活塞排氣氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)仿真分析研究.pdf

1、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)是利用高壓氣體工作，將高壓氣體膨脹對(duì)外做功的動(dòng)力裝置。面對(duì)日益突出的能源安全和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，它與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)相比具備諸多的優(yōu)點(diǎn)，主要是它的“零污染、零耗油率”，可廣泛應(yīng)用在車(chē)輛、發(fā)電等動(dòng)力裝置中，具有巨大的商業(yè)市場(chǎng)前景?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外研究中的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)大都沿用了內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，借助凸輪軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣；或用高能氣體吹動(dòng)葉輪做功，并沒(méi)有充分發(fā)揮高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)有的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)、效率不盡理想。本文的研究對(duì)象—活塞排氣氣動(dòng)發(fā)

2、動(dòng)機(jī)：采用缸頂進(jìn)氣、活塞排氣的進(jìn)排氣系統(tǒng)，它在結(jié)構(gòu)上比現(xiàn)有的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)更簡(jiǎn)單，更具有可操作性，加之采用活塞上排氣方式進(jìn)行工作，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，且能實(shí)現(xiàn)氣體單向流動(dòng)，減少?gòu)U氣排出氣缸時(shí)的流動(dòng)阻力。為了進(jìn)一步提高活塞排氣氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的做功效率，并建立一個(gè)用于活塞排氣氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和性能仿真計(jì)算的可重用、擴(kuò)展靈活的仿真平臺(tái)?；趯?duì)活塞排氣氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理、工作過(guò)程的分析和排氣活塞結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，本文建立了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)編制了性能

3、仿真平臺(tái)，以平臺(tái)為工具進(jìn)行了活塞排氣氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)各種性能指標(biāo)計(jì)算和性能影響因素的分析，主要包括：
　　1）以FLUENT為分析平臺(tái)模擬仿真了活塞排氣流道中的流場(chǎng)。由計(jì)算仿真得出的流場(chǎng)情況即速度矢量、壓力矢量分布來(lái)預(yù)測(cè)流道流型設(shè)計(jì)的好壞，據(jù)分析活塞排氣流道選擇流線型；
　　2）以ANSYS為分析平臺(tái)對(duì)整個(gè)排氣活塞進(jìn)行有限元分析。根據(jù)有限元理論，取活塞1/2模型作為分析對(duì)象，選取活塞受力最大時(shí)的狀態(tài)做靜力學(xué)分析，由計(jì)算仿真得出的應(yīng)