新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、時(shí)至今日，發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)過(guò)了一百多年的發(fā)展。在這期間，人們創(chuàng)造了各種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)，如往復(fù)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、汪克爾三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)等，其中最成功也是應(yīng)用最廣的是傳統(tǒng)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然其技術(shù)成熟但也存在著一些亟待改進(jìn)的不足，如功率密度低、配氣機(jī)構(gòu)復(fù)雜等。然而隨著近年來(lái)的能源危機(jī)，空氣污染等問(wèn)題的凸顯，未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)要朝著輕型化、高功率密度和高效率的方向發(fā)展。基于上述原因，雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)已成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文研究的新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的功率傳

2、輸機(jī)構(gòu)是基于一種擺盤和凸輪組合的機(jī)構(gòu)。該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)布置方式完全對(duì)稱，平衡性好，在該功率傳輸機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)動(dòng)機(jī)在輸出軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)，實(shí)現(xiàn)多次作功，因此能夠?qū)崿F(xiàn)功率密度、升功率等大幅度的提升，這一特性有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對(duì)新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下：
　?。?）設(shè)計(jì)了新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案，詳細(xì)分析了其動(dòng)力缸部分和差速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，然后分析了典型循環(huán)下新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)

3、動(dòng)機(jī)的作功特征，介紹了其密封系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理和潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)等輔機(jī)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案。
　?。?）運(yùn)用歐拉運(yùn)動(dòng)學(xué)方程建立了發(fā)動(dòng)機(jī)功率傳輸機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，首先分析了擺盤、凸輪和輸出軸相互之間的轉(zhuǎn)動(dòng)特性，推導(dǎo)出在輸出軸勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，擺盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律模型，得出兩個(gè)轉(zhuǎn)子的相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系模型，再進(jìn)一步研究轉(zhuǎn)子與差速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系和相互影響；其次在已經(jīng)建立的功率傳輸機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)凸輪理論型線的拓展變形進(jìn)行研究，建立了在設(shè)定的

4、轉(zhuǎn)子容積變化規(guī)律下凸輪理論型線拓展模型，進(jìn)而證明了作為一款發(fā)動(dòng)機(jī)的功率傳輸機(jī)構(gòu)，其具備適應(yīng)不同燃燒規(guī)律的潛在能力。
　?。?）運(yùn)用包絡(luò)面理論和坐標(biāo)變換對(duì)嚙合時(shí)凸輪型面嚙合面進(jìn)行分析，計(jì)算了主動(dòng)件與從動(dòng)件的主曲率、主方向和它們的誘導(dǎo)法曲率并進(jìn)行了干涉分析，計(jì)算了凸輪及滾輪壓力角，分析“8”字外擺線凸輪嚙合傳動(dòng)性能，為基于擺盤凸輪的差速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造提供理論參考。
　?。?）利用達(dá)朗貝爾原理和歐拉動(dòng)力學(xué)方程建立了新型雙轉(zhuǎn)子活

5、塞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型，分析了關(guān)鍵部件的受力情況。以發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒零維模型對(duì)雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過(guò)程的工質(zhì)壓力變化的數(shù)值模擬為已知條件，將建好的動(dòng)力學(xué)模型導(dǎo)入到MATLAB軟件中對(duì)所建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得出了各關(guān)鍵力和力矩的數(shù)值解并分析了其變化規(guī)律。
　?。?）根據(jù)一般發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)裝置的基本組成，搭建了適合于新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)原理樣機(jī)的試驗(yàn)平臺(tái)，并且介紹了原理樣機(jī)的研制。
　　本文對(duì)新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行了理