數(shù)控氣動發(fā)動機的工作原理與工作過程分析.pdf

1、氣動發(fā)動機是利用高壓氣體在氣缸內膨脹將壓力能轉化為其它形式機械能的動力設備。它不消耗石油等化石燃料，無污染廢氣排放，作為汽車動力，可以使汽車成為零排放的清潔交通工具。壓縮空氣能量傳遞方向是從高壓氣源到低壓尾氣，隨著能量轉化和不斷消耗，其壓力逐漸降低。高壓氣動動力系統(tǒng)的減壓方式和控制方法是氣動發(fā)動機動力系統(tǒng)能量控制的關鍵。本文根據(jù)氣動發(fā)動機的特點，提出了一種新型數(shù)控氣動發(fā)動機動力系統(tǒng)的設計方案，對其能量供給系統(tǒng)、工作過程及控制策略進行了研

2、究。分析了動力源與氣動發(fā)動機之間的高壓氣體減壓控制過程及氣動系統(tǒng)能量變化的特性，在能量的供給系統(tǒng)中設置容積減壓和定量預噴系統(tǒng)，能有效提高壓縮空氣利用率。本文的主要內容有： (1)論述了氣動發(fā)動機的動力系統(tǒng)組成和高壓氣體能量控制流程，研究了氣動發(fā)動機的工作原理及動力分配形式，并對高壓氣體的制備及高壓空氣在氣動發(fā)動機中的能量釋放特點進行分析。 (2)從可用能損失的角度對高壓空氣減壓方式進行了對比研究，得出在高壓氣體減壓過程中

3、合理利用容積減壓方式，可有效降低減壓過程中的可用能損失，提高高壓氣體的能量利用效率。 (3)為使高壓氣體壓力能能有效釋放，提出在進入氣缸做功前應用容積減壓預噴系統(tǒng)，并進行了數(shù)控氣動發(fā)動機動力系統(tǒng)的理論設計及控制策略的研究，對預噴缸和工作缸的匹配進行了理論分析，為預噴缸設計提供理論依據(jù)。 (4)對預噴過程和缸內工作過程分別建立數(shù)學模型，對不同進氣壓力及不同負載情況下的缸內氣體變化狀態(tài)及數(shù)控氣動發(fā)動機做功能力進行了仿真計算。