双转子活塞发动机机械效率

摘要

双转子活塞发动机作为一种新概念发动机被提出来，其高功率密度一直都是其主要亮点。但这个高功率密度仅仅是从动力缸的结构特点出发，认为一个周期内多个气腔都爆炸做功会产生大量的机械能，但并没有考虑机械能传递过程中的损失。本文通过研究转子发动机机械效率，得到了在一定条件下发动机的机械效率，并分析了不同因素对发动机机械效率的影响情况。本文围绕发动机机械效率开展研究，主要研究内容有以下几个方面：
　　1）对活塞环-气缸套润滑状态进行了研究，建立活塞环-气缸套二维动压润滑模型。该模型采用了目前比较权威的平均雷诺方程、微凸体接触模型、雷诺边界条件、粘温粘压模型等理论成果。采用有限元数值方法对该雷诺方程进行求解，得到活塞环-气缸套间最小油膜厚度、摩擦力等润滑特性参数。
　　2）采用达朗贝尔原理对各构件进行动态静力学分析，建立了一个21维非线性数学模型并运用迭代手段求出方程数值解。在PGLM机构的动态静力学和运动学分析的基础上，求出了PGLM机构的各运动副处的摩擦功率。
　　3）对发动机整体机械效率进行了研究，分析了最大爆炸气压、输出转速、质量、粘度、衬套摩擦系数、活塞环弹力等因素对发动机机械效率的影响。本文的计算结果显示，在一定条件下，发动机的机械效率达到了90％。研究结果还表明最大爆炸气压、输出转速和衬套的摩擦系数都对整体的机械效率产生较大影响，而且变化规律都可以解释并符合实际情况的。
　　本文通过理论计算的方法对转子发动机机械效率进行了研究，建立了一套较为完整的转子发动机机械效率分析计算方法。这套计算方法可以适用于某一类转子发动机的机械效率研究，能够预测转子发动机的机械效率，并为如何提高其机械效率指明有效的途径。

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