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基于ADAMS/Vibration的微型摆式内燃机的振动分析 被引量:14
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作者 武利霞 郭志平 +3 位作者 张仕民 吴书伟 张学文 李晓波 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2008年第1期7-9,共3页
振动对微型摆式内燃机的正常运转具有很大的危害。将微型摆式内燃机的振动简化为二自由度对称质量—弹簧系统,通过机械系统动力学分析软件ADAMS建立内燃机振动的虚拟样机模型,首先利用ADAMS/Vibration求解系统各阶固有频率和模态主振型... 振动对微型摆式内燃机的正常运转具有很大的危害。将微型摆式内燃机的振动简化为二自由度对称质量—弹簧系统,通过机械系统动力学分析软件ADAMS建立内燃机振动的虚拟样机模型,首先利用ADAMS/Vibration求解系统各阶固有频率和模态主振型,并利用MATLAB软件计算出各工作阶段的压力随时间的变化,赋予模型激励力,利用ADAMS/Vibration对其进行强迫振动仿真分析,并绘制频率响应曲线,以验证其响应是否在所要求的范围之内。 展开更多
关键词 振动与波 微型摆式内燃机(mfspe) ADAMS/Vibration
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微型摆式内燃机动力特性研究 被引量:4
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作者 郭志平 王燕飞 +3 位作者 张慧杰 卢彦铮 李冠孚 郭炜 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期119-124,共6页
分析了微型摆式内燃机的工作原理,设计了基于间隙密封的滚针式微型摆式内燃机密封结构,建立了中心摆动力学模型,并进行了动力学仿真分析,得出角位移、角速度及角加速度的变化曲线。对中心摆进行了瞬态动力分析,得出最大应力及最大变形... 分析了微型摆式内燃机的工作原理,设计了基于间隙密封的滚针式微型摆式内燃机密封结构,建立了中心摆动力学模型,并进行了动力学仿真分析,得出角位移、角速度及角加速度的变化曲线。对中心摆进行了瞬态动力分析,得出最大应力及最大变形所在位置。研究结果表明:中心摆在上止点附近时,燃烧室的压力和应力较大,中心摆应力主要集中在中心孔附近及摆的受力面根部,最大应力位于中心孔键槽处。 展开更多
关键词 内燃机 微型摆式内燃机 间隙密封 动力学模型 瞬态动力
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微型摆式内燃机密封结构的设计及分析 被引量:4
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作者 郭志平 王燕飞 +3 位作者 李冠孚 卢彦铮 郭炜 陈远飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期83-86,共4页
在微型二冲程摆式内燃机中,混合气经扫气室预压缩后进入燃烧室燃烧时将产生高温高压气体,传统的活塞环封堵方式不能满足燃烧室的密封要求。提出滚针式密封结构的设计方案,采用有限元方法,进行密封结构的受力和微尺度流场分析,验证微尺... 在微型二冲程摆式内燃机中,混合气经扫气室预压缩后进入燃烧室燃烧时将产生高温高压气体,传统的活塞环封堵方式不能满足燃烧室的密封要求。提出滚针式密封结构的设计方案,采用有限元方法,进行密封结构的受力和微尺度流场分析,验证微尺度下气体流动的稀薄效应。采用解析法对密封结构进行受力分析,验证了有限元分析方法的正确性。 展开更多
关键词 微型摆式内燃机 密封结构 微尺度
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自由活塞初速度对微发动机燃烧特性的影响 被引量:9
