驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)嵌式渦旋壓縮機(jī)特性研究.pdf

1、渦旋壓縮機(jī)是一種新型高效、低噪的容積式壓縮機(jī)，它與其它形式的壓縮機(jī)相比較在許多方面有著較大的優(yōu)勢(shì)，已引起國(guó)內(nèi)外研究者的普遍重視，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和加工制造技術(shù)的日趨完善，渦旋壓縮機(jī)已廣泛應(yīng)用于制冷空調(diào)、動(dòng)力工程等領(lǐng)域，目前逐漸向大氣量、大功率的方向發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也隨之?dāng)U大。渦旋壓縮機(jī)由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)潛力并沒(méi)有完全挖掘出來(lái)，在渦旋壓縮機(jī)內(nèi)部存在著許多摩擦副，這些摩擦副不但增加壓縮機(jī)的功耗，而且摩擦產(chǎn)生的熱量又直接影響著壓縮機(jī)

2、的性能；壓縮機(jī)內(nèi)部的泄漏也是影響壓縮機(jī)性能的主要因素；深入系統(tǒng)地研究各摩擦副的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、摩擦機(jī)理以及泄漏損失等，建立更為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，可以為尋求節(jié)能降耗的方法，拓寬渦旋壓縮機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域提供較好的理論參考。本文依托國(guó)家863項(xiàng)目協(xié)作課題“汽車燃料電池用無(wú)油潤(rùn)滑渦旋壓縮機(jī)”和甘肅省自然基金項(xiàng)目“汽車燃料電池用渦旋壓縮機(jī)理論及應(yīng)用研究”，以驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)嵌式渦旋壓縮機(jī)為研究對(duì)象系統(tǒng)地分析了壓縮機(jī)的幾何理論、動(dòng)力學(xué)特性、間隙泄漏、傳熱模型和摩擦副

3、摩擦潤(rùn)滑特性等。 首先根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)嵌式渦旋壓縮機(jī)動(dòng)、靜渦旋齒型線內(nèi)圈被切割的幾何特點(diǎn)，使用渦旋齒型線終端中心面展角和渦旋齒型線始端中心面展角兩個(gè)特征幾何參數(shù)，建立了適用于渦旋齒圈數(shù)為整數(shù)圈和非整數(shù)圈結(jié)構(gòu)型式的渦旋壓縮機(jī)吸氣容積、排氣容積、容積比、未封閉吸氣容積等幾何參數(shù)的數(shù)學(xué)模型。 在全面分析壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、影響壓縮機(jī)性能及工作過(guò)程的各種影響因素基礎(chǔ)上，建立了考慮內(nèi)部泄漏的壓縮機(jī)工作過(guò)程熱力學(xué)模型，并通過(guò)對(duì)小間隙氣體泄漏

4、特點(diǎn)的研究，依據(jù)流體力學(xué)N-S方程、連續(xù)方程、狀態(tài)方程等，建立了渦旋壓縮機(jī)內(nèi)部切向泄漏、徑向泄漏以及動(dòng)渦旋與支架體間的泄漏數(shù)學(xué)模型。 基于渦旋壓縮機(jī)平行四桿機(jī)構(gòu)的工作原理，應(yīng)用機(jī)構(gòu)學(xué)理論，建立了動(dòng)、靜渦旋徑向泄漏間隙以及由于機(jī)構(gòu)誤差的影響引起徑向間隙變化數(shù)學(xué)模型，分析了徑向間隙隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律，依據(jù)研究模型進(jìn)行了分析計(jì)算。 應(yīng)用潤(rùn)滑理論和流體力學(xué)理論，對(duì)壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究，建立了潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑油流量分配模型；

5、并分析了主要運(yùn)動(dòng)部件的摩擦特點(diǎn)，給出了摩擦功率計(jì)算式；針對(duì)渦旋壓縮機(jī)內(nèi)部摩擦副多的特點(diǎn)，對(duì)壓縮機(jī)的摩擦副進(jìn)行了分類和分析，建立了曲軸與支架體縫隙間潤(rùn)滑油摩擦副，動(dòng)、靜渦旋齒側(cè)面嚙合摩擦副的分析模型和摩擦功耗數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用粗糙表面平均雷諾方程和固體壁面接觸理論分析了動(dòng)、靜渦旋盤端面摩擦副，建立了摩擦學(xué)分析模型和數(shù)學(xué)模型，在混合潤(rùn)滑狀態(tài)下，分別對(duì)流體和固體壁面作用力進(jìn)行了研究和計(jì)算。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度對(duì)渦旋壓縮機(jī)的構(gòu)成進(jìn)行了研究和簡(jiǎn)化，依據(jù)渦