新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、時至今日，發(fā)動機已經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。在這期間，人們創(chuàng)造了各種形式的發(fā)動機，如往復(fù)活塞發(fā)動機、汪克爾三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機等，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)動機，雖然其技術(shù)成熟但也存在著一些亟待改進的不足，如功率密度低、配氣機構(gòu)復(fù)雜等。然而隨著近年來的能源危機，空氣污染等問題的凸顯，未來發(fā)動機要朝著輕型化、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)動機現(xiàn)已成為研究的熱點。
　　本文研究的新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機的功率傳

2、輸機構(gòu)是基于一種擺盤和凸輪組合的機構(gòu)。該發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)布置方式完全對稱，平衡性好，在該功率傳輸機構(gòu)的驅(qū)動下，發(fā)動機在輸出軸每轉(zhuǎn)一周時，實現(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。本文對新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，主要內(nèi)容如下：
　?。?）設(shè)計了新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)方案，詳細分析了其動力缸部分和差速驅(qū)動機構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)和運行原理，然后分析了典型循環(huán)下新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)

3、動機的作功特征，介紹了其密封系統(tǒng)的實現(xiàn)原理和潤滑冷卻系統(tǒng)等輔機系統(tǒng)的初步設(shè)計方案。
　?。?）運用歐拉運動學(xué)方程建立了發(fā)動機功率傳輸機構(gòu)的運動學(xué)模型，首先分析了擺盤、凸輪和輸出軸相互之間的轉(zhuǎn)動特性，推導(dǎo)出在輸出軸勻速運轉(zhuǎn)的情況下，擺盤的運動規(guī)律模型，得出兩個轉(zhuǎn)子的相互運動關(guān)系模型，再進一步研究轉(zhuǎn)子與差速驅(qū)動機構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系和相互影響；其次在已經(jīng)建立的功率傳輸機構(gòu)運動學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對凸輪理論型線的拓展變形進行研究，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，進而證明了作為一款發(fā)動機的功率傳輸機構(gòu)，其具備適應(yīng)不同燃燒規(guī)律的潛在能力。
　　（3）運用包絡(luò)面理論和坐標變換對嚙合時凸輪型面嚙合面進行分析，計算了主動件與從動件的主曲率、主方向和它們的誘導(dǎo)法曲率并進行了干涉分析，計算了凸輪及滾輪壓力角，分析“8”字外擺線凸輪嚙合傳動性能，為基于擺盤凸輪的差速驅(qū)動機構(gòu)設(shè)計與制造提供理論參考。
　　（4）利用達朗貝爾原理和歐拉動力學(xué)方程建立了新型雙轉(zhuǎn)子活

5、塞發(fā)動機的動力學(xué)模型，分析了關(guān)鍵部件的受力情況。以發(fā)動機燃燒零維模型對雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機缸內(nèi)過程的工質(zhì)壓力變化的數(shù)值模擬為已知條件，將建好的動力學(xué)模型導(dǎo)入到MATLAB軟件中對所建數(shù)學(xué)模型進行數(shù)值計算，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)動機的試驗裝置的基本組成，搭建了適合于新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機原理樣機的試驗平臺，并且介紹了原理樣機的研制。
　　本文對新型雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機的關(guān)鍵性能參數(shù)進行了理