对置活塞二冲程汽油机活塞运动规律匹配分析

对置活塞二冲程汽油机活塞的相对运动规律,影响扫气过程的扫气正时和扫气持续期,而活塞相对运动规律主要取决于对置活塞运动相位差和曲柄连杆比。在采用MATLAB/Simulink进行对置曲柄连杆机构运动学分析的基础上,通过建立扫气系统的三维流体动力学仿真模型,并利用一维工作过程仿真提供的初始条件和边界条件,开展了对置活塞运动相位差和曲柄连杆比对扫气过程的影响规律研究,获得了较高的扫气效率和捕获率,实现了对置活塞相对运动规律的优化匹配。活塞运动相位差只影响扫气正时而不影响扫气持续期;曲柄连杆比同时影响扫气正时和扫气持续期。在内止点附近,不同的活塞运动相位差影响活塞相对运动速度和最小工作容积;不同的曲柄连杆比只影响活塞相对运动速度而不改变最小工作容积。     

直导槽斜盘发动机运动学仿真计算新方法

本文介绍了一种直导槽凸轮约束机构活塞发动机运动学仿真计算的新方法。首先讨论数学模型的建立,包括原点的选取,坐标系的建立及坐标系相互之间的转换关系,然后描述发动机各主要运动部件（如连杆、活塞及滚轮等）分析计算的公式及运动和受力状况,并将部分计算结果与“８”字导槽的计算结果进行了对比分析。     

基于虚拟样机技术的鱼雷周转斜盘发动机动力学分析

为了在鱼雷发动机的设计阶段进行正确选型,基于虚拟样机技术,建立了不同型式周转斜盘发动机的动力学模型,包括静缸式直导槽发动机、转缸式直导槽发动机、静缸式"8"字导槽发动机和转缸式"8"字导槽发动机,并运用ADAMS软件对以上型式的发动机动力学性能进行了仿真分析。仿真结果表明,从发动机的总体启动性能、自平衡性、关键零部件之间的受力状态以及工作平稳性等方面综合考虑,转缸式直导槽周转斜盘发动机相比较其他型式的发动机,可基本实现自平衡,滚轮和导槽之间不会发生冲击力,转速相对稳定,在工程上应优先采用。     

基于iSIGHT的鱼雷摆盘发动机活塞多学科设计优化

为进一步对鱼雷摆盘发动机活塞进行优化设计,综合考虑其温度、结构及强度,基于多学科可行性法（MDF）建立了摆盘发动机活塞的多学科设计优化（MDO）模型,并使用UG和ANSYS进行温度场和强度学科设计与分析。给出了活塞多学科设计优化分析仿真流程,并基于iSIGHT集成UG和ANSYS建立其多学科设计优化平台,通过二次开发实现了参数输入、输出、更新及软件间数据交流。经优化的活塞质量较原来降低了21.81%,最高温度降低了55℃,第1环槽温度降低了29℃,最大应力降低了10 MPa。仿真结果表明,活塞轻量化的MDO可有效处理热-结构耦合因素,在降低活塞质量的同时改善了温度及应力特性,提高了设计优化效率。     

小型汽车发动机连杆弯曲失效分析

小型汽车发动机活塞连杆组在使用过程中连杆发生弯曲。对活塞连杆组中各组成零件的状态、表面形貌等进行宏观分析;对连杆进行化学成分、表面缺陷、显微组织缺陷和金相组织分析。结果表明:发动机活塞连杆组出现异常,主要是由于连杆发生弯曲变形,工字型部位存在表面折叠、表面脱碳、带状组织和较严重的非金属夹杂物等缺陷,降低了42CrMo钢的刚度和抗弯强度,导致连杆弯曲变形失效。     

空间摆盘机构副元素分离预测

从空间机构学理论出发,抽象出摆盘机构的动力学模型,导出了无间隙时连杆与摆盘铰接处的运动副反力及其方向变化率,以此获得了方向变化率与运动副反力模的比值;根据比值的绝对值变化,给出了空间摆盘机构运动副元素的分离准则,得到了在主轴转角处于特定位置副元素将分离的结论。研究结果为鱼雷摆盘发动机的振动与噪声控制提供参考,并为进一步发展含间隙鱼雷摆盘机构的动力优化综合理论提供了分析方法。     

