小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特性分析.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)人機(jī)、單人飛行器等新型高緊湊性移動(dòng)平臺(tái)蓬勃發(fā)展，動(dòng)力裝置是這些平臺(tái)的核心。化學(xué)電池難以滿(mǎn)足這些機(jī)械系統(tǒng)對(duì)能源的要求。若使用內(nèi)燃機(jī)作為微型能源系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)將具有：能量密度高、工作穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)一種適用于中小型移動(dòng)平臺(tái)的小型內(nèi)燃機(jī)具有重要的意義。
　　論文所研究課題來(lái)源于部委級(jí)項(xiàng)目，針對(duì)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)存在的不足和現(xiàn)有雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在小型化過(guò)程中的種種困難，提出了一種新的小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案。這種雙轉(zhuǎn)子發(fā)

2、動(dòng)機(jī)的特有的結(jié)構(gòu)特征使得其比現(xiàn)有的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)更容易實(shí)現(xiàn)小型化。圍繞這種新的結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)，為小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步研究提供了重要的理論依據(jù)與指導(dǎo)。概括起來(lái)，論文工作主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
　?。?）從原理上講雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)主要分為差速機(jī)構(gòu)和動(dòng)力缸體兩個(gè)部分，以往的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，差速機(jī)構(gòu)和動(dòng)力缸兩個(gè)部分在機(jī)械結(jié)構(gòu)上是兩個(gè)較為獨(dú)立的機(jī)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)了一種新的適用于雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的新型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的主

3、要特點(diǎn)是在機(jī)械結(jié)構(gòu)上把雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中原本分離的兩個(gè)部分結(jié)合起來(lái)。新的設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)、節(jié)省空間、簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)、裝置運(yùn)動(dòng)可靠性高、便于小型化。
　?。?）設(shè)計(jì)了完整的一套適用于小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)包括飛輪、配氣系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)。在配氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，證明了小型雙轉(zhuǎn)子配氣過(guò)程與凸輪形狀無(wú)關(guān)，此外還證明了小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)易于實(shí)現(xiàn)幾個(gè)典型熱力學(xué)循環(huán)之間的轉(zhuǎn)換。
　?。?）建立了小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)

4、動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和其在理想奧拓循環(huán)下工作的數(shù)學(xué)模型，利用這一數(shù)學(xué)模型對(duì)小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的在功率輸出時(shí)仍存在一定程度的泵氣損失。建立小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的虛擬樣機(jī)模型，用小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的虛擬樣機(jī)得到了一部分的運(yùn)動(dòng)特性，并得到了小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的空載啟動(dòng)特性。
　?。?）用有限元方法對(duì)小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分析，得到了小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的模態(tài)特征，將其模態(tài)特征與傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)小型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)