旋叶式压缩机型线设计与理论研究

发布时间：2019-09-19 21:12

【摘要】：作为汽车空调装置的核心压缩技术的发展一直备受世界各国汽车制造商所关注。旋叶式压缩机作为一种新型的压缩机具有体积小、结构简单、零件少、运转平稳等优点,已成为现代汽车空调压缩机的主流.型线设计作为旋叶式压缩机的关键技术之一,各国学者在型线研究方面作了大量工作,但目前仅停留在对传统的型线的设计与分析上,没有提出一种通用优化的缸体型线设计方法。论文在对旋叶式压缩机进行了深入细致的研究的基础上,建立统一的叶片运动学模型,应用等距曲线包络原理对旋叶式压缩机缸体型线进行设计与分析,形成一套新型的旋叶式压缩机型线设计理论并开发出一套适用于旋叶式压缩机型线设计与分析的计算机辅助设计软件系统,对指导新型旋叶式压缩机产品的设计和缩短产品研发周期均具有重要的理论意义和工程价值。论文课题来源于机械传动国家重点实验室开放基金资助(项目编号:SKLMT-KFKT-200905),论文研究工作主要包括以下内容: 1、系统研究分析了国内外各类汽车空调压缩机的发展现状,重点探讨了旋叶式压缩机的研究现状及其存在的问题,指出了前期研究成果对新型旋叶式压缩机设计与研究的制约因素,并提出了新型叶片偏置式旋叶式压缩机型线的设计思想。 2、对旋叶式压缩机进行了详尽的结构分析,深入分析其工作原理,找出叶片对心式和叶片偏置式旋叶式压缩机结构参数中存在的差异,并对压缩机工作性能的主要评价指标基元容积、排气量等进行建模计算,提出的数学模型和导出的计算公式对旋叶式压缩机的分析设计具有普遍意义。 3、对旋叶式压缩机进行全新的建模。通过对旋叶式压缩机工作原理和截面结构的深入研究,建立了叶片对心式和叶片偏心式旋叶式压缩机统一的运动学、动力学分析模型,并应用等距曲线包络等理论分析了旋叶式压缩机工作时叶片实际的运动学性能,为旋叶式压缩机的型线的设计提供了准确的理论指导。 4、对叶片常用运动规律深入研究,分析得到具有良好工作性能的叶片运动学方程并运用型线设计的基础理论设计得到新型组合型线,运用该型线的旋叶式压缩机增大了排量,提高了压缩效率及容积效率,叶片运动的速度与加速度均无突变,叶片对缸体无冲击,同时提高了缸体与转子间的密封性。该技术已申报国家发明专利(专利申请号:201010517105.6),目前正处于审查阶段。 5、研制开发出了基于Windows环境下旋叶式压缩机的设计与分析计算机辅助设计系统,为旋叶式压缩机新型产品的开发提供了快速设计分析工具。
【图文】：

旋叶式压缩机

缩机缸体内空间分为若干个小室（基元容积），期性变化，在缸体上合理地配置吸气孔口和排作过程——吸气、压缩、排气以及可能有的气式压缩机有叶片对心布置式和叶片偏心布置式的转角和缸体型线对应的极角相等，在建模时为简单。在本章中，作者对一种叶片偏心布置建模。针对新模型，研究了旋叶式压缩机各个随着转子轴转角的变化在不同段曲线的面积可气量计算公式。作原理缩机的结构机是汽车空调中常用的压缩机之一，单工作腔中均有使用。目前 4～5 滑片的双工作腔旋叶式图 2.1 所示。

示意图,旋叶式压缩机,示意图,叶片

叶片槽的深度有限（槽深0h = r r，0r 不能太小，否则，转子中心部分强度不够，因而叶片在离心惯性力作用下伸出叶片槽后，留在叶片槽内的叶片长度较小，使得在气体力等侧向载荷作用下，叶片与叶片槽出现非单面受力的情况，叶片槽对叶片的正反力增加，摩擦力增加，使机械效率降低。偏置式叶片（图 2.2（b）中 e > 0）的旋叶式压缩机比对心布置式叶片的旋叶式压缩机具有突出的优势，槽深可≥2 2r e且定子中心部分具有足够的强度。另外，在高于区，偏置式叶片具有比对心式更好的受力形式，使得定子对叶片的总反力作用线近似平行叶片中心线，对叶片的侧向分力小，因而叶片与叶片槽的摩擦力小，如图 2.2（c）及图 2.2（d）所示，故旋叶式压缩机普遍采用的是偏置式叶片。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH45

【参考文献】