气动发动机活塞运动轨迹的优化设计

摘要

为解决高转速下动力与经济性能的下降,提出一种新的气动发动机曲轴连杆机构.通过建立气动发动机的进气模型和缸内工作过程模型,以压缩空气的比输出功最大为目标函数,给出优化的活塞运动轨迹曲线.分析了进气阀与活塞运动之间新的匹配关系.设计了复曲轴连杆结构,并得到调节进排气门的开关时刻与持续时间的方法.结果表明,在该机构实现的优化轨迹曲线中,在缸内压力达到进气压力之前,活塞的运动速度应该保持静止;缸内高压建立后,活塞的运动速度应与进气门的截面积保持线性关系;进气门关闭后,活塞速度应保持匀速运动.采用新机构后的压缩空气比输出功比原系统提高了一倍.