多气阀气动发动机设计及特性分析

摘要

随着环境问题的日益严重,气动发动机作为一种清洁能源的动力装置而逐渐被人们所关注.然而，气动发动机所利用的能源物质为压缩空气，能量密度远远低于传统的化石燃料。能量利用效率低和输出功率低已经严重影响了气动发动机的发展.为了解决上述两个问题,本文首先分析了气动发动机工作过程中的能量损失,并在此基础上提出了一种多气阀的新型气动发动机机构.其次建立气动发动机工作过程数学模型.为了验证模型的准确性,搭建实验平台对气动发动机进行实验研究.通过误差与进气压力和曲轴转速之间的关系对所建立的模型进行修正,得到精确的气动发动机工作过程数学模型.在此模型的基础上得到多气阀气动发动机的扭矩和能量利用效率特性.结果显示,在同样的结构参数下,进气压力为2MPa时,相比单进气和排气的气动发动机机构,多气阀气动发动机气输出扭矩提高了26.2N.m-41.9N.m,能量效率提高了8％-10％.