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作者 王谦 徐飞 +1 位作者 刘春生 李霞明 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2006年第6期520-523,共4页
根据自由活塞发动机的动力学特点,提出单次冲击微型均质充量压燃(HCCI)自由活塞发动机工作过程的模拟方法,并对目前定容燃烧模型进行一定的修正.考虑自由活塞的动能变化对燃烧参数的影响,提出自由活塞截断速度的概念,比较改进后的燃烧... 根据自由活塞发动机的动力学特点,提出单次冲击微型均质充量压燃(HCCI)自由活塞发动机工作过程的模拟方法,并对目前定容燃烧模型进行一定的修正.考虑自由活塞的动能变化对燃烧参数的影响,提出自由活塞截断速度的概念,比较改进后的燃烧模型与目前的定容燃烧模型的计算结果,显示出改进模型的合理性.同时运用改进模型对HCCI自由活塞发动机不同初始速度下的燃烧特性进行模拟,得到了工作压力、温度、着火时刻的变化规律,以及自由活塞运动特性,为该微动力装置的设计提供了理论依据. 展开更多
关键词 微型发动机 自由活塞 初速度 均质充量压燃燃烧特性 数学模型
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新型二冲程微型摆式内燃机气口参数设计的数学模型 被引量:10
5
作者 张仕民 汪劲松 叶佩青 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期187-191,共5页
二冲程微型摆式内燃机 (MFPSE)是一种专门为便携式发电系统而设计的新型内燃装置。首先提出虚拟圆周运动概念来映射中心摆的摆动规律 ,并建立适合于研究该种内燃机气口比时面值的数学模型 ;然后 ,用所建的数学模型以及传统二冲程内燃机... 二冲程微型摆式内燃机 (MFPSE)是一种专门为便携式发电系统而设计的新型内燃装置。首先提出虚拟圆周运动概念来映射中心摆的摆动规律 ,并建立适合于研究该种内燃机气口比时面值的数学模型 ;然后 ,用所建的数学模型以及传统二冲程内燃机气口比时面值的统计规律 ,预测排气口和扫气口的几何参数。 展开更多
关键词 二冲程微型摆式内燃机 气口 参数设计 数学模型 比时面值
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新型二冲程微型摆式内燃机的运动仿真 被引量:2
6
作者 郭志平 孙双 +1 位作者 张仕民 张辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期206-208,共3页
描述了新型二冲程微型摆式内燃机的结构,并建立了微型摆式内燃机四连杆机构运动学方程,应用ADAMS软件完成了新型二冲程微型摆式内燃机的运动仿真计算,获取了仿真模型的特性曲线.仿真结果表明,新型二冲程微型摆式内燃机运动机构设计合理... 描述了新型二冲程微型摆式内燃机的结构,并建立了微型摆式内燃机四连杆机构运动学方程,应用ADAMS软件完成了新型二冲程微型摆式内燃机的运动仿真计算,获取了仿真模型的特性曲线.仿真结果表明,新型二冲程微型摆式内燃机运动机构设计合理,能够保证机构稳定运转. 展开更多
关键词 微型摆式内燃机 建模 仿真
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耦合动力学的微发动机燃烧过程研究 被引量:4
7
作者 王谦 陈博 +2 位作者 刘庆 陈俊杰 陈泽 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期242-248,共7页
基于丙烷燃烧化学动力学机理并考虑传热、漏气过程对微型自由活塞发动机均质充量压缩燃烧(HC-CI)过程进行数值模拟研究,结合Star-CD/Kinetics软件实现了自由活塞运动与燃烧过程耦合的计算方法,在此基础上,详细研究了不同参数下微型发动... 基于丙烷燃烧化学动力学机理并考虑传热、漏气过程对微型自由活塞发动机均质充量压缩燃烧(HC-CI)过程进行数值模拟研究,结合Star-CD/Kinetics软件实现了自由活塞运动与燃烧过程耦合的计算方法,在此基础上,详细研究了不同参数下微型发动机燃烧过程压力、温度的变化规律,探讨了微发动机循环过程中传热损失和混合气泄漏对微尺度燃烧过程的影响,研究结果表明:当量比、压缩比和自由活塞频率显著影响微发动机燃烧过程,传热损失对微HCCI自由活塞发动机燃烧过程的影响不大,而混合气泄漏损失的影响比较明显。 展开更多
