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

1、擺盤(pán)式發(fā)動(dòng)機(jī)是一種新型發(fā)動(dòng)機(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積功率高、功率密度高、振動(dòng)小、噪聲低等特點(diǎn)。2006年美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室試制了擺盤(pán)式汽油機(jī),通過(guò)對(duì)試制樣機(jī)研究證明了擺盤(pán)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(duì)擺盤(pán)和Z軸進(jìn)行有限元分析,在此基礎(chǔ)上,對(duì)擺盤(pán)式發(fā)動(dòng)機(jī)擺盤(pán)和Z軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　首先,確定擺盤(pán)和Z軸基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于擺盤(pán)做復(fù)雜的章動(dòng)運(yùn)動(dòng),需要包絡(luò)出擺盤(pán)的運(yùn)動(dòng)軌跡,消除擺盤(pán)和隔板的運(yùn)動(dòng)干涉。本文通過(guò)建立擺盤(pán)和

2、Z軸機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體裝配模型,應(yīng)用PRO/E對(duì)擺盤(pán)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析,去除隔板和擺盤(pán)的材料完成擺盤(pán)一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　其次,擺盤(pán)和Z軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是擺盤(pán)運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究,保證工作過(guò)程。同時(shí)為保證擺盤(pán)式發(fā)動(dòng)機(jī)功能的實(shí)現(xiàn),需對(duì)擺盤(pán)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(pán)冷卻油道的布置上,保證冷卻油首先對(duì)擺盤(pán)承受高溫燃?xì)獾牟糠诌M(jìn)行冷卻,同時(shí)對(duì)擺盤(pán)和Z軸需要的循環(huán)機(jī)油量進(jìn)行計(jì)算。擺盤(pán)運(yùn)動(dòng)時(shí)與

3、缸體的接觸形式和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)相似,本文在對(duì)比傳統(tǒng)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)密封的基礎(chǔ)上確定擺盤(pán)密封最終方案。
　　第三,在確定擺盤(pán)和Z軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)基礎(chǔ)上,對(duì)擺盤(pán)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(guò)Z軸應(yīng)力和應(yīng)變分析結(jié)果對(duì)Z軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。同時(shí)也對(duì)擺盤(pán)進(jìn)行了最大爆發(fā)壓力作用下靜力學(xué)分析,便與擺盤(pán)的熱力耦合分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　最后,通過(guò)擺盤(pán)式發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程仿真數(shù)據(jù)計(jì)算平均溫度和平均