双齿涡旋压缩机排气口开设及排气特性研究

研究了双涡旋齿涡旋压缩机排气口的开设,完善了排气口的开设原则,确定了双涡旋齿全啮合齿形和非全啮合齿形的排气口理论开设区域和可用开设形状,分析了双涡旋齿涡旋压缩机排气过程中排气腔容积、排气口开启面积和排气口气速等参数的变化规律。结果表明：与单涡旋齿相比,双涡旋齿排气口形状更为复杂但呈中心对称,而且在排气过程中排气口气速波动变化小。     

涡旋齿的不对称修正及异步吸气涡旋压缩机性能研究

现有异步吸气涡旋压缩机,在排气口开启瞬间存在不同压力气体的混合进而造成不可逆排气损失。针对这一问题,提出了一种基于中线的不对称圆弧修正方法,研究了修正参数对异步吸气涡旋压缩机性能的影响,构建了一种两组工作腔最大内容积比相等的新型异步吸气涡旋压缩机的涡旋齿,并对其工作腔内部流场进行了三维数值模拟。     

变截面涡旋压缩机传热模型研究

为了详细研究变截面涡旋压缩机的性能特点,考虑到腔体工作过程中的压缩与排气,对涡旋压缩机传热的数学模型的设计及仿真计算与性能进行分析,建立基于质量守恒,能量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型,得到了每个工作腔的传热量随曲轴转角的变化特性,分析了内传热特性和泄露对各个工作腔中温度、压力和质量的影响,进而揭示了传热、泄露特性与工作腔压力和温度变化的复杂关系。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,证明该数学模型可以全面反映变截面涡旋压缩机从吸气到排气等完整过程,为制冷涡旋压缩机的性能分析和优化设计提供了理论依据。     

油循环率对涡旋压缩机性能影响分析及试验研究

为研究制冷系统油循环率对制冷压缩机性能的影响,对车用涡旋式压缩机工作过程数学模型进行了仿真模拟。又利用仿真软件对涡旋压缩机进行了数值模拟仿真。并用第二制冷剂量热器法搭建了压缩机性能实验台及OCR （油循环率）测量装置,并在汽车空调压缩机性能测试台上进行实验,得到了流入压缩腔内的润滑油循环率与压缩机排气温度、制冷量和轴功率的关系曲线。通过模拟分析结果以及实验结果的验证,得出研究结果表明：理论计算结果和实验结果较为符合;压缩腔内油循环率为4.5%时压缩机工作性能较为理想。     

涡旋压缩机实用结构的理论吸排气容积计算

介绍了一种涡旋压缩机实用结构的理论吸排气容积计算公式的推导过程，基于这些几何形状的分析和计算，使涡旋槽台阶结构和扩大排气角范围的新颖设计得以实现。论述了这些计算公式在结构参数设计时的优越之处和这种涡旋压缩机创新结构的先进性，并演示了用微机进行设计，选择最佳方案的分析计算过程。     

一种非对称异步排气涡旋压缩机的数值模拟研究

传统非对称涡旋压缩机的2组工作腔内容积比不相等,会导致压缩时的压力不对称现象严重,同时使得排气损失和排气脉动增加。为此,针对一种等内容积比的非对称异步排气涡旋压缩机进行了数值模拟研究。首先,建立了非对称涡旋压缩机的几何模型,对非对称异步排气涡旋结构的构造原理进行了公式推导,分析了其工作腔的容积变化状况;然后,对该结构的流体域进行了结构化网格划分,并进行了瞬态数值模拟,研究了腔内压力场、温度场、速度场的分布特性;最后,在相同条件下,将该非对称异步排气涡旋压缩机与传统非对称涡旋压缩机进行了性能对比分析。研究结果表明：该非对称异步排气结构的腔内流场均呈非对称分布,同一工作腔的压力场较为均匀,2组工作腔的排气压差在2%以内,但同一工作腔的温度场和速度场受径向间隙影响,其不均匀程度较大;经性能对比,该结构的排气压力损失仅为6.6%,排气温度降低了8.1 K,排气时的脉动强度降低了34.9%,涡旋压缩机排气过程更加稳定。     

小型燃机然气增压系统用涡旋压缩机数学模型

研究涡旋压缩机结构对小型燃机然气增压系统性能的影响，建立了适用于燃机然气增压系统仿真的涡旋压缩机的分布参数简化模型。导出适宜于任意渐开线初始角的包含吸气、压缩和排气全过程的分段函数形式工作腔容积模型和泄漏模型，建立了基于能量守恒、质量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型，并用四阶R—K法求解，将模拟计算的压缩机质流量与实验结果进行对比，结果表明该模型能够准确地描述压缩机的吸气预压缩，压缩泄漏以及排气过压缩等详细工作过程．．该研究为压缩机及其增压系统的性能研究提供了有效工具。     

涡旋柔性弹簧型线设计及有限元分析

提出了广泛用于小型低温制冷机上直线压缩机中涡旋柔性弹簧型线设计方法。利用基本的圆渐开线方程，通过调整基圆半径、渐开线节距、渐开线发生角、涡旋体槽宽、涡旋体圈数、渐开线的渐开角以及涡旋槽在空间的分布，来实现柔性弹簧型线的设计。为了分析柔性弹簧的各项性能，建立了有限元应力分析模型，通过有限元软件平台，对广泛使用的牛津型型线的柔性弹簧进行了数值分析，并将分析结果与实验数据进行了对比，证明了有限元方法的有效性。根据不同的实际性能要求设计出了不同型线的柔性弹簧。通过分析得出了弹簧几何特征与弹簧刚度之间的关系。     

容积式压缩机排气流动的数值计算

建立了通用于容积式压缩机排气过程中描述排气口气速和工作腔内气体压力变化的数学模型，以往复压缩机为例，应用龙格一库塔法对其进行数值求解，得到了排气口气速和工作腔内气体压力随主轴转角的变化规律。研究内容有助于排气口开启面积的优化设计，以减小排气流动损失，适用于往复、螺杆、涡旋和转子等其它类型的容积式压缩机。     

几何参数对微型压缩机柔性板弹簧性能影响

板弹簧技术是线性压缩机驱动的微型斯特林制冷机长寿命、高可靠运行的关键技术之一.本文中设计了3款不同形式的微型压缩机用柔性板弹簧,并基于有限元法展开了不同板簧厚度、涡旋槽宽度、涡旋臂数目这3个几何参数对板弹簧性能的影响分析,最后总结出几何参数对板弹簧性能影响规律.     

