滚动活塞压缩机径向间隙泄漏特性试验研究

利用自主设计的径向间隙等效装置模拟滚动活塞压缩机的径向泄漏通道,在此基础上研究了压缩机主轴转速、活塞径向间隙值、润滑油黏度、径向间隙油膜密封长度等因素对径向间隙工质泄漏特性的影响。利用气体收集装置对等效装置径向间隙泄漏的气体进行收集,同时用高速摄影记录下收集装置里气泡的动态变化过程,并通过图像处理技术获取气泡的面积,进而转换得到气体的泄漏量。试验表明:径向间隙处的气体泄漏量与转速、油膜密封角、润滑油黏度等因素存在着负相关的变化规律,其中气体泄漏量对转速和油膜密封角的变化表现较为敏感,而对润滑油黏度的变化则反应最小;另外,气体泄漏量与径向间隙值呈现明显正相关的关系。     

滚动转子式压缩机的间隙泄漏模型

根据滚动转子式压缩机内制冷剂间隙泄漏的特点，利用润滑油流动模型来模拟计算制冷剂的泄漏量。计算表明，通过径向间隙的泄漏量最大，其次是通向吸气腔的轴向端面间隙的泄漏量。因此合理地设计泄漏间隙值，可以有效地降低滚动转子式压缩机的泄漏损失。     

涡旋压缩机的径向迷宫密封研究*

针对涡旋压缩机径向密封难以实现的难题,提出一种径向迷宫密封。用几何学和热力学方法证明基圆渐开线型涡旋压缩机径向光滑间隙密封中的泄漏气速达到声速,分析径向光滑间隙密封中泄漏气体的热力变化过程,根据临界截面上气体的气动热力特性,推导出考虑边界层摩擦损失的径向光滑间隙密封泄漏量的算法,根据能量方程和连续性方程,推导出判定径向迷宫密封中泄漏气速是否达到声速的判别式和径向迷宫密封泄漏量的算法。计算和实测两种密封在一系列相邻压缩腔压差对应下的泄漏量。理论计算和试验对比表明,给出的两种密封泄漏量的算法正确;径向光滑间隙密封和径向迷宫密封的泄漏量均随着相邻压缩腔压差的增大而增大;径向迷宫密封的直通效应随着相邻压缩腔压差的增大而更加明显;径向迷宫密封泄漏量实测值约为径向光滑间隙密封泄漏量实测值的79%,说明径向迷宫密封的密封性能优于径向光滑间隙密封的密封性能。     

双滑片椭圆转子压缩机径向间隙泄漏研究

建立了双滑片椭圆转子压缩机的径向间隙泄漏模型,对不同径向间隙的泄漏量进行了计算和分析,并和相同规格的滚动转子压缩机进行比较。结果表明:椭圆转子压缩机的径向间隙泄漏量在相同条件下大于滚动转子压缩机,两者的差值随着间隙的增大而增大,在间隙为80μm时,椭圆转子压缩机的径向间隙泄漏量最多可比滚动转子压缩机大2.352 g/s;压比对泄漏量的影响较大,在压比一定时,转速和转子椭圆面短轴和长轴之比对泄漏的影响并不明显。严格控制的径向间隙是提高椭圆转子压缩机容积效率的主要因素。     

滚动转子式压缩机内转子径向间隙泄漏的研究

在滚动转子式压缩机内由于间隙配合造成的制冷剂泄漏中,转子径向间隙的泄漏量最大,它主要是以溶于润滑油的形式泄漏的。考虑到转子径向间隙的动态变化,利用润滑油流动模型来计算它的制冷剂泄漏量,并通过保持其他配合间隙不变只改变转子径向间隙的性能试验来验证泄漏对滚动转子式压缩机性能的影响。合理设计转子径向配合的间隙值,可以有效地降低滚动转子式压缩机的泄漏损失。     

低压腔涡旋压缩机润滑系统的模拟分析

在不考虑润滑油可压缩性和油池高度相同的条件下,采用 Realizable k －ε湍流模型、VOF 两相流模型,研究润滑油黏度、压缩机频率对低压腔涡旋压缩机离心式供油系统曲轴出口润滑油流量和主轴承径向供油孔出口润滑油流量的影响。研究结果表明,压缩机频率越高、润滑油黏度越低,曲轴出口和主轴承径向供油孔出口润滑油流量越大,润滑油到达摩擦副的时间和供油量达到稳定状态的时间越短,且润滑油黏度对供油量的影响比压缩机频率对供油量的影响大。     

