β型斯特林发动机功率影响因素分析

发布时间：2024-03-02 11:49

　　为了探究因素对β型斯特林发动机功率的影响,同时研究影响程度及显著性,以Schmidt分析法为基础,对β型斯特林发动机的功率进行理论计算,并针对影响斯特林发动机性能的活塞相位角、行程容积比、死容积比和温度比,利用Matlab编程绘制三维图像,分析两两因素耦合对发动机功率的影响,研究因素之间的相互作用.结果表明:活塞相位角存在最佳值,且此最佳值随行程容积比、温度比的增加分别呈现减小、增大的趋势;行程容积比越大功率越大,且死容积比越小,行程容积比对功率的影响越大,最佳行程容积比为0.5～1.5;死容积比的增加将导致功率降低,死容积比应小于1.5,而行程容积比的增加会使此降低幅度增大,温度比的增加使此降低幅度减小;功率随温度比的增大而减少,最佳温度比应小于0.5.最后,利用正交试验设计分析4个因素的影响作用大小及显著性,得到温度比和行程容积比相对显著的结果.

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【部分图文】：

图1β型斯特林发动机结构图

按照机械构造的差异，将斯特林机分为α，β，γ型．文中主要研究β型斯特林机．不同于α型及γ型2个活塞放置于2个气缸的结构，β型斯特林机将2个活塞放置于1个气缸中，相对缩小了体积，减小了无益容积．其中，气缸上端的活塞被称为配气活塞，配气活塞与腔体上端组成的区域称为热腔．下端的活塞被称....

图2容积变化与曲轴转角的关系

利用压力和腔体容积的变化推导发动机循环功计算式．由于活塞按照正弦规律运动，规定曲轴转角Φ从热腔活塞下止点算起，如图2所示得到各容积变化与曲轴转角的关系图，横坐标表示曲轴转角，纵坐标表示腔体及扫气容积．其中，VE为热腔扫气容积，VC为冷腔扫气容积，Ve为瞬时热腔容积，Vc为瞬时冷腔....

图3发动机容积及角度示意图

图3为β型斯特林发动机各容积及角度示意图．图3b中，点A为配气活塞上止点，点B为动力活塞上止点，2点之间的曲轴角度为活塞相位角α，点C为配气活塞下止点，沿点C顺时针旋转到曲轴盘任意点的曲轴角度为曲轴转角Φ，图中Φ为A,C两瞬时状态下的曲轴转角．为计算系统工作中各处的瞬时压力，根据....

图4α与κ耦合对功率的影响

当α≤65°，κ≥1.6或α≤55°，1.2≤κ≤1.4时，发动机功率降至负值，这是由于α过小，而κ过大造成的．在实际应用中，κ有一定的范围，过大过小都会影响发动机性能．因此，在选择活塞相位角的最佳值时，应综合考虑各因素的最佳范围，配合起来使发动机性能更优，避免出现负值，出现与实....

本文编号：3916814