双涡旋齿涡旋压缩机的工作过程特性研究

得到了双涡旋齿涡旋压缩机在工作腔的形成、工作腔之间的相对位置关系、腔内气体的径向泄漏和传热、涡旋盘所受气体力、背压孔和排气孔口气速等方面的性能特点，比较了与单涡旋齿涡旋压缩机在以上方面的不同。结果表明：双涡旋齿结构具有涡旋盘所受气体力波动小、排气脉动小、工作腔内气体的径向泄漏严重和热交换复杂等特点。     

涡旋压缩机振动测试的试验研究

通过分析涡旋压缩机振动的产生原因,制定了振动测试的技术方案。建立了涡旋压缩机振动测试试验系统,详细介绍了其硬件系统和软件系统的组成,开展了涡旋压缩机表面振动信号测试试验研究,获得了不同振动信号采集点的时域信号波形和频域信号波形,对不同位置的振动特性进行了对比研究。研究结果表明,皮带连接传动轴位置振动最剧烈,而地脚螺栓位置和排气口位置的振动较小,不同位置的特征频率存在差异。这将为保证涡旋压缩机稳定运行提供技术参考。     

涡旋压缩机排气孔面积与基本参数的最佳选择

详细分析了涡旋压缩机基本参数与圆弧型修正齿形结构性能之间的变化关系，提出了合理选择参数的思路，并从理论上给出了排气孔开设的范围。     

单螺杆压缩机几何参数对压缩机性能的影响

根据单螺杆压缩机的结构特点和工作过程特性,分析了单螺杆压缩机中啮合副的几何参数对压缩机性能的影响。计算了不同中心距系数和星轮螺杆直径比情况下压缩机的排气量,排气孔口位置和面积以及在排气孔口位置保持不变的情况下的流动损失情况。通过分析发现:排气量随星轮螺杆直径比的增大而增大,而随中心距系数的增大呈先增大后减小的趋势。排气开始位置不受星轮螺杆直径比变化的影响,只随中心距系数的增大而往排气侧延迟,排气孔口面积则随星轮螺杆直径比的增大而增大。在排气孔口位置不变的情况下,随星轮螺杆直径比增大,排气过程的流动阻力损失线性增加。该分析结果为压缩机改型设计提供了依据。     

驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机气体力的分析

使用涡旋型线始端展角和终端展角几何参数,对驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机的吸气容积、排气容积、压缩比建立了计算公式;对作用于双涡旋齿动涡盘的气体力建立了分析模型;并通过计算与传统的双涡旋齿气体力进行了比较。结果表明,驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机相对于传统的双涡旋齿涡旋压缩机,切向、轴向和径向气体力均减小,输气量更大,运行更平稳。     

涡旋型线对涡旋压缩机性能的影响

构成涡旋压缩机涡旋齿的型线有很多种,不同型线的类型以及几何参数直接影响着涡旋压缩机的性能和结构尺寸。在现有涡旋型线几何理论的基础上,对圆、线段和正四边形渐开线以及变径基圆渐开线和组合型线的几何特性进行了详细的探讨,采用控制变量的方法,对比分析了不同涡旋型线几何参数和结构参数之间的相互关系;计算分析了圆渐开线和组合型线构成的动涡旋盘所受的气体力,计算结果表明组合型线动涡旋盘上所受的气体力波动较大,研究得到的结果为涡旋压缩机的设计提供了一定的理论基础和应用参考。     

转速对变频涡旋压缩机压缩性能的影响研究

转速对变频涡旋压缩机压缩性能的影响规律尚不完全明确。为探寻转速对变频涡旋压缩机压缩性能的影响规律,从理论上分析了转速对变频涡旋压缩机单位曲柄转角下的排气量、压缩终了内压力及单位质量有效气体获得的多变压缩能量头的影响规律。理论分析发现,受转速引起的泄漏量变化的影响,单位曲柄转角下的排气量、压缩终了内压力及单位质量有效气体获得的多变压缩能量头均随转速的降低而减小,说明变频涡旋压缩机在低转速下的压缩性能欠佳。试验测试结果证明了理论研究所得结论的正确性。研究结果对变频涡旋压缩机的研发和使用有较强的指导意义。     

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。     

基于内压作用的通用型线涡旋齿载荷模型

根据对应的节线类型把压缩腔分为a、b两类,分析压缩腔压力、涡旋齿的作用载荷和应力特点,确定了涡旋齿根弯曲疲劳强度计算准则,得到了基于通用型线的齿根弯曲疲劳强度载荷模型.研究表明：简化涡旋齿为涡旋齿中线,涡旋齿工作时相当于中线内侧受到内压载荷作用,载荷的大小为内外壁面的压力差.涡旋齿上任意点的应力近似于脉动循环的弯曲应力,可用涡旋齿根等效应力用安全系数法以无限寿命计算涡旋齿根弯曲疲劳强度.开始排气角是影响涡旋齿强度和压缩机稳定性的一个重要因素.