对置活塞轴向发动机同步运动机构空间圆柱凸轮的设计与优化

针对对置活塞轴向气缸结构的二冲程发动机,开展了对置活塞空间圆柱凸轮同步机构优化设计研究。为提高对置活塞发动机的性能,建立空间圆柱凸轮模型,对压力角、空间圆柱凸轮型线进行优化设计,进而得到发动机活塞的最佳运动位移曲线。利用发动机性能仿真软件GT-power,计算了不同活塞位移曲线下发动机的性能参数,分析活塞运动位移曲线对发动机性能参数的影响规律。计算结果表明：优化设计后的空间圆柱凸轮型线可以改进活塞运动位移的变化规律,进而提高发动机动力经济性能;随着活塞运动位移曲线的变化方向,发动机的性能先有所提升,而后开始下降,得出对置活塞发动机同步运动机构圆柱凸轮的优化设计方法。     

基于ADAMS的某发动机动态仿真

利用虚拟样机技术研究了某斜盘发动机的动力学特性．利用ADAMS软件建立了某斜盘发动机的参数化动力学分析模型,通过建立菜单和对话框采实现快速修改．对影响发动机性能的几个关键参数进行了参数化仿真分析,如斜盘分布圆半径、斜盘倾角以及导槽形式．结果表明,随斜盘倾角的增大,机构的输出转速也增大;直导槽形式的结构比“8”字导槽形式的结构运行更加平稳．与试验结果的对比结果说明了仿真模型的正确性、仿真结果的有效性以及利用虚拟样机技术研究发动机动力学性能的可行性．     

空间摆盘机转动对基座的冲击与隔离

从振动理论出发,抽象出了摆盘转动时发动机壳体对基座的冲击模型,分析并计算了摆盘转动时摆盘中心的运动情况,得到了摆盘转动对基座的冲击力。以冲击力幅值函数的2个峰值的平方和和一定带宽下的面积为目标函数,对隔振系统的阻尼比进行了优化计算,给出了优化后隔振系统的刚度系数及粘性阻尼系数。研究表明,在不改变摆盘中心运动的情况下,可通过对隔振系统阻尼参数的优化降低冲击力的峰值,从而更有利于控制发动机振动与降低噪声。     

对置式凸轮发动机活塞热分析

在进行发动机的开发和技术改进时,对活塞热负荷进行分析可为其强度分析与结构优化设计提供理论依据.文中利用有限元方法对对置式凸轮发动机活塞进行了热分析,通过建立有限元模型和确定模拟边界条件得到了活塞的数值模拟温度场.分析结果表明,整个活塞温度偏高,应对此发动机活塞进行结构参数优化,以提高活塞耐久性,发挥对置式发动机的结构优点.     

基于有限元法对鱼雷摆盘发动机活塞温度场和应力场的仿真研究

应用 I-Deas 软件,采用有限元方法对鱼雷摆盘发动机活塞进行了包括热分析在内的全过程仿真研究,探索了复杂工程中边界条件的处理同题,分析计算了鱼雷摆盘发动机活塞的温度场、应力场与变形情况。     

对置式摆盘发动机空间机构振动力与振动力矩平衡研究

发动机振动力与振动力矩是鱼雷壳体振动的外激励因素,其幅值与频率的变化规律直接关系到鱼雷壳体的振动。本文从空间机构学角度出发,在对置式摆盘发动机结构与力学特性分析的基础上,推导出对置式摆盘机左、右各部分主轴、摆盘、连杆及活塞的惯性力与惯性力矩,然后分别研究其振动力与振动力矩的变化规律,并与单边布置的摆盘发动机进行比较,提出进一步的平衡措施与方法。该方法对发动机的结构与减振降噪设计具有一定的借鉴意义,同时可为研制新型鱼雷热动力装置奠定一定的基础。     

二冲程航空活塞发动机增压匹配研究和优化

针对二冲程航空活塞发动机高空功率下降问题开展增压匹配的相关研究。建立二冲程非增压航空活塞发动机的一维仿真模型,并对仿真模型进行了实验验证;以校验后的非增压发动机模型为基础匹配了增压器,建立增压发动机模型。通过废气涡轮增压匹配进行不同海拔高度条件下的匹配计算;研究高空环境下二冲程增压发动机的工作情况,提出利用排气系统结构优化拓宽增压器的工作范围,利用废气旁通阀控制增压程度方法对增压系统进行优化。获得了在7 000 m海拔高度能够实现76%功率恢复的增压型二冲程航空活塞发动机,满足某无人机平台飞行任务剖面对发动机的需求。     

