1、微型發(fā)動機具有相對微小的體積、較高的能量密度，在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的前景。自由活塞發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，更適合向微型化發(fā)展，將HCCI(均值充量壓縮燃燒)這種新型燃燒方式與微型自由活塞式發(fā)動機相結(jié)合，不僅可以解決微型燃燒室壁面的火焰淬熄問題，同時可以解決HCCI所面臨的著火控制難的問題。因此微型HCCI自由活塞發(fā)動機的工作過程的數(shù)值模擬，對于微型發(fā)動機的發(fā)展及設(shè)計研究有重要意義。 本課題應(yīng)用MATLAB/SIMULINK對微型HC

2、CI自由活塞發(fā)動機單次沖擊的燃燒過程進(jìn)行仿真建模研究，分別建立考慮熱傳遞和漏氣的零維單步化學(xué)動力學(xué)模型和理想氣體模型，并與試驗結(jié)果相比較，驗證了考慮傳熱漏氣模型的微燃燒模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)相吻合。獲得了微發(fā)動機的著火、燃燒特性，主要包括燃燒壓力、溫度的變化以及自由活塞的運動特性。 對單次沖擊工況下變參數(shù)的微發(fā)動機工作過程進(jìn)了研究，發(fā)現(xiàn)：活塞初速度增加，著火點提前，活塞末速度增加(高壓縮比)，但過高的自由活塞初速度導(dǎo)致燃燒爆發(fā)壓力和

3、溫度過度增加；初始當(dāng)量比增加，工作過程中缸內(nèi)最高壓力增加，溫度和活塞末速度在當(dāng)量比為0.45時達(dá)到最大值；氣缸長度增加，工作過程中缸內(nèi)最高壓力和溫度降低，活塞末速度增加；初溫度增加，著火點提前，工作過程最高壓力降低，活塞末速度降低；初始壓力增加，著火點推遲，缸內(nèi)最高壓力、溫度和活塞末速度降低，當(dāng)初始壓力到達(dá)某一臨界值后，燃料還會從可燃狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢扇肌?另外，作者提出了微發(fā)動機單次沖擊工作過程的效率的計算方法，并研究了變參數(shù)對效