双活塞液压发动机振动特性及其稳定性分析

本文主要探讨了双活塞式液压自由活塞发动机（DHFPE）的活塞组件振动特性。首先，基于该发动机样机活塞组件的动力学模型，作者推导出了活塞组件的自激振动方程。这一方程是理解活塞组件在工作过程中的动态行为的关键，它揭示了内部力矩、惯性以及外部载荷如何共同作用导致振动现象。 接着，通过相轨迹法，研究者深入分析了活塞组件系统的稳定性。相轨迹法是一种经典的方法，用于评估系统在不同初始条件下是否能保持稳定，或者是否会进入混沌状态。在本研究中，它有助于评估发动机在特定工况下是否能保持稳定运行，避免因振动过大导致的性能下降或设备损坏。 进一步，作者利用傅里叶展开法，对活塞组件的稳态运动进行了精确的一阶解析解计算，这有助于了解其在不同频率下的响应特性。幅频特性图则清晰地展示了活塞组件振动幅值随频率变化的关系，这对于优化设计和控制策略至关重要，例如减振器的设置和控制系统参数的调整。 文中还提出了确保液压自由活塞发动机稳定运行的必要条件，这些条件可能包括但不限于：工作压力、速度范围、活塞组件结构刚度等。此外，作者指出了通过负载特性来确定活塞组件稳态工作频率的方法，这意味着工程师可以根据实际应用的需求，通过测量和分析负载特性曲线来找到最佳的工作频率，以实现高效、平稳的动力输出。 这篇文章深入研究了双活塞式液压自由活塞发动机活塞组件的振动特性和稳定性问题，为提升发动机性能、保证其可靠运行提供了理论支持。对于从事相关领域的工程师和研究人员来说，理解并掌握这些振动特性分析方法，对于设计和优化这类发动机有着重要意义。