电动车空调用变壁厚涡旋压缩机的性能研究

建立了变壁厚涡旋压缩机型线方程。在变壁厚条件下针对某一款电动车空调用涡旋压缩机对其容积特性、动力特性和热力学特性进行计算,并与等壁厚涡旋压缩机进行比较。计算结果显示:同款变壁厚后的涡旋压缩机吸气容积提升7.90%,压缩过程的容积变化率减小,轴向气体力较等壁厚稍有增大,同时相比于等壁厚涡旋压缩机制冷量和制冷COP分别提高15.55%和41.68%。     

基于泛函的制冷涡旋压缩机变壁厚涡旋型线理论及形状优化

针对涡旋型线形状在整机设计中的重要性,提出了基于泛函理论的变壁厚涡旋型线设计理论及其优化设计方法,分析了涡旋体壁厚、动涡旋盘的最大外径、涡旋压缩机的轴向间隙、涡旋型线节距、涡旋体高度、公转半径等约束限制范围,建立了变壁厚涡旋型线优化数学模型,给出了变壁厚通用涡旋型线形状优化实例,通过与传统涡旋型线相比,得出了能满足性能较优要求、形状性态良好的涡旋型线。     

涡旋压缩机的变径基圆渐开线型线研究

研究了涡旋压缩机变径基圆渐开线的啮合特性和几何理论,得到了其共轭啮合型线方程;分析了不同参数下的型线特点和几何形状,并与基圆渐开线进行比较;提出了由变径基圆渐开线构建变啮合间隙涡旋齿的方法。利用变径基圆渐开线可构建出3种涡旋齿：等啮合间隙变壁厚涡旋齿、变啮合间隙等壁厚涡旋齿和变啮合间隙变壁厚涡旋齿,分析了各种涡旋齿的性能特点和适用范围,拓宽了涡旋型线的类型。     

废油再生装置冷却设备涡旋压缩机结构参数优化

涡旋压缩机结构参数直接影响到润滑油分子蒸馏再生装备的效率。以基于泛函通用涡旋型线构成的变壁厚涡旋盘为研究对象,建立了以能效比为目标函数的结构参数优化模型。分析了涡旋压缩机压缩过程中由排气容积变化引起的热能变化及能效比变化。以能效比为目标函数,以涡旋盘结构参数及型线方程为变量,利用遗传算法得到能效比最优化时的变量。给出具体算例,并与等壁厚的涡旋型线构成的压缩机进行性能比较,得知前者更优。基于泛函的通用涡旋型线为涡旋压缩机型线设计拓展了思路。     

涡旋压缩机新型渐变壁厚涡旋齿的设计和工作特性研究

基于法向等距型线设计方法,提出了一种全啮合的涡旋齿型线设计方法,编写了构建全啮合涡旋齿型线的设计程序;设计出一种综合性能较高的新型渐变壁厚全啮合的涡旋齿型线,由变径基圆渐开线和基圆渐开线的等距曲线组成;研究了不同设计参数对涡旋压缩机性能的影响,分析了渐变壁厚涡旋齿涡旋压缩机的流场和涡旋齿的应力和变形。结果表明:新型全啮合渐变壁厚涡旋齿具有增压效果好、容积利用率高、涡旋齿强度高的优点。     

基于流场分析的变截面涡旋齿的强度分析

为了研究涡旋压缩机在多场载荷耦合作用下变截面涡旋齿的变形和应力分布,基于动网格技术,利用Fluent软件对涡旋压缩机工作过程进行流场模拟,将温度场和压力场分析结果直接导入ANSYS软件中,利用间接耦合的方法对动涡旋齿和动、静涡旋齿装配后在单场及多场耦合作用下强度进行分析。结果表明:温度场对涡旋齿变形影响较大,耦合场下的变形并不是各场单独作用下变形之和;装配后涡旋盘的安装间隙对涡旋齿的变形存在干涉,单独分析动涡旋齿时的变形大于装配后的变形;根据应力分布分析,最大值出现在涡旋齿壁厚较大的位置,说明该组合型线涡旋齿具有较强的抗变形能力,可为判断涡旋型线优劣和研究涡旋压缩机间隙与泄漏提供理论基础。     

基于泛函的通用涡旋型线形状变化规律研究

利用基于泛函的通用涡旋型线的几何理论,以涡旋型线压缩比和气体容积利用率为目标函数,得出基于泛函的通用涡旋型线收敛特性及型线形状变化规律。推得当级数项数k大于3时可得变壁厚涡旋型线,公转半径R、大盘直径D、型线圈数N与k值是影响变壁厚涡旋型线压缩性能的主要影响因素。通过建立收敛级数最佳的涡旋型线数学模型,利用基于MATLAB的遗传算法,优化得出在给定条件下的最佳目标值,并给出了最佳涡旋型线方程。     

