【作者】

王余枫; 高建兵; 黄俊峰

【单位】

北京理工大学

【摘要】

高功率密度发动机是未来内燃机的发展趋势。传统往复式活塞发动机受其结构限制，功率密度大幅提升的空间有限。旋转对置活塞发动机结构简单，做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍，可以显著提高发动机的理论功率密度，是小型无人机、混合动力系统的理想动力源。旋转对置活塞发动机通过椭圆齿轮副实现了相邻活塞的差速运动，进而满足了气缸容积周期性变化的需求。本文通过建立数学模型，探究了旋转对置活塞发动机的结构参数对活塞运动规律、气缸容积变化规律和压缩比的影响，分析了相邻活塞运动碰撞的边界条件。研究结果表明，活塞线速度对椭圆齿轮节曲线偏心率的变化最为敏感，当线速度大于平均值时，线速度与偏心率成正比；线速度小于平均值时则成反比。偏心率的增大可以减小气缸的余隙容积，且使下止点对应的气缸容积增大，进而调节发动机的压缩比；活塞端面夹角增大可以减小气缸的余隙容积；偏心率和活塞端面夹角在±10%的范围内变化时，压缩比相应的变化范围分别为5.62-12.04和5.01-23.45。当偏心率过大时将导致相邻活塞发生碰撞。

【关键词】

旋转对置活塞发动机;椭圆齿轮副;结构参数;运动规律;压缩比

【论文集名称】

数字化设计与仿真技术

【会议名称】

设计智能制造2023学术年会

【会议时间】

2023-10-20至2023-10-23

【会议地点】

湖北十堰

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