微型斯特林發(fā)動機的設(shè)計與仿真.pdf

1、斯特林發(fā)動機可以空氣作為工作介質(zhì)，并可利用多種低熱值能源作為燃料，理論上熱效率高、環(huán)境污染小，綜合成本低廉、維護方便且易于推廣。目前斯特林發(fā)動機主要應(yīng)用于航天航海事業(yè)，此外在太陽能發(fā)電、動力機械、汽車等方面也有大量應(yīng)用，燃料主要來自化石燃料、氣體燃料和太陽能等，因其廣泛的優(yōu)越性受到人們普遍關(guān)注。
　　本設(shè)計根據(jù)特定的研究需要設(shè)計一種β型的微型斯特林發(fā)動機，結(jié)合傳統(tǒng)的斯特林發(fā)動機結(jié)構(gòu)特點、性能，對設(shè)計的基本參數(shù)進行研究分析。通過建立

2、數(shù)學(xué)模型，設(shè)計發(fā)動機的主要參數(shù)及設(shè)計尺寸。并對熱交換系統(tǒng)、雙活塞結(jié)構(gòu)、外部傳動系統(tǒng)等機構(gòu)進行了細(xì)致的原理分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　針對斯特林發(fā)動機高溫高壓的工作狀態(tài)，工質(zhì)往復(fù)、不穩(wěn)定的三維流動狀態(tài)，建立氣缸內(nèi)工質(zhì)的流場動力學(xué)模型，分別對斯特林發(fā)動機內(nèi)部工質(zhì)的流動特性與加熱管傳導(dǎo)性能進行了模擬驗證，得出流動工質(zhì)的參數(shù)特性變化包括速度、溫度、壓力。同時對菱形連桿機構(gòu)進行分析研究，推出菱形機構(gòu)死點位置，最后對齒輪箱及曲軸進行強度校核，驗證了

3、主要傳動部件強度設(shè)計的合理性。
　　為了形象直觀體現(xiàn)發(fā)動機機械運動狀態(tài)，分析不同參數(shù)下，發(fā)動機運行變化規(guī)律，以adams軟件對其進行仿真與分析，得出曲柄半徑、連桿、連架桿、偏心距以及活塞行程之間的關(guān)系。利用matlab軟件對整機性能進行了模擬分析，得出填充壓力、溫度、掃氣體積以及缸體容積與發(fā)動機輸出功率的關(guān)系，為機器設(shè)備的改進設(shè)計提供了參考。
　　本文研究以天然氣、太陽能、農(nóng)林廢棄物等多品質(zhì)能源為燃料的斯特林發(fā)動機的相關(guān)技術(shù)