擺盤式柴油機擺盤及Z軸結構設計和有限元分析.pdf

1、擺盤式發(fā)動機是一種新型發(fā)動機,這種發(fā)動機具有結構緊湊、體積功率高、功率密度高、振動小、噪聲低等特點。2006年美國陸軍實驗室試制了擺盤式汽油機,通過對試制樣機研究證明了擺盤式內燃機在結構和性能上的完整性。本文的主要內容是對擺盤和Z軸進行有限元分析,在此基礎上,對擺盤式發(fā)動機擺盤和Z軸進行結構設計。
　　首先,確定擺盤和Z軸基本結構參數(shù)。由于擺盤做復雜的章動運動,需要包絡出擺盤的運動軌跡,消除擺盤和隔板的運動干涉。本文通過建立擺盤和

2、Z軸機構的三維實體裝配模型,應用PRO/E對擺盤的關鍵點進行運動學仿真。通過對關鍵點運動規(guī)律分析,去除隔板和擺盤的材料完成擺盤一部分結構設計。
　　其次,擺盤和Z軸結構設計的主要任務是擺盤運動形式和運動規(guī)律的研究,保證工作過程。同時為保證擺盤式發(fā)動機功能的實現(xiàn),需對擺盤和Z軸進行循環(huán)油路的布置和密封的設計。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氣的部分進行冷卻,同時對擺盤和Z軸需要的循環(huán)機油量進行計算。擺盤運動時與

3、缸體的接觸形式和轉子發(fā)動機相似,本文在對比傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機和轉子發(fā)動機密封的基礎上確定擺盤密封最終方案。
　　第三,在確定擺盤和Z軸的結構參數(shù)基礎上,對擺盤和Z軸進行有限元分析。本文僅考慮了Z軸在最大爆發(fā)壓力作用下的靜力學分析。通過Z軸應力和應變分析結果對Z軸的結構進行改進設計。同時也對擺盤進行了最大爆發(fā)壓力作用下靜力學分析,便與擺盤的熱力耦合分析的結果進行對比。
　　最后,通過擺盤式發(fā)動機工作過程仿真數(shù)據(jù)計算平均溫度和平均