涡旋压缩机单向流固耦合方法与涡旋齿变形分析

提出一种涡旋压缩机气体流场对固体边界受力变形影响的单向流固耦合计算方法,建立了考虑泄漏间隙的带有齿头修正的渐变啮合间隙变壁厚的涡旋压缩机三维几何模型,采用LES湍流模型对其工作过程进行模拟从而得到流场分布,其压力分布沿Z方向不均匀,压差在涡旋型线展角492°处最大。将压力场载荷直接加载到固体边界上,得到任意工作状态下的涡旋齿受力和变形规律,分析了流场变化对固体边界涡旋齿受力、变形的影响。得到了涡旋齿的受力和变形规律,沿涡旋齿型线展角500°处变形最大与压力差分布相符。该压力载荷加载方式更加连续,更接近于实际工作状态,计算结果更为准确。     

基于三基圆的涡旋压缩机型线研究

提出了三基圆涡旋延伸修正型线的原理,完整地导出基于三基圆型线的设计计算几何理论。与PMP型线相比,在基本参数相同的条件下,三基圆型线不仅使涡旋压缩机涡盘的涡卷根部段的壁厚增加(强度更高),同时具有更高的压缩比和更小的排气阻力,为实现高效压缩的涡旋压缩机设计提供了理论计算依据。     

变截面无油涡旋压缩机轴向间隙泄漏模型的研究

为定量研究变截面无油涡旋压缩机轴向间隙泄漏,基于等熵层流流动理论,建立了变截面涡旋压缩机在任意主轴转角时轴向间隙泄漏量的计算模型。通过求解该模型,分析了泄漏量与泄漏线长度、涡旋齿齿厚、工作腔容积、腔体温度之间的数值关系,得出基圆半径、轴向间隙对泄漏量影响的变化规律。为了验证计算模型的准确性,利用FLUENT软件对涡旋压缩机的工作过程进行仿真模拟,得出泄漏气体的速度、密度,并计算出轴向间隙平均泄漏流量,将模拟结果和理论计算结果进行了对比。结果表明:2种方法所得到的泄漏量变化趋势基本一致,该研究为新型线涡旋压缩机涡旋盘的加工、装配和密封提供理论参考提供理论参考。     

圆渐开线变截面涡旋压缩机几何性能综合分析

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋压缩机型线，组成形式为圆渐开线Ⅰ+圆渐开线Ⅱ+圆渐开线Ⅰ。论述型线的生成方法，给出型线的一般方程，建立一系列圆渐开线变截面涡旋压缩机的几何模型。针对建立的几何模型，分析控制系数θ、φ^*、R_or对变截面涡旋压缩机几何性能的影响。以圆渐开线Ⅰ为基础，构建圆渐开线Ⅰ+高次曲线+圆渐开线Ⅰ的变截面涡旋压缩机的几何模型，综合分析两类变截面涡旋压缩机的几何性能。结果表明：θ取中值θ_M，φ^*，控制系数R_or取较大值，对应的几何性能较优。高次曲线变截面涡旋压缩机与中值θ_M对应的圆渐开线变截面涡旋压缩机相似，可相互替代。     

汽车空调涡旋压缩机研究

叙述了涡旋压缩机的型线理论，推导了涡旋压缩机的行程容积公式，介绍了汽车空调涡旋压缩机的基本结构，讨论了涡旋压缩机的几何参数和型线优化。     

通用涡旋型线中心压缩腔几何修正方法研究

涡旋压缩机具有结构简单、效率高、节约能源、噪声小等优点,但实现上述诸多优点,其动、静涡旋盘的装配精度的要求非常高。为了解决这一难题,在涡旋压缩机的设计研究中,对涡旋型线进行修正的设计方法就显得非常重要。利用Pro／Engineering工程软件,通过修正通用涡旋型线的中心压缩腔的几何形状,可使得顶隙容积达到零间隙的效果。在没有间隙或者干扰存在的情况下,两对涡旋型线完全啮合时,接触发生在一点或者一条线上,同时,修正之后的涡旋压缩机中心压缩腔的包裹壁厚得以增厚,增加了根部的强度。由于根部附近段壁厚的增加,使一对涡旋腔在压缩终了瞬时构成的一对啮合封闭腔容积迅速减小,因而压缩比得到进一步提高,同时,使可开设的最大排气孔直径增大,减小了排气阻力．     

