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对称圆弧加直线修正型线涡旋压缩机脱啮角与排气角研究

对称圆弧加直线修正型线涡旋紧缩机脱啮角与排气角研讨吴昊刘向农王铁军刘正士(合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009)全不同。针对这两种情形下的主轴转角,由于没有完好而明晰的论述,招致计算涡旋紧缩机各紧缩腔容积时容易发生较大误差。对此,经过研讨采用对称圆弧加直线修正涡旋紧缩机涡盘始端型线的几何特性,定义了脱啮角与实践排气角,说明了二者之间互相区别,详细推导了脱啮角计算公式并剖析了影响脱啮角的要素,且依据涡盘始端壁厚添加形成修正后中心紧缩腔容积增加的实质特点,提供了修正后涡盘始端壁厚添加容积和实践排气角的计算办法。经过运算实例验证了脱啮角与实践排气角相差很大的结论,指出实践排气角将节能空压机影响排气孔的设计。

用于传统汽车空调的开启式涡旋紧缩机和电动汽车空调的封锁涡旋紧缩机采用对称圆弧加直线(EA-SAL)对涡盘始端停止修正,增大了排气角,进步了紧缩机的内容积比和紧缩比,改善了涡盘始端切削受力特性,以满足汽车空调工况、工质要求和装置空间限制的特殊要求。对称圆弧加直线修正型线涡旋紧缩机的排气进程,特别是排气角确实定,在涡旋紧缩机的修正设计计算中尤为重要。国外汽车空调紧缩机次要消费厂家日本三电和电装公司都消费这种齿形的涡旋紧缩机,但相关研讨效果迄今为止未见有地下宣布。国际学者对修正型线涡旋紧缩机的排气进程及排气角也有一定研讨。刘涛等剖析了双圆弧修正时的开端排气角。高秀峰等复杂地剖析了设有排气阀的涡旋紧缩机排气角确实定,并指出涡盘始端修正后容积的计算公式比拟复杂;在计算紧缩机任务容积时,将排气进程分为渐开线啮合阶段和修正局部啮合阶段。靳林芳等经过研讨修正型线紧缩机的排气进程,提出了排气孔设计应遵照的准绳,同时指出要更正现行的热力、动力计算中排气角的大小。在有关对称圆弧加直线修正的中,将排气角同等于动态涡盘互相脱啮时主轴转过的角度,这未能真实反映排气情况,招致在计算各紧缩腔容积时发生较大误差;尤其没空气压缩机有触及中心紧缩腔容积计算办法,德斯奈尔而这关系到对称圆弧加直线修正型线涡旋紧缩机脱啮角与排气角研讨2脱啮角2.1主轴转角bookmark2将动涡盘绝对静涡盘180°装置时主轴转角定义为0=0,即静动涡盘基圆圆心连线与X轴德斯奈尔节能空压机正向夹角为0,那么,动涡盘在作平动时其基圆圆心绕静涡盘基圆圆心转过的角度为主轴转角0,如所示。

涡旋紧缩机动力剖析与计算。这里就对称圆弧加直线修正型线涡旋紧缩机涡盘始端的几何特性作了深化剖析,严厉区分构成中心紧缩腔时主轴转过的角度和紧缩机排气时主轴转过的角度,定义了脱啮角和实践排气角,详细推导了脱啮角计算公式,剖析了影响脱啮角大小的要素。针对修正后中心紧缩腔容积增加实践上是由于涡盘始端壁厚添加形成的实质特点,提出了修正后涡盘始端壁厚添加的容积的计算办法,从而计算出中心紧缩腔容积和实践排气角大小。这些对精确计算各紧缩腔容积尤其是中心紧缩腔容积、动力剖析与设计计算都非常重要。

1对称圆弧加直线修正参数如所示,涡盘本体采用渐开线型线,根本几何参数为:基圆半径为rb,涡盘节距为八涡盘壁厚为(,渐开线起始角为,为渐开角。涡盘始端采用对称圆弧加直线修正,修正角为心d点为修正圆弧与涡盘内壁渐开线交点,6点为衔接圆弧与涡盘外壁渐开线交点,为修耿直线,与修正圆弧和衔接圆弧5々辨别相切于M、N点。衔接圆弧半径为r,修正圆弧半径为几修正圆弧中心2'与基圆切点C间隔为汰2.2脱啮角在圆弧加直线修正办法中,普通将次紧缩腔与中心腔连通时,主轴转角定义为排气角。实践上,由于紧缩终了内容积比拟小,内压力比也较小,还未到达外压力比(汽车空调工况下,外压力比接近6,而经过计算发现,内压力比仅仅34之间),显然,虽然次紧缩腔与中心腔曾经连通,但还不能将制冷剂气体排出,假如将此时主轴转角定义为排气角,则不能反映涡旋紧缩机外部真实的排气情况,因而这种定义不尽合理。也有提出将次紧缩腔与中心紧缩腔连通时主轴转角定义为脱啮角,并且规则涡旋体最外侧封锁时主轴转角0=0,这方便于计算各紧缩腔容积。这里将中心紧缩腔与次紧缩腔连通霎时动涡盘和静涡盘齿端直线局部互相脱啮时,动涡盘绝对静涡盘转过的角度(即主轴转过的角度)定义为脱啮角,记为0,并且规则动涡盘绝对静涡盘180°装置时主轴转角定义为0=0,即静动涡盘基圆圆心连线00'与X轴正向夹角为0,如所示。