关键词 微发动机 均质压燃 数值模拟 自由活塞
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泄漏对微自由活塞发动机工作过程的影响 被引量:4
8
作者 柏金 王谦 +1 位作者 谢强 张彭岗 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期14-19,共6页
为了研究泄漏对微发动机工作过程产生的影响,对自由活塞单次冲击压缩着火过程进行了可视化试验,得到不同漏气工况下微发动机的着火特性.在此基础上,建立了耦合自由活塞运动与燃烧过程的多维计算模型,对微HCCI燃烧过程进行了数值模拟.结... 为了研究泄漏对微发动机工作过程产生的影响,对自由活塞单次冲击压缩着火过程进行了可视化试验,得到不同漏气工况下微发动机的着火特性.在此基础上,建立了耦合自由活塞运动与燃烧过程的多维计算模型,对微HCCI燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:混合气泄漏对着火时刻影响不大,但对活塞运动特性影响很大,漏气使得微燃烧室内压力降低,活塞返回速度变小,微发动机动力性能降低;泄漏间隙和泄漏长度是影响混合气泄漏程度的2个主要因素,也影响微压缩燃烧过程,泄漏间隙越大,最大压力与活塞末速度越小,动力性能越差,而泄漏长度增加,最大压力有所提高,有助于动力性能的提高;在微发动研究与设计过程中,应重视气缸/活塞间的密封效果. 展开更多
关键词 微自由活塞发动机 泄漏 可视化试验 HCCI 自由活塞 数值模拟
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基于Matlab的微型发动机燃烧过程仿真建模 被引量:7
9
作者 王谦 陈博 陈泽 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2010年第2期179-183,共5页
为研究微型HCCI自由活塞发动机的工作性能,应用Matlab软件对其单次冲击的燃烧过程进行仿真建模,分别建立考虑传热、漏气的零维总包化学动力学模型和理想气体模型,并将仿真计算结果与试验结果进行比较.运用传热漏气模型对微型HCCI自由活... 为研究微型HCCI自由活塞发动机的工作性能,应用Matlab软件对其单次冲击的燃烧过程进行仿真建模,分别建立考虑传热、漏气的零维总包化学动力学模型和理想气体模型,并将仿真计算结果与试验结果进行比较.运用传热漏气模型对微型HCCI自由活塞发动机不同初始速度下的燃烧特性进行模拟,得到自由活塞初始速度对工作压力、温度、活塞运行位置的变化规律的影响以及不同初始速度下自由活塞的运动特性.结果表明气体泄漏和传热对燃烧过程影响较大,考虑传热漏气模型的微燃烧模拟结果与试验数据吻合较好,为微动力装置的性能评价和设计提供理论依据. 展开更多
关键词 微型发动机 均质充量压燃 自由活塞 漏气 初始速度
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微型摆式内燃机中心摆的热-结构耦合分析与研究 被引量:3
10
作者 朱峰 林吉靓 郭志平 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期121-124,共4页
以微型摆式内燃机中心摆为研究对象,在热力学分析的基础上进行热-结构耦合分析,得到中心摆在气体压力和受热变形双重作用下的等效应力。分析结果表明:中心摆的最高温度为1576℃,最大机械应力为82.2MPa,最大等效应力为746MPa。分析结果... 以微型摆式内燃机中心摆为研究对象,在热力学分析的基础上进行热-结构耦合分析,得到中心摆在气体压力和受热变形双重作用下的等效应力。分析结果表明:中心摆的最高温度为1576℃,最大机械应力为82.2MPa,最大等效应力为746MPa。分析结果的梯度变化反映了中心摆在整个工作过程中的温度场和等效应力场的变化规律,对深入了解微型摆式内燃机的热负荷提供了理论依据和数据支持。 展开更多
