四缸双作用斯特林发动机平衡改进设计.pdf

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1、第35卷第8期哈尔滨工程大学学报VolI35№．82014年8月JournalofHarbinEngineeringUniversityAug．2014四缸双作用斯特林发动机平衡改进设计霍军周，李涛，张旭，杨静，路林(1．大连理工大学机械学院，辽宁大连116024；2．道依茨一汽(大连)柴油机有限公司，辽宁大连116024)摘要：四缸U型传动机构是斯特林发动机输出功率的核心部件，其设计的合理与否直接与斯特林发动机系统运行的稳定性、效率、寿命密切相关。基于四缸U型传动机构的特点，建立了传动机构动平衡配重的理论模型，获得了曲轴及输出轴上配重

2、的质量和相位；进而基于多体动力学仿真平台，建立了4缸双作用斯特林发动机传动机构动力学仿真模型，为更真实地模拟曲轴实际运行状态，采用哑元及万向铰连接方法建立了曲轴等效模型，采用虚拟油膜的方法建立了滑动轴承支撑等效模型。动力学仿真结果表明：相比原传动机构模型，改进后的传动机构输出轴、左曲轴和右曲轴速度波动系数分别降低了11．5％、36．8％和34．4％；输出轴质心振动位移均值降低了20．0％；基座承受的动载荷均值降低了23．4％；验证了改进方案可行性和有效性，为斯特林机传动机构的设计提供一定的理论依据。关键词：斯特林发动机；传动机构；动平衡

3、；动力学仿真doi：10．3969／j．issn．1006—7043．201305058网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／doif10．3969／j．issn．1006-7043．201305058．html中图分类号：TH212；TH213．3文献标志码：A文章编号：1006—7043(2014)08—0987—06Improveddesignfordynamicbalanceofthetransmissionmechanismofthe4-cylinderdouble—actingStirlingeng

4、ineHUOJunzhou，LITao，ZHANGXu，YANGJing，LULin(1．SchoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China；2．DEUTZ(Dalian)EngineCo．，Ltd．，Dalian116024，China)Abstract：Thefour--cylinderU-·shapedtransmissionmechanismisthecorecomponentoftheoutputpoweroftheStif

5、lingengine．Therationalityofitsdesigniscloselyrelatedtoitsoperationalstability，efficiencyandlifeoftheStiflingenginesystem．BasedonthecharacteristicsofthefourcylinderU—shapeddrivemechanism，thispaperbuiltthetheoreticalmodelofthedynamicbalanceanalysisofthetransmissionmechanis

6、minordertogetthequalityandthephaseofthebalanceweightontherotationaxis．Thenthedynamicssimulationmodelofthefour—cylinderdoub-le-actingStiflingenginetransmissionmechanismwasestablishedthroughuseofthemuhi·-bodydynamicssimulationplatform．Inordertogetamorerealisticsimulationof

7、thecrankshaftSactualoperationconditions，thisthesisestab-lishedthecrankshaftequivalentmodelwiththedummyanduniversalhingeconnectionmethod，andtheslidingbearingsupportedequivalentmodelwiththevirtualfilmmethod．Theanalysisresultsindicatethat，comparedwiththeoriginaltransmission

8、mechanismmodel，thespeedfluctuationcoefficientsoftheoutputshaftandthecrankshaftwiththeimprovedmodelarere