多級(jí)斜盤(pán)柱塞式氣泵的研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染等問(wèn)題的日益嚴(yán)重，汽車(chē)的制動(dòng)能量回收技術(shù)被研究得越來(lái)越多。氣壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收技術(shù)就是通過(guò)氣泵將汽車(chē)的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為壓縮氣體的壓力能并儲(chǔ)存起來(lái)以便重復(fù)利用。氣泵作為氣壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件之一，其性能直接決定了制動(dòng)能量回收的效率，因此，對(duì)應(yīng)用于氣壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的高壓氣泵的研究具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。本文旨在對(duì)應(yīng)用于氣壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的氣泵進(jìn)行探索性研究與設(shè)計(jì)。
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2、氣壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收技術(shù)與液壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收技術(shù)的原理基本相同，其中用于回收制動(dòng)能量的氣泵/液壓泵的特點(diǎn)及應(yīng)用非常相似，所以本文查閱了大量國(guó)內(nèi)外與液/氣壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)資料，闡述了其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了其中用于回收制動(dòng)能量的液壓泵/氣泵的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用特性，并在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究?jī)?nèi)容。
　　通過(guò)對(duì)比分析各種結(jié)構(gòu)型式的氣泵的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合，并參考應(yīng)用于制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的液壓泵/氣泵的一些關(guān)鍵

3、參數(shù)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了一種多級(jí)斜盤(pán)柱塞式氣泵。根據(jù)雙向斜盤(pán)式氣泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其柱塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將氣泵內(nèi)的氣缸進(jìn)行分級(jí)組合，并在前、后氣缸蓋處通過(guò)單向閥配流將同一級(jí)氣缸并聯(lián)連接，相鄰級(jí)氣缸串聯(lián)連接，實(shí)現(xiàn)了四級(jí)壓縮，將多級(jí)壓縮技術(shù)應(yīng)用于斜盤(pán)式軸向柱塞泵。該多級(jí)斜盤(pán)柱塞式氣泵具有體積小、重量輕、總壓縮比高、平衡性能好、振動(dòng)噪聲小、容易實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速等優(yōu)點(diǎn)。
　　論文闡述了氣泵的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理，重點(diǎn)講解了氣泵中柱塞組件、配流方式、

4、冷卻系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)氣泵工作過(guò)程中柱塞的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析和計(jì)算，對(duì)其中柱塞和斜盤(pán)等關(guān)鍵零部件的受力情況進(jìn)行了分析和計(jì)算。
　　根據(jù)變質(zhì)量系統(tǒng)熱力學(xué)的基本原理，首先，建立了氣泵工作過(guò)程中任意單個(gè)氣缸內(nèi)伴有氣體泄漏和不穩(wěn)定傳熱耦合作用影響的氣體壓縮與膨脹熱力過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用MATLAB軟件中的四階龍格庫(kù)塔算法對(duì)其進(jìn)行數(shù)值求解，得到了氣泵工作過(guò)程中任意單個(gè)氣缸內(nèi)氣體質(zhì)量、壓力與溫度隨主軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律曲線，并分別討論了

5、氣體泄漏、不穩(wěn)定傳熱及其耦合作用對(duì)氣體壓縮與膨脹過(guò)程的影響。其次，在此基礎(chǔ)上計(jì)算分析了氣泵整機(jī)在多級(jí)壓縮工作過(guò)程中氣體壓力與溫度兩方面的熱力特性，得到了多級(jí)斜盤(pán)柱塞式氣泵工作過(guò)程的p-V圖和T-s圖，并從節(jié)省壓縮氣體指示功和降低排氣溫度兩個(gè)方面分別對(duì)比分析了多級(jí)壓縮相對(duì)于單級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)。
　　最后，加工制造了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)用多級(jí)斜盤(pán)柱塞式氣泵的樣機(jī)，設(shè)計(jì)了氣泵的實(shí)驗(yàn)方案，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為接下來(lái)氣泵的工作性能臺(tái)架試驗(yàn)和氣泵的制動(dòng)能量回收