计及缸壁侧压力的活塞瞬态耦合有限元分析

为研究缸壁侧压力对活塞强度等的影响,利用有限元法分析缸壁侧压力的活塞瞬态耦合应力及变形。首先建立某型发动机活塞三维几何模型,利用ANSYS软件建立相应的有限元模型,再分析活塞工作工况,得到活塞热边界及力边界条件。最后利用ANSYS软件进行热分析以及瞬态耦合分析,得到活塞的温度场、热应力、瞬态耦合应力及变形。结果表明缸壁侧压力增大了活塞变形量并产生应力脉冲,影响非常明显。该结果可为发动机活塞优化设计提供参考。

发动机内啮合齿轮齿条式动力传输机构的设计与研制

为提高传统发动机曲轴连杆动力传输机构的机械传动效率,以及减小缸壁和活塞组件间的侧压力,设计新型内啮合齿轮齿条机构作为发动机动力传输机构。对齿轮齿条动力传输机构运动过程进行仿真验证;对齿轮齿条动力传输机构与曲轴连杆动力传输机构的机械传动效率和缸壁侧压力进行对比分析;制造应用齿轮齿条式动力传输机构的发动机样机并调试运行,实验测量同条件下齿轮齿条式和曲轴连杆式发动机样机的输出功率和缸壁磨损量。仿真与分析结果表明:齿轮齿条动力传输机构在三种冲击较大的危险工况下均满足强度要求,其机械传动效率比曲轴连杆动力传输机构的提高12.7%,缸壁侧压力降低68.5%;实验结果表明:发动机样机运行良好,结构简单可行,齿轮齿条式比同条件下曲轴连杆式发动机样机的实测输出功率大,缸壁磨损量小,验证了分析结果。