存在有毒物質(zhì)等缺點,這嚴重影響了用戶的日常體驗,也成為限制MEMS發(fā)展的主要障礙之一。因而迫切需要研發(fā)高能量密度、高功率重量比、長續(xù)航的微型能源動力系統(tǒng)。碳氫燃料的能量密度普遍可達50MJ/kg,而且燃料補充迅速,因此基于碳氫燃料燃燒的微型能源動力系統(tǒng)是破解目前鋰電池難題最具潛力的替代方案。本文采用基于氣態(tài)碳氫燃料的微小型熱機方案,對此進行了探究。選取雙活塞式自由活塞發(fā)動機方案,該方案具有結(jié)構(gòu)簡單、運行頻率適中等優(yōu)點,可與直線發(fā)電機直接耦合,能有效提高發(fā)動機空間利用率,省去了中間傳動裝置,功-電轉(zhuǎn)化效率高,活塞與氣缸間摩損小,泄漏易于控制。采用雙活塞式布局,使得發(fā)動機在單個運行周期內(nèi)完成兩次做功沖程,故系統(tǒng)功率密度較高。本文展開了基于微小型雙活塞式自由活塞發(fā)動機的設(shè)計理論、樣機研制和參數(shù)性能研究,論文包括的主要內(nèi)容和取得的主要成果總結(jié)如下。論文第二章...

【文章頁數(shù)】：206 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.9航模發(fā)動機性能測量[48]

微小型自由活塞發(fā)動機理論與實驗研究8圖1.9航模發(fā)動機性能測量[48]Figure1.9Performancemeasurementofmodelengine[48]Raine[49]等人研究了不同燃料配比對航模發(fā)動機性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)混合燃料中增加硝基甲烷的量使得氧的含量增加....

圖1.15微型磁性FPLE[77]

微小型自由活塞發(fā)動機理論與實驗研究12圖1.14江蘇大學單次撞擊實驗臺[73]Figure1.14singleshottestplatformofJiangsuUniversity[73]佐治亞理工大學的Allen[77,78]等開發(fā)了一種電火花式FPLE，如圖1.15所示，該發(fā)....

圖3.3Wiebe函數(shù)模塊

第3章FPLE設(shè)計分析與研制47圖3.2Simulink模型結(jié)構(gòu)Figure3.2Simulinkmodelstructure動力學和熱力學模塊中包含了燃燒、摩擦、散熱、電磁等子模型。整個模型系統(tǒng)以外部時間信號作為輸入量，利用Trigger子系統(tǒng)實現(xiàn)點火的觸發(fā)并控制韋伯函數(shù)進入工....

圖3.4Simulink總框圖

微小型自由活塞發(fā)動機理論與實驗研究48圖3.4Simulink總框圖Figure3.4BlockdiagramofSimulink由上述仿真模型，對FPLE進行模擬仿真，表3.1為仿真初始參數(shù)。表3.1模型參數(shù)Table3.1Modelparameters參數(shù)數(shù)值單位沖程2—缸徑....

本文編號：4033328