静止叶片式空气压缩机的研究

提出了一种新型静止叶片式空气压缩机,该压缩机具有一个做摆动运动的转子和一个静止不动的叶片,叶片的外端与气缸的内孔壁面密封紧固连接,叶片的侧端与端盖密封紧固连接,借此减少了气体直接从压缩腔向吸气腔窜逸的通道,有效地消除了压缩机在这些部件间的泄漏损失和摩擦损耗。介绍了压缩机的结构特点及工作原理,建立了压缩机的数学模型。研究表明:转子的扭摆惯性力矩对滑块与叶片运动副的摩擦及磨损有较大影响,应减小转子的转动惯量以降低滑块与叶片间的接触力;转子与端盖的轴向间隙对压缩机内部泄漏损失十分敏感,应采取轴向密封措施以减少转子轴端处的泄漏量。     

直升机减速器径向石墨密封的泄露特性分析

针对直升机减速器润滑油泄漏问题,选取某直升机减速器径向石墨密封环为研究对象,应用FLUENT软件对其内部流场和泄漏特性进行数值模拟,研究径向间隙、密封块豁口间隙、压比、被密封轴椭圆度及密封环分块数对径向石墨密封泄漏特性的影响。结果表明,在其他条件相同时,密封装置的泄漏量随径向间隙、椭圆度的增大而增大,且增大速度有加快的趋势;密封装置的泄漏量随豁口间隙的增大而增大,且增大速度有减慢的趋势;密封装置的泄漏量随压比的增大近似呈线性增大;密封装置的泄漏量与密封环分块数没有明显关系。     

转子压缩机三大摩擦损失的影响因素研究

以转子压缩机为例,给出总摩擦功耗占比最高的三大摩擦损失计算公式,并迭代求解滚动活塞角速度,联立滚动活塞与滑片顶端之间的接触力。利用MATLAB软件实现计算过程,研究润滑油黏度、主轴转速、活塞质量、气缸高径比、滚动活塞与气缸端盖间隙等因素对压缩机三大摩擦损失的影响。结果表明:主轴转速对滚动活塞与偏心轮之间的摩擦损失影响较大,且随着转速的增大,摩擦损失也增大;活塞质量对滑片端部与滚动活塞外表面之间的摩擦损失影响最小;滑片与滑片槽之间的摩擦损失随着主轴转速、气缸高径比的增大而增大。该研究为降低各摩擦副处的摩擦损失及总摩擦功耗提供了参考和借鉴。     

活塞式制冷压缩机活塞与汽缸间隙迷宫密封的理论研究

对活塞式制冷压缩机工作过程进行了数值模拟,建立了活塞与汽缸迷宫密封的数学模型,分析了泄漏量随活塞与汽缸间隙及迷宫槽间距变化的关系.     

涡旋压缩机工作腔润滑油密封的实验研究

为了将卧式涡旋压缩机工作腔内的润滑油定量地控制在最佳的范围内,采用在动涡旋盘与支架体间加装润滑油密封结构,通过调节密封比压等参数的大小,准确地控制了从曲轴箱漏入工作腔的润滑油量。并通过实验得出了工作腔内润滑油量与密封比压、相对运动速度、润滑油粘度和气体压缩比等参数间的变化关系。结果表明:该密封结构不但精确地控制了工作腔内的润滑油量,既保证了动静涡旋齿摩擦副的润滑又节省了润滑油的消耗,而且减小了背压腔气体向吸气口的泄漏。     

转子压缩机滚动活塞角速度的计算方法比较

转子压缩机滚动活塞角速度的计算对于压缩机的动力学分析至关重要,其计算方法有多种.近年来提出的简化解析式法及平均值法具有计算简便的特点,但其准确性方面却鲜有研究.以滚动活塞角速度的精确计算方法——迭代法为对比标准,利用MATLAB软件编写程序研究了两种方法(简化解析式法及平均值法)在计算活塞角速度时的计算精度,并研究了压...     

Estimation of leakage through radial clearance during compression process of a rolling piston rotary compressor

The leakage characteristics during the compression process in a rolling piston rotary compressor were investigated in this research. The thermodynamic conditions and geometric features during the compression process were determined from the results of a numerical compressor simulation. Refrigerant R410a and lubricant oil PVE-68 were used as working fluids. Leakage models with and without consideration of the lubricant oil effect were used to examine leakage characteristics through the radial clearance. A model for pure refrigerant that included the operating conditions and geometric characteristics of a compressor was developed using the verified results of a CFD (Computational fluid dynamics) simulation. The area ratios for both the refrigerant and lubricant oil at the radial clearance was obtained by numerical analysis during the compression process of the rolling piston rotary compressor. The results showed that the cross sectional area at the radial clearance would be charged with the pure refrigerant up to a maximum of 81.2 % during the compression process.

     

A Study of Characteristics of the Controlled Oil Leakage of Valve-Stem Seals for Automotive Engines

It is well known that the valve-stem seal has been used for the valve-stem application of automotive engines, and influences the lubricating status between the valve stem and a valve guide. The valve-stem seals are important in controlling consumption of lubricating oil for engines and in preventing air pollution.

