斜盘式气动发动机动力学仿真.pdf

知第44卷第1期
机工程学报
vo4。、Y下m
2008年1月
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Jan. 2008
斜盘式气动发动机动力学仿真
练永庆王树宗马世杰陈宜辉李忠杰
(海军工程大学兵器新技术应用研究所武汉430033)
摘要:斜盘式气动发动机是为满足特殊工作环境需求而设计的一种新型气动发动机,为了对该发动机的性能进行预测与评估,
运用多刚体动力学理论对发动机的活塞、连杆、导槽约束机构等各组件进行运动学和动力学分析,在此基础上结合发动机气
缸内气体状态模型以及负载模型,推导发动机的动力学仿真模型。根据动力学仿真模型编制仿真软件,进行发动机工作过程
的动态仿真。建立发动机样机试验系统,并进行样机试验。试验结果与仿真结果的对比表明:这种新型发动机在工作原理和
结构设计上都是可行的,所建立的动力学仿真模型是基本正确的,进行适当修正后可用于发动机优化设计。
关键词:斜盘式气动发动机动力学仿真
中图分类号:TJ630.2
Dynamic Simulation of the Air-powered Swashplate Engine
LIAN Yongqing WANG Shuzong MA Shijie CHEN Yihui LI Zhongjie
(Research Insitute of New Weaponry Technology & Application,
Naval University of Engineering, Wuhan 430033)
Abstract: The air-powered swashplate engine is a new-style air-powered engine which is designed for special working conditions. In
order to evaluate the performance of the air-powered swashplate engine, the dynamic model and the other models such as the load of
the experiment system are built on the base of the kinematics and dynamic analysis of the main parts of the engine such as the pistons
and links, etc. The simulation of the work process of the engine is realized by the use of the simulation program based on the dynamic
model. The prototype engine is tested on the experiment system. Experiment results show that the design of the engine is feasible and
the simulation model is corect. The modified simulation model can be used in the optimized design of the engine
Key words: Air-powered swashplate engine Dynamics Simulation
速启动,并输出相应的力矩。
0前言
进气管配气阀进气槽气缸活塞导槽滚轮
斜盘式动力机械具有质量轻、结构紧凑的优点,
轴承
在对单位体积(质量)动力指标要求高的工程领域,
负載
优先得到研究和应用。20世纪60年代以来,斜盘
式动力机械的研究领域已从当初的内燃机发展到
消声器
今天的外燃机、空压机等领域,其中在鱼雷周转
排气
输出轴
斜盘发动机以及斜盘式液压马达4例方面的应用
更是取得突出成效。
轴承缸体连杆斜盘箱斜盘
本文所研究的斜盘式气动发动机(以下简称发
图1斜盘式气动发动机结构原理简图
动机,见图1)是为满足特殊工作环境需求而设计的
作为一种新型发动机,无论是在初期的原理设
种新型气动发动机,其工作原理、结构形式不同计还是产品定型前的优化设计,都需要建立理论模
与以往的斜盘式动力机械,是一种以高压空气为工
型对该发动机的性能进行评估与预测。为此在运用
质的多次、短时工作制机器(工作次数可达万次以多刚体动力学理论?对该发动机进行运动学与动力
上,每次工作时间仅为1s左右),能在短时间内快学分析的基础上,建立了该发动机的动力学仿真模
型,进行了工作过程的动态仿真,并通过样机试验
20070307收到初稿,20070912收到修改稿