关键词 内燃机 微型摆式内燃机 热负荷 耦合分析 载荷
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微自由活塞动力装置中混合气泄漏对燃烧过程的影响 被引量:3
11
作者 柏金 王谦 +2 位作者 何志霞 吴凯 刘艳 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期19-25,共7页
利用数值模拟计算软件,结合甲烷详细化学反应动力学机理及动网格技术,对微自由活塞动力装置中自由活塞与微燃烧壁面之间不同间隙条件下压缩着火过程进行模拟计算。计算结果表明:相同条件下,随着间隙的增大,单次压缩着火周期增长,工作频... 利用数值模拟计算软件,结合甲烷详细化学反应动力学机理及动网格技术,对微自由活塞动力装置中自由活塞与微燃烧壁面之间不同间隙条件下压缩着火过程进行模拟计算。计算结果表明:相同条件下,随着间隙的增大,单次压缩着火周期增长,工作频率变小,但着火时刻点基本不变;间隙大小相同的条件下,活塞初速度越大,压缩比越大,动力输出性能越差。同时,对临界压缩比随着间隙大小的变化规律进行计算,分析得出在无泄漏条件下临界压缩比值为48,微动力装置压缩比大于临界压缩比时,混合气体才能压缩着火,且随着泄漏间隙的增大,临界压缩比值也随之增大。 展开更多
关键词 内燃机 微动力装置 自由活塞 泄漏 均质充量压燃 数值模拟
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基于ADAMS的微型摆式内燃机振动特性分析 被引量:2
12
作者 任志勇 周锋涛 沈杰 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第6期139-141,共3页
振动对摆式内燃机正常工作具有较大的危害,在动力性分析软件ADAMS软件中建立微型摆式内燃机输入通道、激振器、输出通道和振动仿真模型,绘制中心摆和缸体水平和垂直方向的幅值和相位图,得出中心摆和缸体振动能量集中区域和振动波动较大... 振动对摆式内燃机正常工作具有较大的危害,在动力性分析软件ADAMS软件中建立微型摆式内燃机输入通道、激振器、输出通道和振动仿真模型,绘制中心摆和缸体水平和垂直方向的幅值和相位图,得出中心摆和缸体振动能量集中区域和振动波动较大区域。对频率响应的振动分析,量化地得到作用在中心摆上的振动加速度和振动加速度出现峰值的频率。为了避免产生共振,通过优化虚拟样机的有关参数,比如质心位置、弹簧的刚度和阻尼等,使外界激励力的频率避开系统的固有频率。 展开更多
关键词 微型摆式内燃机 振动特性 ADAMS
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进排气结构参数对微型自由活塞发动机扫气过程影响的数值模拟研究 被引量:5
13
作者 柏金 孙思楠 王谦 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期42-51,共10页
在微型自由活塞动力装置单缸压燃的研究下,结合单次冲击燃烧可视化试验,针对简化模型的进排气口间距L、进气道倾角α、排气道倾角β,进气道孔径D_(in)及排气道孔径D_(out)展开数值模拟计算以应用于双气缸研究中,使整个运行工况更加平稳... 在微型自由活塞动力装置单缸压燃的研究下,结合单次冲击燃烧可视化试验,针对简化模型的进排气口间距L、进气道倾角α、排气道倾角β,进气道孔径D_(in)及排气道孔径D_(out)展开数值模拟计算以应用于双气缸研究中,使整个运行工况更加平稳且高效。当进、排气口间距不断增大,其换气过程的扫气效率逐渐下降;进气口与排气口的扫气角成一定夹角时,在燃烧室内形成气流涡旋,可以提高其扫气效率。当进气道、排气道孔径不断增大时,扫气效率呈现先上升后下降的趋势,也进一步说明孔径对其扫气过程有明显影响。分析表明进排气结构最佳设计尺寸为:进排气口间距1.0 mm,进气道倾角30°,排气道倾角60°,进气道孔径0.5 mm,排气道孔径0.6 mm,该设计尺寸为研究微型自由活塞发动机双气缸换气过程做了理论铺垫。 展开更多
关键词 微型自由活塞发动机 扫气过程 扫气效率 进排气结构参数
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微型HCCI自由活塞发动机着火模型的研究 被引量:2
