渦旋壓縮機對稱圓弧加直線修正型線理論研究.pdf

1、近十年來，隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車空調市場需求日趨增長。壓縮機作為汽車空調的核心裝置，尤其代表壓縮機技術最高水平的第四代渦旋壓縮機以其機構緊湊、高效節(jié)能、微振低噪以及工作可靠等特點，應用在汽車空調上有其它壓縮機不可替代的優(yōu)勢。相較于商用空調渦旋壓縮機，汽車空調渦旋壓縮機要求有高壓比、大內容積比、高容積效率和運行可靠。這些技術要求必須設計新型渦旋型線或對原有型線進行改進設計。采用修正型線（對稱圓弧加直線）渦旋壓縮機，其較高的內容積比特

2、別適合應用于汽車空調領域。
　　目前，國內外對基于漸開線修正型線的研究絕大部分集中于雙圓弧修正，對對稱圓弧加直線修正型線研究還很少，究其原因，在于對稱圓弧加直線修正型線的理論還不完善，不能建立基于各種目標的數(shù)學模型，不能從理論上對產品性能作出精確定性分析和預測產品的性能。同時，國內企業(yè)相關產品涉及壓縮腔容積計算是建立在圖解法基礎上的。渦旋齒嚙合時形成的壓縮腔容積是型線修正幾何學的重要內容，直接影響到動渦盤的靜平衡、軸系的動平衡設計

3、和分析。因此研究和完善對稱圓弧加直線修正型線理論，建立精確的壓縮腔容積和動力特性數(shù)學模型，對提升汽車空調渦旋壓縮機設計、分析和計算機仿真水平至關重要。
　　本文在國內外學者對漸開線型線圓弧類修正理論的基礎上，采用理論分析、數(shù)值仿真和實驗驗證方法，深入研究了對稱圓弧加直線修正型線的幾何特征和壓縮腔容積構成，詳細分析了型線嚙合產生的氣體力特性和排氣特性，建立和完善了對稱圓弧加直線修正型線理論，通過仿真和實驗驗證了所建立型線理論的正確性

4、，并研究了適用于汽車空調渦旋壓縮機修正型線修正角的取值范圍。完成的主要研究工作和成果總結如下:
　　回顧和總結了汽車空調壓縮機的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。從汽車空調和商用空調使用環(huán)境和條件不同入手，歸納了汽車空調壓縮機獨特的使用要求和技術特點，指出渦旋壓縮機在汽車空調領域內使用優(yōu)勢，明確了進行新型型線設計或對原有型線進行改進是提升渦旋壓縮機性能的主要方向之一。
　　對稱圓弧加直線修正型線幾何理論研究。在圓弧類修正型線理論

5、的基礎上，深入研究對稱圓弧加直線修正型線的幾何特征，得出了該型線齒形生成方法，指出該型線區(qū)別于其他型線的特征參數(shù)并討論了這些參數(shù)的取值。
　　研究了任意渦旋圈數(shù)與壓縮腔對數(shù)之間的關系?，F(xiàn)有的有關渦旋壓縮機的數(shù)學模型基本上都是針對整數(shù)圈渦旋線，或者有關于非整數(shù)渦旋圈數(shù)與壓縮腔對數(shù)之間關系研究，但結論明顯與實際不符。這些不足都限制了任意圈數(shù)渦旋壓縮機數(shù)學模型的建立。建立了任意渦旋圈數(shù)與壓縮腔之間的關系，指出對非整數(shù)圈渦旋壓縮機，只要適

6、當?shù)匦拚ぷ髑粚?shù)，就可以準確地計算各工作腔容積。
　　建立了對稱圓弧加直線修正型線渦旋壓縮機壓縮腔容積數(shù)學模型。根據(jù)修正后中心壓縮腔容積減少實際上是由于渦盤始端壁厚增加造成的本質特點，提出了修正后渦盤始端壁厚增加容積和實際排氣角的計算方法。
　　建立了對稱圓弧加直線修正型線渦旋壓縮機氣體力數(shù)學模型。渦旋圈數(shù)不同，吸氣角也不同，造成吸氣角可能大于、等于或小于嚙合侵入角，這使得壓縮腔對數(shù)變化多種多樣。詳細剖析了任意渦旋圈數(shù)渦旋

7、壓縮機的各個不同階段工作特性及氣體力計算方法。
　　對稱圓弧加直線修正型線渦旋壓縮機建模與仿真。利用VB進行了數(shù)值仿真，得到了修正型線各參數(shù)在不同修正角下變化情況，提出了適用于汽車空調技術要求的修正角的取值范圍。利用UG軟件生成動靜渦盤和壓縮機其他構件，為研制壓縮機樣機奠定了基礎。
　　對稱圓弧加直線修正型線渦旋壓縮機樣機研制和實驗研究。研制了修正角為119°的對稱圓弧加直線修正型線渦旋壓縮機樣機。通過樣機的實驗研究證實了對