擺盤式發(fā)動機Z軸-擺盤機構動力學分析.pdf

1、提高功率、降低機體振動是現(xiàn)代發(fā)動機發(fā)展的長期目標。在車用發(fā)動機新能源動力研發(fā)成果不斷涌現(xiàn)的時代背景下，本文探討的擺盤式發(fā)動機，以其獨特的高功率密度和低振動等特點，獲得行業(yè)內(nèi)的廣泛關注和認可。
　　本文立足于中北大學關于擺盤式發(fā)動機的設計與研發(fā)項目，針對擺盤式發(fā)動機運轉情況復雜多變?yōu)榘l(fā)動機設計所帶來的難題，較為系統(tǒng)地開展了該發(fā)動機關鍵性機構——Z軸-擺盤機構的動力學性能研究，探究了復雜運動件擺盤和定位導桿的運動情況，為發(fā)動機的結構設

2、計和性能優(yōu)化提供了有效的理論指導。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　針對發(fā)動機整機結構與傳統(tǒng)發(fā)動機差異性較大的問題，在簡要介紹擺盤式發(fā)動機的機體構造和工作原理的基礎上，詳細敘述了關鍵部件——Z軸-擺盤機構的構成與作用。并通過與傳統(tǒng)塞往復式發(fā)動機和燃氣輪機在工作過程、循環(huán)方式以及試用功率范圍方面的對比分析，探討了擺盤式發(fā)動機所具有的優(yōu)勢和特點，指出了擺盤式發(fā)動機目前的設計難點。
　　基于傳統(tǒng)活塞往復式發(fā)動機中曲柄連桿機

3、構的設計理念，在構建Z軸-擺盤機構尺寸結構的基礎上，提出存在兩種可以約束擺盤做完整章動擺動的Z軸-擺盤機構的連接方式。并通過對兩種連接方式中，構件間作用力變化的對比分析，進行了連接方式的優(yōu)選。簡析了擺盤式發(fā)動機燃燒室的設計要求，并完成燃燒室的初步設計，為本文后續(xù)的動力學研究載荷施加提供了理論支持。
　　在合理增加有效構件的基礎上，創(chuàng)建了Z軸-擺盤機構的動力學仿真模型。并通過與數(shù)學模型運算結果的對比分析，驗證了該動力學仿真模型的有效

4、性，實現(xiàn)了Z軸-擺盤機構動力學模型的建立。
　　通過對Z軸-擺盤機構的動力學仿真，簡析了擺盤章動的運動規(guī)律，明確了擺盤兩側盤面存在30度Z軸轉角的相位差。簡析了擺盤的約束構件——定位導桿的運動形式，并據(jù)此探討了定位導桿與擺盤連接方式?；诙ㄎ粚U的受力波動情況，提出導桿對機體可能產(chǎn)生拍擊現(xiàn)象，并對影響拍擊強度和頻率的主要因素做出探討。明確了Z軸關鍵部位的受力情況，對其變化規(guī)律做出簡要分析，并初步探究了燃氣爆發(fā)壓力對Z軸受力情況的影