擺盤式柴油機(jī)擺盤及Z軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有限元分析.pdf

1、擺盤式發(fā)動機(jī)是一種新型發(fā)動機(jī),這種發(fā)動機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積功率高、功率密度高、振動小、噪聲低等特點(diǎn)。2006年美國陸軍實(shí)驗(yàn)室試制了擺盤式汽油機(jī),通過對試制樣機(jī)研究證明了擺盤式內(nèi)燃機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能上的完整性。本文的主要內(nèi)容是對擺盤和Z軸進(jìn)行有限元分析,在此基礎(chǔ)上,對擺盤式發(fā)動機(jī)擺盤和Z軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　首先,確定擺盤和Z軸基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于擺盤做復(fù)雜的章動運(yùn)動,需要包絡(luò)出擺盤的運(yùn)動軌跡,消除擺盤和隔板的運(yùn)動干涉。本文通過建立擺盤和

2、Z軸機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體裝配模型,應(yīng)用PRO/E對擺盤的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真。通過對關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律分析,去除隔板和擺盤的材料完成擺盤一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　其次,擺盤和Z軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是擺盤運(yùn)動形式和運(yùn)動規(guī)律的研究,保證工作過程。同時(shí)為保證擺盤式發(fā)動機(jī)功能的實(shí)現(xiàn),需對擺盤和Z軸進(jìn)行循環(huán)油路的布置和密封的設(shè)計(jì)。在擺盤冷卻油道的布置上,保證冷卻油首先對擺盤承受高溫燃?xì)獾牟糠诌M(jìn)行冷卻,同時(shí)對擺盤和Z軸需要的循環(huán)機(jī)油量進(jìn)行計(jì)算。擺盤運(yùn)動時(shí)與

3、缸體的接觸形式和轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)相似,本文在對比傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)密封的基礎(chǔ)上確定擺盤密封最終方案。
　　第三,在確定擺盤和Z軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)基礎(chǔ)上,對擺盤和Z軸進(jìn)行有限元分析。本文僅考慮了Z軸在最大爆發(fā)壓力作用下的靜力學(xué)分析。通過Z軸應(yīng)力和應(yīng)變分析結(jié)果對Z軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。同時(shí)也對擺盤進(jìn)行了最大爆發(fā)壓力作用下靜力學(xué)分析,便與擺盤的熱力耦合分析的結(jié)果進(jìn)行對比。
　　最后,通過擺盤式發(fā)動機(jī)工作過程仿真數(shù)據(jù)計(jì)算平均溫度和平均