基于节能减排的需求,将某柴油机开发为120kW活塞式大排量气动发动机。提出了一种全新的运用高压气阀、换气阀及排气阀三气阀配气型式的结构,以配合四冲程气动发动机工作过程。为了平衡零件温度并尽量减少压缩负功,配气机构的设计成为气动发动机研发的核心。换气及排气采用了凸轮驱动形式,运用AVL Excite Timing Drive建立了配气机构分析模型,并进行了凸轮型线设计。高压气阀考虑到密封、气量调节及驱动力等因素后,采用了同心三层旋转与摆动相结合、利用锥面密封的气阀结构方案。对三气阀的合理匹配进行了多目标优化,找出了合适的配气相位。仿真及台架试验结果表明:利用传统柴油机设计改造,可快速成功地改型为气动发动机,所设计的三气阀配气机构可靠性高。三气阀气动发动机功率完全达到设计要求,最高能量转换效率达到55%,从而验证了本研...

为了确定单级气动发动机的最优配气持续角区间，根据该气动发动机的工作原理建立了基于MATLAB／Simulink的仿真模型。在负载扭矩恒定的前提下，通过改变仿真参数，发现输出功率随着配气持续角的增大呈先增大后减小的趋势，气耗率在70°～100°区间内较低，在70°～100°区间内呈迅速增大趋势，而能量利用率的变化趋势与气耗率相反。通过对仿真结果的分析，考虑动力性能指标和经济性能指标，确定气动发动机最优配气持续角区间为80°～100°，该结论可为多级气动发动机的结构设计和控制策略的制定提供参考依据。