内燃式压缩机动力学仿真与运转平稳性研究

摘要

论文讨论的是单缸内燃式压缩机。它是将传统的活塞式内燃机和压气机集为一体，集以上两项技术的优点，直接利用传统活塞式内燃机活塞的直线往复运动将燃料燃烧产生的热能转换成气能，形成的一种新型动力装置。 论文首先介绍了单缸内燃式压缩机产生的背景，总结了其发展和研究现状，介绍了单缸内燃式压缩机的结构特点及工作原理，通过对单缸内燃式压缩机结构和工作机理的深入研究，建立了系统的运动学和动力学模型，并列出了系统结构的模型参数。 在此基础上使用MATLAB对单缸内燃式压缩机的工作过程进行了仿真，得到单缸内燃式压缩机速度波动系数与飞轮转动惯量的关系，为内燃式压缩机的平稳性设计提供了理论数据参考，使用Solidworks三维建模软件对单缸内燃式压缩机的主要工作部件进行三维建模并对其进行了应力分析为内燃式压缩机部件的结构设计提供理论数据参考。

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第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究动态

1.2.1往复式压缩机

1.2.2离心式压缩机

1.2.3螺杆压缩机

1.2.4液压自由活塞发动机(HFPE)

1.2.5压缩机运动学及动力学研究现状

1.3内燃式压缩机研究概况

1.3.1内燃式压缩机结构方案及主要特点

1.3.2内燃式压缩机的工作原理

1.4本课题研究内容

第二章内燃式空气压缩机工作过程动力学模型

2.1单缸内燃式空气压缩机工作原理

2.2单缸内燃式空气压缩机动力学模型

2.2.1曲柄连杆机构基本方程

2.2.2动力缸体内气体压力及作用力

2.2.3压气缸内气体压力及作用力

2.2.4摩擦力的计算

2.2.5等效动力学模型的建立

第三章仿真分析及飞轮转动惯量的确定

3.1 本课题所使用通用仿真软件Matlab简介

3.2内燃式压缩机性能仿真及分析

3.2.1计算机仿真计算程序编制说明

3.2.2活塞受力仿真分析

3.2.3曲轴角速度仿真分析

3.2.4飞轮转动惯量与速度波动系数

第四章内燃式压缩机主要构件应力仿真分析

4.1 Solidworks软件

4.2动力活塞三维造型

4.3压气活塞三维造型

4.4应力仿真分析

4.4.1动力活塞应力仿真分析

4.4.2压气活塞应力仿真分析

第五章结论及展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果