那么,从初始地位动涡盘基圆中心位于过静涡盘基圆中心的程度线上,且‘=P(回转半径),转到此地位时,空压机由于直线胃是修正圆弧与衔接圆弧的公切作直线开0//胃,那么在A:actg―-MV为修耿直线长度。

将公式(2)、(3)、(4)代入公式(1)中,得可以看出:r、R、d与渐开线涡旋体根本几何参数、修正角及偏移量Ar有关。

的长度也与渐开线涡旋体根本几何参数、修正角A及偏移量Ar有关。

因而,当渐开线涡旋体几何参数确定时,由公式(5)失掉:脱啮角0与修正角及偏移量Ar相关,随后者变化关系如所示。

3实践排气角中心紧缩腔与次紧缩腔连通后,由于压力没到达排气压力,制冷剂气体在中心紧缩腔中持续被紧缩直抵达到排气压力,此时主轴转过的转角定义为实践排气角,记为化。

3.1中心紧缩腔容积经对称圆弧加直线修正后,涡旋紧缩机的中心紧缩腔容积计算比拟繁琐,至今未见有作相关说明。高秀峰等给出了排气进程的修正局部啮合阶段封锁任务腔容积计算办法,但实践排气开端时,中心紧缩腔投影面积S如所示,此时修正局部未能互相啮合。因而,公式不能适用于实践排气时中心腔容积计算。鉴于未修正时中心紧缩腔容积由渐开线涡旋壁和动态涡盘端面所构成,且易于计算,假如修正后涡盘始端相比拟未修正时壁厚添加的容积能计算出来,那么中心紧缩腔的容积也对称圆弧加直线修正型线涡旋紧缩机脱啮角与排气角研讨容易计算了。

修正后始端壁厚添加的容积经过对中心紧缩腔的几何特性深化研讨后发现,修正后涡盘始端由于壁厚添加招致其投影面积添加,添加局部可以用义(巧表示:围面积,扇形2'似面积,三角形似D'面积,扇形ODF面积,三角形DOD'面积,三角形0C02'面积,扇形面积。

包围的面积,扇形i'NS面积,三角形Oi'ND'面积,三角形C'i'面积,扇形OC'D'面积,渐开线内壁从起始点£到G包围的面积。

修正后由于壁厚添加而增大的容积:v'=s'(e)xh(17)这局部添加的容积直接招致中心紧缩腔容积增加。

绝对于未修正时中心紧缩腔投影面积,经对称圆弧加直线修正后,中心紧缩腔投影面积S可以用下式计算:的投影面积。

依据推导出的直线方程,可以求解出上述各面积。从而,已知涡盘根本参数节距八壁厚,高度A,涡旋圈数m的情形下,中心紧缩腔容积:3.2实践排气角计算实践排气角的计算,可以应用外压比反推失掉。依据汽车空调工况,易知紧缩机排气压力,吸气压力夂。那么,涡旋紧缩机吸气容积容积比v=(「h/即:令0=,代入(22),经过数值解法可以求解化。

3.3运算实例高度14mm,三对紧缩腔,对称圆弧加直线修正,修正角为1.908rad,汽车空调工况下,制冷剂R134a,排气压力1804kPa螺杆空压机,吸气压力293kPa,计算后果为:内容积比V1=2.744,内压力比e1=3.035,脱啮角俨=4.744rad,实践排气角0d=6.368rad.即主轴转过272°时动态涡盘修耿直线局部互相脱啮,次紧缩腔与中心紧缩腔连通;当主轴转过365°时,中心紧缩腔里制冷剂气体压力才到达外压比(e=6.16),开端排气。显然,脱啮角和实践排气角有相当大的区别。

4结论EA-SAL修正涡旋齿办法中,脱啮角是计算各紧缩腔容积的关键参数,这里定义了脱啮角并详细推导了脱啮角的计算公式,剖析了影响脱啮角大小的要素。

提出了经EA-SAL修正后涡盘始端壁厚添加的容积的计算办法,为中心紧缩腔容积的计算及动力剖析计算提供了根据。

精确定义了实践排气角,应用外压比反推出实践排气角。经过运算实例比照了脱啮角与实践排气角相差很大。

由于实践排气进程的推延,中心紧缩腔容积持续变小,不只增大了内容积比,还将影响两相邻紧缩腔由于压差变化所发生的走漏、动态涡盘脱啮后中心紧缩腔实践存在的减容紧缩进程中的传热特性、排气开端和完毕阶段工质的活动阻力和功损耗,这些要素影响到排气孔口的设计,相关内容有待于进一步讨论。