自由活塞发动机进气口参数设计

卜祥祺; 肖进

doi:10.19471/j.cnki.1673-6397.2026.01.002

内燃机与动力装置 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (01) : 11 -20. DOI: 10.19471/j.cnki.1673-6397.2026.01.002

自由活塞发动机进气口参数设计

卜祥祺, 肖进

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摘要

针对某Curtis型自由活塞发动机扫气性能优化问题，以目标扫气点与轴线的距离、侧向进气口倾角、排气口对侧进气口倾角为设计变量，基于Box-Benhnken响应面法设计试验方案，构建以充气效率、扫气效率、困气效率、给气化为优化目标的响应面模型；在此基础上引入合意度函数实现多指标综合优化，获得兼顾充气、扫气、困气与短路损失的最优端口几何参数组合。仿真结果表明：当目标扫气点与轴线的距离为11.86 mm、排气口对侧进气口倾角为46.01°、侧向进气口倾角为40.37°时，发动机扫气综合性能最佳，对应的充气效率为1.061,扫气效率为0.977,困气效率为0.331,给气比为3.205。研究表明，响应面-合意度一体化方法可为自由活塞发动机进气口几何参数的多目标优化提供有效的设计依据与参数选型参考。