14
作者 徐飞 王谦 鹿盈盈 《农机化研究》 北大核心 2007年第2期210-212,共3页
通过分析微型自由活塞发动机HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃烧过程主要受化学动力学控制的特性,结合自由活塞运动特点,使用变体积法对单次冲击微型HCCI自由活塞发动机着火时刻进行预测,并建立了相应的模型。在一台微... 通过分析微型自由活塞发动机HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃烧过程主要受化学动力学控制的特性,结合自由活塞运动特点,使用变体积法对单次冲击微型HCCI自由活塞发动机着火时刻进行预测,并建立了相应的模型。在一台微型自由活塞发动机装置上,运用该模型对不同初始混合气压力情况进行了着火时刻的预测模拟,得到一定的结果,并进行了理论分析。 展开更多
关键词 动力机械工程 微自由活塞发动机 理论研究 HCCI燃烧 着火模型
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新型二冲程微型摆式内燃机仿真模型的建立及动态仿真 被引量:1
15
作者 孙双 郭志平 吴庆亮 《中国工程机械学报》 2005年第3期287-292,共6页
针对新型二冲程微型摆式内燃机(MFPSE)理论研究与结构设计的不断完善,对其进行系统的动态仿真分析.在详细阐述应用Pro/E和ADAMS软件对其进行三维仿真模型建立方法的同时,成功地对新型二冲程微型摆式内燃机进行了运动学和动力学仿真.提... 针对新型二冲程微型摆式内燃机(MFPSE)理论研究与结构设计的不断完善,对其进行系统的动态仿真分析.在详细阐述应用Pro/E和ADAMS软件对其进行三维仿真模型建立方法的同时,成功地对新型二冲程微型摆式内燃机进行了运动学和动力学仿真.提出了基于理论分析的改进方案,从而为内燃机整体结构设计与性能改进提供了可靠的依据. 展开更多
关键词 微型摆式内燃机(MFPSE) 建模 运动学仿真 动力学仿真
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混合气初始状态对微型燃烧室内HCCI燃烧的影响
16
作者 王谦 谢强 +3 位作者 柏金 张彭岗 刘艳 张珈彬 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期18-24,共7页
基于微型燃烧室内自由活塞单次压缩实现均质充量压燃(homogeneous charge compress ignition,HCCI)燃烧的可视化试验,结合甲烷的详细化学反应动力学机理及动网格技术,建立了三维动网格模型,将自由活塞运动与燃烧过程相耦合,对不同初始... 基于微型燃烧室内自由活塞单次压缩实现均质充量压燃(homogeneous charge compress ignition,HCCI)燃烧的可视化试验,结合甲烷的详细化学反应动力学机理及动网格技术,建立了三维动网格模型,将自由活塞运动与燃烧过程相耦合,对不同初始状态下微型燃烧室内HCCI燃烧特性进行了数值模拟,得到了不同初始温度、初始压力、当量比及混合气泄漏下的燃烧特性及动力特性的变化规律。研究结果表明:初始温度、初始压力及当量比对微型燃烧室内HCCI燃烧影响较大,随着初始温度的升高,微型燃烧室内HCCI压缩着火范围扩大,但随着初始压力的增大,压缩比降低,压缩着火范围减小,当量比的变化显著影响微型燃烧室内HCCI压缩燃烧的最高温度和最高压力,混合气泄漏主要影响膨胀过程,对动力性能影响非常显著。 展开更多
关键词 内燃机 微型燃烧室 HCCI燃烧 自由活塞 数值模拟
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微型摆式内燃发电机的循环能量分析及效率计算
17
作者 夏必忠 叶佩青 +2 位作者 张辉 张仕民 段广洪 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第5期505-508,共4页
