新型内摆线能量转换机构的动力学解析

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2009, Vol. 37 ›› Issue (7): 79-84.

新型内摆线能量转换机构的动力学解析

薛运锋杜群贵朱俊鹏

华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东广州 510640

收稿日期:2008-09-22 修回日期:2009-01-09 出版日期:2009-07-25 发布日期:2009-07-25
通信作者: 薛运锋（1982-），男，博士生，主要从事CAD／CAE、现代机电工程设计方法研究． E-mail:xue．yunfeng@mail．seut．edu．cn
作者简介:薛运锋（1982-），男，博士生，主要从事CAD／CAE、现代机电工程设计方法研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（50475096）;广东省自然科学基金资助项目（04020084）;广东省自然科学基金重点项目（05103545）;广东省科技攻关项目（2004A11303003）

Dynamic Analysis of a New Hypocycloid Energy Transformation Mechanism

Xue Yun-feng Du Qun-gui Zhu Jun-peng

School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China

Received:2008-09-22 Revised:2009-01-09 Online:2009-07-25 Published:2009-07-25
Contact: 薛运锋（1982-），男，博士生，主要从事CAD／CAE、现代机电工程设计方法研究． E-mail:xue．yunfeng@mail．seut．edu．cn
About author:薛运锋（1982-），男，博士生，主要从事CAD／CAE、现代机电工程设计方法研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目（50475096）;广东省自然科学基金资助项目（04020084）;广东省自然科学基金重点项目（05103545）;广东省科技攻关项目（2004A11303003）

摘要/Abstract

摘要： 介绍了新型内摆线能量转换机构的工作原理和结构设计，采用基于能量的欧拉-拉格朗日方法推导了系统的动力学模型．基于四阶Runge-Kutta法，运用Matlab进行了仿真验证．结果表明：新型内摆线能量转换机构的活塞做完全简谐直线运动，运动更加平稳；活塞加速度峰值比传统曲柄滑块机构的小25％；在相同的气缸平均等效压力和负载转矩下，具有较高的输出转速，提高了内燃机的输出功率．

关键词: 内摆线, 能量转换机构, 动力学模型, 简谐直线运动

Abstract:

The working principle and structural design of a new hypocycloid energy transformation mechanism is in- troduced, and the dynamic model of the mechanism is established using the Euler-Lagrange approach based on energy. Afterwards, a numerical simulation based on four-order Runge-Kutta＇s method is performed with Matlab. The results show that the simple-harmonic rectilinear motion of piston in the new mechanism makes the engine work more stably, that the peak acceleration in the new mechanism is 25 % less than that in the conventional slider-crank mechanism, and that the output rotational speed of the new mechanism is much higher at the same mean equivalent cylinder pressure and load torque, thus improving the output power of the engine.

Key words: hypocycloid, energy transformation mechanism, dynamic model, simple-harmonic rectilinear motion

薛运锋杜群贵朱俊鹏. 新型内摆线能量转换机构的动力学解析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(7): 79-84.

Xue Yun-feng Du Qun-gui Zhu Jun-peng. Dynamic Analysis of a New Hypocycloid Energy Transformation Mechanism[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2009, 37(7): 79-84.

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