斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)配氣活塞與氣缸間隙設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真.pdf

1、與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、維修方便，更不會(huì)發(fā)生爆震，充分實(shí)現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。隨著能源危機(jī)的加劇和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的提高，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛上的應(yīng)用再次得到人們的關(guān)注。配氣活塞與氣缸間隙的合理設(shè)計(jì)是自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要課題，間隙過大影響配氣效率，間隙過小會(huì)產(chǎn)生粘缸和拉缸，本文針對(duì)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣活塞和氣缸的間隙特征進(jìn)行研究，主要完成工作如下：
　?。?）對(duì)一臺(tái)4kW自由活塞式

2、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，首先確定了循環(huán)壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)工作頻率、行程、缸徑、熱交換系統(tǒng)無益容積等參數(shù)，進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)換熱系統(tǒng)、氣缸、活塞等零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)；
　?。?）基于軟件ADAMS，對(duì)配氣活塞進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，分析了活塞運(yùn)動(dòng)中柔性彈簧的變形特征、受力、動(dòng)能和勢(shì)能、活塞的軸向與側(cè)向頻譜特征等力學(xué)性能；
　　（3）利用軟件ANSYS對(duì)配氣活塞的關(guān)鍵部件柔性彈簧進(jìn)行了性能模擬，獲得了柔性彈簧厚度、漸開線長(zhǎng)度

3、、漸開線封閉半徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)與柔性彈簧的軸向剛度和徑向剛度之間的關(guān)系，并用軟件Workbench對(duì)柔性彈簧的最大應(yīng)力進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果顯示，通過改變?nèi)嵝詮椈傻牟糠殖叽缈梢杂行?yōu)化柔性彈簧的最大應(yīng)力，最大應(yīng)力減少了25％左右，可以有效地提高柔性彈簧的使用壽命；
　?。?）分析了影響配氣活塞與氣缸工作間隙的各個(gè)因素所造成的間隙特征，在此基礎(chǔ)上提出了配氣活塞與氣缸的間隙設(shè)計(jì)方法，利用該設(shè)計(jì)方法確定了發(fā)動(dòng)機(jī)的配缸間隙，并利用軟件ADAMS進(jìn)行