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1、第36卷第10期舰船科学技术Vol.36,No.102014年10月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYOct.,2014某新型鱼雷凸轮发动机的性能仿真研究1,222陈宜辉,练永庆,徐勤超(1.海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033;2.海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033)摘要:为满足现代海战的高速反潜需求,从改进发动机结构形式的角度出发,提出三峰三谷形式的新型鱼雷凸轮发动机方案。通过对新型鱼雷发动机的力学分析、仿真计算和可行性分析表明,该型发动机的功率在理论上可以提高到114.9kW,该方案在技术实现上也可行。本研究为深入进行发
2、动机样机设计提供了必要的理论基础。关键词:鱼雷;凸轮;发动机;仿真中图分类号:TJ630文献标识码:A文章编号:1672-7649(2014)10-0137-05doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2014．10．031SimulationresearchonperformanceofonenewtorpedoCAMengine1,222CHENYi-hui,LIANYong-qing,XUQin-chao(1.SchoolofPowerEngineering,NavalUniversityofEngineering,Wuhan43003
3、3,China;2.DepartmentofWeaponryEngineering,NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:Inordertomeettheneedsofhighspeedoftorpedointheanti-submarinewar,anewplanoftorpedoCAMenginewiththreepeakswasproposedfromtheangleofimprovingenginestructure.ThepowerofnewCAMengineisincreas
4、edto114.9kWtheoreticallybymeansofmechanicalanalysisandcomputersimulation.Theplancanbealsorealizedtechnicallybythewayoffeasibilityanalysis.Thisresearchprovidesnecessarytheoreticalbasisforthefurtherdesignofenginemodel.Keywords:torpedo;CAM;engine;simulation[3]代大型热动力鱼雷,该鱼雷的动力系统采用过氧0引言化氢
5、为氧化剂、柴油为燃烧剂的半闭式循环,其凸活塞式凸轮发动机具有体积小、重量轻、比功轮也为正弦双升程凸轮,活塞上的滚轮采用斜置式率大、结构简单等优点,很适合鱼雷上使用。采用结构,活塞双向工作。凸轮发动机的鱼雷主要有美国MK46鱼雷、瑞典随着现代海战的高速反潜需求,鱼雷发动机在TP2000鱼雷和俄罗斯正在研制的ЛПО-14发动机相同的体积下应当具有更高的功率。增大凸轮发动[1]等。美国MK46鱼雷为小型鱼雷,其发动机的结机功率的方法主要有提高工作参数、加大结构尺寸构形式如图1所示。该鱼雷采用双峰双谷形式的5和改进结构形式。由于小型鱼雷发动机空间尺寸有缸活塞式凸轮发动
6、机,当内、外轴相对旋转1周时,限,不可能采用瑞典TP2000、俄罗斯ЛПО-14发活塞将做功2次。凸轮为正弦双升程凸轮,即凸轮动机结构形式。本文从改进发动机结构形式的角度的曲线是使活塞的位移按其转角正弦平方规律变出发,提出了将三峰三谷形式的凸轮发动机作为小[2]化。瑞典TP2000型鱼雷是FFV公司生产的新一型鱼雷发动机的方案,同时将发动机的缸数由原先收稿日期:2013-11-04;修回日期:2013-12-14作者简介:陈宜辉(1978-),男,博士,讲师,主要从事动力机械结构设计与优化方面的研究。·138·舰船科学技术第36卷的5个增加到7个。峰顶的平面)
7、内,Z轴位于谷截面(通过凸轮中心654321线及谷底的平面)内。11Y谷峰10Fg798R1-缸体；2-活塞；3-滚轮；4-凸轮；5-主轴；6-壳体7-滚轮；8-吸油管；9-废气；10-配气阀；11-工作气体θ图1MK46鱼雷凸轮发动机OXFig．1CamengineofMK46torpedoZ图3凸轮体上坐标系O-XYZ示意图Fig．3DiagramofthecoordinatesO-XYZoncam图2三峰三谷凸轮结构示意图活塞组惯性力之和为Fig．2Diagramofthecamenginewiththreepeaks92F=mωH{cos3θ+cos3
8、(θ+Δ)+…+ghn2cos3[θ+
