本文關(guān)鍵詞：缸間齒輪聯(lián)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬樣機(jī)技術(shù)與動(dòng)態(tài)特性研究

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【摘要】：世界能源、環(huán)境雙重危機(jī)催生了缸間齒輪聯(lián)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)(GCHE)結(jié)構(gòu)原理的產(chǎn)生,缸間利用齒輪齒條機(jī)構(gòu)完成運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞,曲軸飛輪組在機(jī)體一側(cè),實(shí)現(xiàn)活塞行程控制和附屬系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。GCHE集成了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),直接將指示功轉(zhuǎn)化為流體壓力能,具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、工作平穩(wěn)的特點(diǎn),有著廣闊的應(yīng)用前景。首先論述了兩缸GCHE的結(jié)構(gòu)和工作原理,重點(diǎn)研究了其主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及配氣機(jī)構(gòu)的空間布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了GCHE的三維幾何模型,同時(shí)建立了GCHE工作過(guò)程數(shù)學(xué)模型;再基于A(yíng)VL BOOST模擬了兩缸GCHE的缸內(nèi)壓力曲線(xiàn);然后在A(yíng)DAMS環(huán)境下,進(jìn)行整機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真,研究了GCHE的動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)仿真,活塞上行和下行的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)明顯不同,下行最大速度為13.96m/s、最大加速度為2.64×103m/s2,上行最大速度為14.32m/s、最大加速度為4.78×103m/s2;運(yùn)用不動(dòng)點(diǎn)迭代法調(diào)控曲軸轉(zhuǎn)速,當(dāng)調(diào)控力矩大小為8.57×102N?mm時(shí),曲軸轉(zhuǎn)速整體趨于穩(wěn)定,單個(gè)工作循環(huán)內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻度為3.996%,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力情況復(fù)雜,上行時(shí)連桿小頭受到最大拉力為7.326×104N,下行過(guò)程中受到最大壓力為4.796×104N,曲軸軸頸所受拉壓載荷變化趨勢(shì)與連桿小頭相同但反向,峰值力分別為6.572×104N和4.293×104N,曲軸輸出轉(zhuǎn)矩為4.39×103N?mm,驅(qū)動(dòng)其他輔助機(jī)構(gòu);配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性良好,氣門(mén)最大行程為11.214mm,極限工作位置對(duì)應(yīng)的氣門(mén)彈簧力為1238.88N;基于A(yíng)DAMS內(nèi)部接觸模型,模擬了齒輪齒條機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng)過(guò)程,其法向接觸力最大值為8.916×104N,切向力的最大值為3.596×104N。通過(guò)虛擬樣機(jī)仿真,獲取了標(biāo)定工況下GCHE的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),為樣機(jī)改進(jìn),結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了基本依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：缸間齒輪聯(lián)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 虛擬樣機(jī) 動(dòng)力學(xué)仿真 動(dòng)態(tài)特性研究
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK401
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 緒論6-14
• 1.1 研究背景及意義6-7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外液壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究動(dòng)態(tài)7-11
• 1.2.1 液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)7-9
• 1.2.2 液壓約束活塞發(fā)動(dòng)機(jī)9-11
• 1.3 虛擬樣機(jī)技術(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)11-12
• 1.4 研究?jī)?nèi)容12-14
• 第二章 缸間齒輪聯(lián)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)原理樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14-28
• 2.1 GCHE基本結(jié)構(gòu)及工作原理14-15
• 2.2 GCHE原理樣機(jī)設(shè)計(jì)方案15-16
• 2.3 聯(lián)動(dòng)齒輪齒條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-20
• 2.3.1 聯(lián)動(dòng)齒輪齒條幾何參數(shù)17-18
• 2.3.2 聯(lián)動(dòng)齒輪齒條強(qiáng)度校核18-20
• 2.4 液壓配流系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-22
• 2.5 GCHE曲軸結(jié)構(gòu)22-23
• 2.6 GCHE連桿結(jié)構(gòu)23-24
• 2.7 GCHE凸輪軸結(jié)構(gòu)24-26
• 2.8 GCHE原理樣機(jī)總體結(jié)構(gòu)26
• 2.9 本章小結(jié)26-28
• 第三章 缸間齒輪聯(lián)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)學(xué)模型28-34
• 3.1 兩缸GCHE受力分析28-32
• 3.2 GCHE工作過(guò)程總體模型32-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 缸間齒輪聯(lián)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)34-52
• 4.1 CAD模型建立34-37
• 4.2 GCHE虛擬樣機(jī)系統(tǒng)建模37-51
• 4.2.1 設(shè)置工作環(huán)境39
• 4.2.2 創(chuàng)建零部件39
• 4.2.3 添加約束39-42
• 4.2.4 施加載荷42-45
• 4.2.5 測(cè)試模型45-48
• 4.2.6 細(xì)化模型48-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第五章 基于GCHE虛擬樣機(jī)的動(dòng)力學(xué)仿真52-66
• 5.1 曲軸轉(zhuǎn)速調(diào)控52-54
• 5.2 曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性評(píng)價(jià)54
• 5.3 GCHE曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析54-58
• 5.4 GCHE配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真58-60
• 5.5 缸間齒輪齒條機(jī)構(gòu)接觸力仿真60-64
• 5.6 本章小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 結(jié)論66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果72-73
• 致謝73-74

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳寶江;;大流量快響應(yīng)液壓高速開(kāi)關(guān)閥的研究[A];第五屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議暨2008年中國(guó)航空學(xué)會(huì)液壓與氣動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

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本文編號(hào)：896149