小型多级空气压缩机单向阀特性分析及优化设计

针对小型空气压缩机多级化带来的各级阀门的差异问题，使用单向阀进行配流，研究单向阀参数对斜盘式空气压缩机排气量和压力脉动的影响规律，并对阀门参数和压缩机转速进行优化设计。首先建立单向阀和斜盘式空气压缩机单个气缸的数学模型，再通过更改转速，进、排气阀弹簧刚度和预紧量，得到了转速、阀门参数对压缩机排气量和压力脉动的影响规律。同时以降低压力脉动和提升排气量为目标，采用粒子群优化算法对多级空压机进行优化，得到每级气缸应匹配的最优转速和阀门参数，再确定整体转速，优化得到转速一致时每级气缸阀门的最优参数。结果表明：进气阀参数对压缩机排气量和压力脉动的影响较排气阀来说更大，增加进气阀弹簧刚度和预紧量会降低压力脉动和排气量，增加排气阀刚度和预紧量会增加压力脉动；此外，优化使得各级气缸的压力脉动分别降低了26.5%、36.1%,排气量分别提升了66.9%、48.9%。