对置式凸轮发动机运动学与动力学研究

研究了对置式凸轮发动机的运动学与动力学特性,利用向量与坐标变换法分析了对置式凸轮发动机的工作曲面方程和滚轮相对滑动速度等运动学性能,分析了活塞、气以及主轴等部件的动力学特性。研究结果表明,虽然对置后发动机轴向长度有所增加,但主轴轴向力能完全平衡,主轴产生转矩大,轴承负荷小,可提高功率。从发动机力学性能特点及运动学与动力学角度分析表明,采用对置式发动机方案是完全可行的。     

一种坦克辅助动力装置的设计与分析

介绍了装甲车辆辅助动力装置研究的意义,设计了一种双气缸直列对置活塞式二冲程柴油机,作为坦克的辅助动力装置．对活塞组、连杆组、曲轴组等主要部件进行了设计,并通过相关软件进行了有限元分析验证和主运动系的动力学仿真．结果表明,这种辅助动力装置达到了设计要求,分析结果可以作为发动机进一步性能优化设计的依据,具有研究价值和应用前景．     

水下步枪气体调节器的运动规律

针对自动步枪在水下射击时活塞运动产生冲击力的问题,对活塞运动规律进行研究.分别建立水下射击时弹丸活塞运动模型和水流对活塞冲击速度的计算模型,对活塞的运动条件进行分析,确定在子弹的推动下水流速度的大小.研究结果表明:对于5.8 mm水陆两栖步枪,当弹丸运动至导气位置的速度大于360.25 m/s时,活塞才会发生运动,该研究可用于水下射击条件下气动步枪自动机的动态分析.     

液压自由活塞发动机工作过程仿真模型研究

为建立单活塞液压自由活塞发动机工作过程仿真模型,根据单活塞液压自由活塞发动机的系统特征,基于热力学、液压流体力学和动力学基本理论,给出了单活塞液压自由活塞发动机稳态工况工作过程的数学描述,并对结果进行了试验验证.结果表明:给出的考虑了液压系统构件动态特性影响的单活塞液压自由活塞发动机仿真模型,在活塞动力学特征、气缸气体...     

液压自由活塞发动机的活塞运动不对称特征研究

结合液压自由活塞发动机基本原理,建立了系统分析模型,通过仿真和样机试验结果分析了活塞运动不对称性及其影响因素。研究结果表明：液压自由活塞发动机活塞上止点运动呈现不对称性特征,能量传递特征和活塞受力特征决定了该不对称性是固有的。在上止点附近,气体压力对活塞运动状态起决定性作用,活塞压缩过程越快,对应的膨胀过程也越快。配流阀响应对活塞上止点运动状态影响不明显,不同负载压力形成位置主要影响膨胀过程后期。     

鱼雷斜盘发动机动力学特性仿真分析

虚拟样机技术已在国外鱼雷发动机的研制中得到应用。本文采用这一技术,对鱼雷斜盘发动机的性能以及主要运动部件的动力学特性进行了仿真;通过对发动机结构以及工作过程的模拟,分析了发动机主要运动部件的速度加速度与受力情况;探讨了发动机结构参数的调整对整机性能以及部件强度与振动的影响。文中提出的方法以及得到的结论对于缩短鱼雷发动机的研制周期,减少样机的试验费用,提高发动机的性能具有实际意义。     

液压自由活塞发动机止点位置控制研究

研究液压自由活塞发动机活塞运动止点控制方法,进而提高系统运行的稳定性。对单活塞液压自由活塞发动机活塞位置控制基本原理进行了理论分析,研究了活塞止点控制的影响因素。基于仿真和试验结果,确定了上止点精确控制主要控制量,分析了下止点精确控制策略及其极限位置限制方法。研究结果表明,上止点精确控制主要影响因素为活塞压缩过程的初始运动位置和初始压缩位置,下止点精确控制策略需要同时控制活塞所传递的能量以及活塞下止点附近的动力学过程。活塞下止点极限位置应采用组合方法限制,前期基于液压节流作用的热能法,后期基于液压油体积弹性模量的势能法。