微型摆式内燃发电机(M ICSPG)是微型摆式内燃机和发电机的有机集成体。在左、右燃烧室的交替驱动下,M ICSPG通过自由活塞组件(SFPA)的往复摆动,实现燃料的化学能和电能的直接转换。本文从M ICSPG的一个工作循环着手,按照能量的输入、流... 微型摆式内燃发电机(M ICSPG)是微型摆式内燃机和发电机的有机集成体。在左、右燃烧室的交替驱动下,M ICSPG通过自由活塞组件(SFPA)的往复摆动,实现燃料的化学能和电能的直接转换。本文从M ICSPG的一个工作循环着手,按照能量的输入、流动、耗散及输出的传递过程,剖析了M ICSPG中能量的转换规律;并以此为基础,估算了M ICSPG的效率、平均输出功率、SFPA的最大瞬时速度等特性参数。研究结果对M ICSPG中各能量组件依存关系的理解、控制系统的设计、工作特性及效率的提高提供了有益的参考。 展开更多
关键词 两冲程微型摆式内燃发电机 能量分析 效率计算
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微自由活塞动力装置均质压缩燃烧过程的试验研究
18
作者 柏金 王谦 +1 位作者 何志霞 张彭岗 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期25-29,35,共6页
为了研究微自由活塞动力装置燃烧过程及特征,搭建了燃烧过程可视化试验平台,结合高速摄像技术获得单次冲击压缩燃烧试验过程影像,分析了活塞运动特性及混合气燃烧特性。研究结果表明:混合气在微尺度空间里可以压缩着火燃烧。通过变参数... 为了研究微自由活塞动力装置燃烧过程及特征,搭建了燃烧过程可视化试验平台,结合高速摄像技术获得单次冲击压缩燃烧试验过程影像,分析了活塞运动特性及混合气燃烧特性。研究结果表明:混合气在微尺度空间里可以压缩着火燃烧。通过变参数试验对比,分别得出活塞初始速度、微燃烧室几何形状及活塞质量等因素对燃烧过程的影响规律。对于二甲醚与空气的混合气,研究表明存在临界压缩比,当压缩比大于18时混合气才能完全压缩燃烧。 展开更多
关键词 内燃机 微动力装置 可视化试验 自由活塞 均质压缩燃烧
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微型摆式内燃机结构及润滑系统的改进
19
作者 林吉靓 朱峰 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期542-547,共6页
微型摆式内燃机(MFPSE)组成零件数目少、结构简单、整机体积轻小,但结构的简单致使MFPSE在实际运行中存在诸多问题.结合试验样机的工作状况并参考有限元分析结果,对中心摆的结构进行改进,并设计新的MFPSE润滑方式.改进后的MFPSE运行稳定... 微型摆式内燃机(MFPSE)组成零件数目少、结构简单、整机体积轻小,但结构的简单致使MFPSE在实际运行中存在诸多问题.结合试验样机的工作状况并参考有限元分析结果,对中心摆的结构进行改进,并设计新的MFPSE润滑方式.改进后的MFPSE运行稳定,接近设计要求,该设计思路可给便携式MFPSE及微型机械的发展提供借鉴. 展开更多
关键词 微型摆式内燃机 中心摆 结构设计 干涉分析 润滑
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二冲程微型摆式内燃机点火模块的研制
20
作者 李飞 沈玲 黄熹 《车用发动机》 北大核心 2013年第1期12-14,19,共4页
以一种新型二冲程微型摆式内燃机(二冲程MFPSE)项目为背景,设计了样机点火模块。二冲程MF-PSE中心摆位置由光电编码器的反馈信号得到,点火程序通过判断中心摆的位置来决定是否点火。通过试验验证,设计的点火模块除点火电压上升时间稍长... 以一种新型二冲程微型摆式内燃机(二冲程MFPSE)项目为背景,设计了样机点火模块。二冲程MF-PSE中心摆位置由光电编码器的反馈信号得到,点火程序通过判断中心摆的位置来决定是否点火。通过试验验证,设计的点火模块除点火电压上升时间稍长以外,其他指标接近或优于高能点火系统,能够满足二冲程MFPSE对点火的要求,为样机的进一步研究奠定了基础。 展开更多
关键词 二冲程 微型摆式内燃机 点火模块
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