三缸内燃式水动力系统动力特性试验研究

下 系统 输 出压力 相对 改 善 １ ． ８ ～ ８ ． ６ ， ８ ７ ４ ３ 系统 输 出流 量 全 工 况 基 本 保 持 不 变 ， 统 系
有效 热效 率相 对 改善 １ ． ８ ～ ８ ． ６ 。 因此 ， 比传 统 内燃 机 驱 动 柱塞 泵 系统 ， ８ ７ ４ ３ 相 三缸 内燃 式水 动力 系统有 效 动率在 全工 况条 件 下提 升显 著 。
第 ２ ７卷 第 １期
２０ １ ２年 ３月
青 岛大学 学报 （ 程技术 版 ） 工 Ｊ ＲＮ Ｌ Ｏ Ｉ Ｄ Ｏ Ｕ Ｖ ＲＳＴ （ ＯＵ Ａ Ｆ Ｑ ＮＧ Ａ ＮＩ Ｅ Ｉ Ｙ Ｅ＆Ｔ ）
Ｖ ０１ ２ ＮＯ．１ ．７
Ｍ ａ ．２０ １ ｒ ２
文 章 编 号 ：１ ０ —９ ９ （ ０ ２ ０ —０ ２ ０ ６ ７ ８ ２：三缸 内燃 式水 动力 系统 动力 特性 试验 研究 等
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给 、 滑、 却、 动（ 润 冷 启 点火 ） 稳 压 以及控 制 等系 统 、 组成 ， 其组 成结 构 及 工 作 机理 与活 塞 式 内燃 机 相 ２
近 。三 缸 内燃式 水动 力 系统 每一 工作缸 均 单独 配 有 一套 配流 阀系统 ， 有单 独 的进水 管 和出水 管 ， 各
作 者 简 介 ：王 欣 （ ９ ６ ）男 ， １ ８ 一 ， 吉林 人 ， 士研 究 生 ， 究 方 向 为三 缸 内燃 式 水 泵 的 动力 性 与经 济 性 。 硕 研 通 讯 作 者 ：戴 作 强 （ ９ ２ ） 男 ， １６ ， 山东 人 ， 教授 ， 副 主要 研 究 方 向 为 三缸 内燃 式 水 泵 的动 力 性 与 经 济 性 。
联 接 杆
导 向滑
进水 口
系 统相 近 ， 通过 一个 工 作循 环 即吸 流 质 、 流质 ， 塞 组 件 往 复运 动 压 柱
两个 行 程 ， 过 与 配流 机构 的配 合工 作 ， 现 一次直 线 机械 能 向液压 通 实
能 的转换 和 输 出 ； ３工作 室 即辅助 工作 室 ， 过 曲柄 连杆 机构 对活 第 通
三 缸 内燃 式 水 动 力 系 统 动 力特 性试 验 研 究
王 欣 ，戴 作 强 ，张 铁 柱
（ 岛大 学机 电工程 学 院 ，山 东 青 岛 ２ ６ ７ ） 青 ６ ０ １ 摘 要 ：研究 了试 验条 件 下 三 缸 内燃 式 水 动 力 系 统 在不 同 油 门 和 转 速组 合 下 的 动 力性 指 标 。通 过多 组重 复性 试 验确定 试 验数 据 ， 立 了相应 的万 有 特性 曲线 并 与传 统 内燃 机 驱 建
动柱 塞 泵系统 进 行 了分析 比较 。结 果表 明 ， 曲轴 转 速 为 １５ ０ ｒｍｉ 当 ０ ／ ｎ时 ， 系统 容 积 效率 降低 ， 致 系统输 出流量 和有 效功 率先 降低 后 升 高 ， 工 况条 件 下 受 油 门开 度 影 响不 大 。 导 全 系统 输 出压 力 随转速 变化 缓慢 ， 随着油 门开度 增 加 系统 输 出压 力 明 显升 高 。全 工 况 条件
塞运 动 的约 束 ， 限定 其 行程 和 上 下 止 点位 置 ， 证 其 运 动 的连 续 性 ， 保
连 杆
实 现 系统工 作定 时 、 调及 驱动 辅助 系统 ； 助系 统 由配气 、 料供 协 辅 燃
图 １ 内燃 式 水 动 力 系 统 结 构 原 理 图
收 稿 日期 ：２ １ —０ ０ １ ９—１ ９
缸 的进 （ 水管 通过 一个 进 （ ） 总 管 同外部 联 出） 出 水
动 力 活
连 接 板
液 压 柱
１ 作 室 即燃 烧 室 ， 工作 原 理 及 工作 过 程 与 传 统 的活 塞 式 内燃 机 工 其 的燃烧 室 相近 ， 过一 个 工作 循 环 即进 气 、 通 压缩 、 燃烧 与 膨 胀 、 气 ， 排
活 塞往 复运 动 四个 行程 ， 现一 次燃 料 的热能 向直 线机 械 能的转 换 ； 实 第 ２工作 室 即 液压 工 作 室 ， 其工 作 原 理及 工 作过 程 与 传统 的柱 塞泵
关 键 词 ：内 燃 机 ；三 缸 水 泵 ；动 力 性 中图分 类号 ： ＴＫ０ ： ５ ＴＫ４ ４ ２ １ １ ． 。１ 文 献标识 码 ： Ａ
当今 世界 能源 储量 不 断下 降 ， 环境 恶化 不断 加剧 ， 高能 源效 率与 降低 污染 物排 放变 得刻 不容 缓 。通 过 提 长 期 的试 验研 究 ， 岛大学 首次 提 出 了内燃 式水 动力 系统 的概 念 。 内燃式水 动力 系统 很好 的将 内燃机 与柱塞 青 泵 的结构原 理和技 术特点融 为一体 ， 而形成一种 新 的动力 装置 。作为水 泵 的动力 源 ， 进 内燃 机将 热能 转换 为机 械能， 水泵将 机械能转 换为液压 能 。内燃 式水动力 系统将分 属于不 同领域 的两 项技术 相集 成 ， 而实 现 了内燃 进 机 和柱塞泵 结构 的一体化 ， 减少 了中间环 节 的能量 损失 ， 提高 了能量利 用 率口 。青 岛大 学车 辆 电子研 究所 成 ］ 功研 制 出了三缸 内燃 式水动 力系统样机 ， 建立相 应 的测试 试验 台 ， 期针 对 系统 的工作原 理 以及动 力特 性进 并 前
行 了详细 的仿真研究 。本文 旨在结合前 期的仿真结 果 ， 三缸 内燃 式 水 动力 系统 样 机进 行 动力 特性 的试验 研 对 究 ， 与传统 内燃机驱 动柱塞泵 系统加 以 比较分析 。 并
１ 三 缸 内燃 式 水 动 力 系 统 的 结 构 及 原 理
三缸 内燃 式水 动力 系统 各缸 的工 作原 理 与单缸 内燃式 水泵 系统 相同 ， 每个 缸都 有 ３个 工作 室和 一些 辅助 系统 组成 ， 图 １所示 。第 如