活塞排氣氣動發(fā)動機仿真分析研究.pdf

1、氣動發(fā)動機是利用高壓氣體工作，將高壓氣體膨脹對外做功的動力裝置。面對日益突出的能源安全和環(huán)境保護問題，它與現(xiàn)有內燃機相比具備諸多的優(yōu)點，主要是它的“零污染、零耗油率”，可廣泛應用在車輛、發(fā)電等動力裝置中，具有巨大的商業(yè)市場前景?，F(xiàn)在國內外研究中的氣動發(fā)動機大都沿用了內燃機的配氣機構，借助凸輪軸的旋轉來實現(xiàn)發(fā)動機的進、排氣；或用高能氣體吹動葉輪做功，并沒有充分發(fā)揮高壓氣動發(fā)動機獨有的特點，結構、效率不盡理想。本文的研究對象—活塞排氣氣動發(fā)

2、動機：采用缸頂進氣、活塞排氣的進排氣系統(tǒng)，它在結構上比現(xiàn)有的氣動發(fā)動機更簡單，更具有可操作性，加之采用活塞上排氣方式進行工作，簡化結構，且能實現(xiàn)氣體單向流動，減少廢氣排出氣缸時的流動阻力。為了進一步提高活塞排氣氣動發(fā)動機的做功效率，并建立一個用于活塞排氣氣動發(fā)動機設計和性能仿真計算的可重用、擴展靈活的仿真平臺?；趯钊艢鈿鈩影l(fā)動機工作原理、工作過程的分析和排氣活塞結構優(yōu)化分析，本文建立了發(fā)動機工作的數(shù)學模型，在此基礎上設計編制了性能

3、仿真平臺，以平臺為工具進行了活塞排氣氣動發(fā)動機各種性能指標計算和性能影響因素的分析，主要包括：
　　1）以FLUENT為分析平臺模擬仿真了活塞排氣流道中的流場。由計算仿真得出的流場情況即速度矢量、壓力矢量分布來預測流道流型設計的好壞，據(jù)分析活塞排氣流道選擇流線型；
　　2）以ANSYS為分析平臺對整個排氣活塞進行有限元分析。根據(jù)有限元理論，取活塞1/2模型作為分析對象，選取活塞受力最大時的狀態(tài)做靜力學分析，由計算仿真得出的應