内燃式水平对动空气压缩机的多工况动态特性分析.pdfVIP

2015年第43卷第 10期 流 体 机 械 57 文章编号： 1005—0329(2015)10—0057—04 内燃式水平对动空气压缩机的多工况 动态特性分析 张圣彤，张继忠，赵 梅 ，费振佳，岳贤涛 (青岛大学，山东青岛 266071) 摘 要 ： 针对传统的内燃机驱动的活塞式空气压缩机工作过程中振动大，噪声大的问题，提出了内燃式水平对动空气 压缩机原理方案，基于虚拟样机技术建立了内燃式空气压缩机曲轴轴系的动力学仿真模型。采用ADAMS软件对其进 行了多种工况下的运动学和动力学分析，给出了作用在曲轴上的动态载荷及变化规律。运用有限元分析软件ANSYS对 曲轴进行了模态分析 ，得到了曲轴前六阶模态的振型和响应的频率。建立了曲轴系刚柔混合体动力学模型，完成 了内燃 式水平对动空气压缩机曲柄连杆机构多柔体动力学仿真。 关键词： 内燃机；压缩机 ；动态特性分析 ；仿真 中图分类号：TH33 文献标志码： A doi：10．3969／j．issn．1005～0329．2015．10．12 DynamicCharacteristicAnalysisofTheInternalCombustionAirCompressor ZHANGSheng—tong，ZHANGJi—zhong，ZHAOMei，FEIZhen-jia，YUEXiantao (QingdaoUniversity，Qingdao 266071，China) Abstract： Duetotheexcessivevibrationandnoiseduringtheworkingprocessofpistonaircompressordrivenbytheinternal— combustionengine，theprincipleschemeofhorizontallyopposite—motioninternal combustionaircompressorwasproposed．Based onthevirtual prototypetechnique，thedynamicssimulationmodelofcrankshaftsystem wasestablished．UsingthesoftwareAD— AMS，thekinematicsand dynamicsanalysisinmanyworkingconditionswerecompleted，thedynamicload applicatedon the crankshaftanditschangelawwereobtained．UsingfiniteelementanalysissoftwareANSYS，htemodal analysisofcrankshaftwere accomplished，themodesof vibrationandresponsefrequencyinthefirstsixorderswereobtained．Thedynamicsmodelofrigid- flexiblecouplingbodywasestablished．Themulti—flexiblebodydynamicssimulationofhorizontallyopposite—motioninternalcon— bustionaircompressorwascompleted． Keywords： internalcombustionengine；compressor；dynamiccharacteristicanalysis；simulation 1 前言 2 工作原理及特点 内燃式空气压缩机是一种简单、高效、方便 地将热能转换为气体压力能的新型压气装置。 内燃式水平对动空气压缩机的工作原理如图 驱动动力活塞和压气活塞的2组曲柄连杆机构 1所示。工作过程中燃料混合气燃烧，推动