二阶可微型线对涡旋压缩机性能的影响

针对传统变截面涡旋型线在构造形式上采用一阶可微连接方式时存在型线不光顺的问题,提出一种基于二阶可微的涡旋型线连接方法。利用该方法建立了吸气腔、压缩腔和排气腔的容积模型,并对作用在动涡旋上的轴向、切向和径向气体力在实际工况参数下进行了模拟计算。计算结果表明:涡旋型线的连接方式对涡旋压缩机容积性能和动力性能的影响比较显著;相比于一阶可微,采用二阶可微连接方式,行程容积和压缩比分别提高了19.20%,17.13%,轴向力、切向力和径向力均明显减小。可见,采用二阶可微连接方式的变截面型线涡旋压缩机,容积性能较高,动力学优势会更加突出,研究方法和结果可为涡旋压缩机设计提供参考。     

变截面涡旋压缩机数学模型及试验研究

为详细研究变截面涡旋压缩机的性能特点,提出一种圆渐开线、高次曲线和圆弧组合的变截面型线,根据几何模型得到工作腔容积的变化情况。基于能量和质量守恒,充分考虑工作过程中的吸气加热、轴向和径向泄漏、工质与涡旋齿和涡旋盘的传热,构建变截面涡旋压缩机的整体数学模型,通过对数学模型的求解,详细分析实际气体在工作过程中温度、压力和质量随曲轴转角的变化规律。采用研制开发的变截面空气涡旋压缩机建立测试平台,并将模拟计算得到的排气温度、质量流量和轴功率与试验数据进行对比,结果表明,构建的数学模型能够准确描述变截面涡旋压缩机的吸气、压缩及排气全过程,该研究为定量化分析、优化及提升变截面涡旋压缩机的性能提供了有利工具。     

变截面涡旋齿组合型线的径向铣削厚度分析

变截面涡旋齿是新型涡旋压缩机的核心部件,其加工精度决定了压缩机的工作性能。该涡旋齿型线由曲率时刻变化的复杂曲线组合而成,齿型线轮廓度、表面粗糙度等加工精度要求很高。在涡旋齿铣削加工中,给定的径向铣削厚度随型线的曲率变化而变化,若参数选择不好,会使铣削状态恶化,加剧刀具磨损,影响加工精度和效率。文章以三段基圆渐开线组合齿型线为研究对象,分析涡旋齿型线的曲率半径并对型线的刀位轨迹进行处理,建立铣削涡旋齿型线壁面的径向铣削厚度模型。揭示了径向铣削厚度随刀位轨迹的变化规律,为建立变截面涡旋齿型线铣削力模型奠定了理论基础,为控制涡旋齿加工变形,提高加工精度提供了有效途径。     

基于双圆弧插补法的变截面涡旋盘的数控加工

给出了变截面涡旋压缩机常见组合涡旋型线的数学模型,利用双圆弧插补法对组合涡旋型线进行逼近,通过MATLAB软件编程拟合组合涡旋型线,并分析了拟合误差。用拟合曲线作为涡旋盘精加工时的刀具轨迹,在加工中心上对涡旋盘进行加工。最后,采用三坐标测量机对变截面涡旋盘的精度进行检测。检测结果表明,涡旋盘的加工精度满足要求。用基于双圆弧插补方法的型线逼近法设计数控加工组合涡旋型线的方法加工效果好,刀具轨迹拟合误差和计算量明显减少,且通用性和实用性强,对新型变截面涡旋体的数控加工具有重要的意义。     

涡旋压缩机啮合理论及通用型线控制方程

从涡旋压缩机工作过程入手，阐述了涡旋压缩机工作时涡旋盘啮合的广义条件，进而从广义条件出发推导了涡旋盘型线的通用控制方程。用通用型线方程给出了常用型线形式的表达式     

涡旋压缩机型线加工的自动编程

本文介绍了涡旋压缩机型线加工的通用程序设计方法。该方法加工精度可控，适用于任意参数圆渐开线的涡旋压缩机型线加工。并结合实例说明其应用，为数控加工涡旋压缩机型线提供了一条简便的途径。     

汽车空调用涡旋压缩机变容量调节机构的研究

分析了涡旋压缩机变容量调节的基本原理和结构,并对几种常用结构的特点进行了对比分析,阐述了变容量涡旋压缩机设计中的基本研究课题和方向,为变容量涡旋压缩机的设计提供参考。