It is necessary that valve-stem seals have stable controlled oil leakage characteristics, Q (cm³/s), relative to variables such as oil viscosity, shaft speed and shaft-surface roughness. In this paper, characteristics of the controlled oil leakage on valve-stem seals have been discussed by applying an inverse problem of hydrodynamic lubrication.     

Dynamic analysis of a reciprocating compression mechanism considering hydrodynamic forces

In this paper, a dynamic analysis of the reciprocating compression mechanism of a small refrigeration compressor is performed. In the problem formulation of the mechanism dynamics, the viscous frictional force between the piston and the cylinder wall is considered in order to determine the coupled dynamic behaviors of the piston and the crankshaft. Simultaneous solutions are obtained for the equations of motion of the reciprocating mechanism and the time-dependent Reynolds equations for the lubricating film between the piston and the cylinder wall and for the oil films on the journal bearings. The hydrodynamic forces of the journal bearings are calculated by using a finite bearing model along with the Gümbel boundary condition. A Newton-Raphson procedure is employed in solving the nonlinear equations for the piston and crankshaft. The developed computer program can be used to calculate the complete trajectories of the piston and the crankshaft as functions of the crank angle under compressor-running conditions. The results explored the effects of the radial clearance of the piston, oil viscosity, and mass and mass moment of inertia of the piston and connecting rod on the stability of the compression mechanism.     

CFM56系列发动机篦齿结构多目标参数优化分析

为解决CFM56系列发动机在低转速情况下滑油腔内润滑油的渗漏问题,运用VOF两相流理论对其篦齿封严进行数值模拟,分析篦齿的齿数、齿距、篦齿间隙、篦齿齿高、齿顶宽以及齿形角等结构参数对润滑油渗漏量的影响。结果表明:润滑油的渗漏量随齿顶间隙的增加而明显增大,当齿顶间隙在0.3～0.4 mm时,渗漏量增加趋势较为明显;齿距对渗漏量的影响较小,随齿距增大渗漏量小幅增大;渗漏量随齿形角的增大而明显降低,尤其在齿形角小于90°时;随齿顶宽度的增大渗漏量先增大后减小;随齿数的增大渗漏量降低,齿数为2～4时渗漏量降低明显,齿数高于4后变化趋于缓和。以篦齿渗漏量最小为目标,采用响应曲面法进行多目标参数优化,优化后润滑油渗漏下降了87.5%。     

CO2摆动活塞式膨胀机进气控制阀的设计与分析

对用于回收膨胀功的CO2膨胀机的进气控制阀进行了研究。在对电磁控制阀和普通凸轮一阀杆两种控制机构的特点进行分析的基础上，自行设计了一种通过膨胀机空心偏心轮轴进气的新型进气控制机构。针对现有CO2跨临界循环实验台的运行工况，对新型进气控制机构的关键参数——偏心轮轴的凹槽圆心角及进排气角进行了计算，并对偏心轮轴的材质要求做了初步分析。     

采用油膜密封的转子压缩机内间隙泄漏研究

在转子压缩机内转子和气缸之间采用间隙配合，其泄漏通道通过油膜来密封的。考虑到转子径向间隙的动态变化，利用润滑油流动模型来计算它的制冷剂泄漏量，通过保持其它配合间隙不变，只改变转子径向间隙的性能试验来检验油膜的密封效果。结果表明，合理地设计转子径向配合的间隙值，可以有效地降低转子压缩机的泄漏损失。     

A11VLO190轴向柱塞泵柱塞副泄漏与润滑特性研究

将轴向柱塞泵柱塞副的泄漏看做偏心圆环缝隙的流动,使用Matlab进行仿真,分析得到了柱塞副泄漏量与负载压力、配合间隙、工作转速和斜盘倾角的关系。采用有限差分法求解二维雷诺方程,该文在考虑油膜动压效应和挤压效应的条件下,得到了柱塞在缸体内的倾角、柱塞自转速度、进口压力对柱塞副油膜分布压力的影响,为提高柱塞副的效率、改善润滑、减少摩擦磨损和增加使用寿命提供了一些参考意见。     

轴向柱塞泵低气压运行特性建模与试验分析

空化是影响液压系统动态特性的重要因素,为此开展了轴向柱塞泵低压环境下的工况研究。考虑气液两相混合油液的密度、体积弹性模量和黏度的影响,限制入口油腔的最低压力,建立轴向柱塞泵的压力流量模型,计算获得轴向柱塞泵在不同工况下的流量特性,并通过试验验证。研究表明:负载增大导致更严重的空化以及泄漏,并使容积效率降低;轴向柱塞泵在达到临界流量之后,转速提升只会加剧空化,而不能提升流量;最大容积效率出现在临界流量产生之前。为轴向柱塞泵低气压性能预测提供了理论支撑。