试算活塞式压缩机余隙容积

压缩机新产品设计计算中,相对余隙系数是重要参数之一。众所周知,相对余隙容积直接影响容积系数,第一级相对余隙系数的大小直接影响气缸直径的大小。由于第一级的气缸是一台压缩机中直径最大的气缸,所以一级缸径的大小直接影响压缩机的外型尺寸。 目前,在设计新型压缩机时,相对余隙系数都是根据经验来决定,并据此计算出各级气缸直径。但是,在完成气缸、活塞、气阀等的初步设计后,所要求的相对余隙容积是否能够得到保证,这就要对各个部分存在的实际容积进行计算。这种计算是相当繁杂的,特别是多级压缩机是很费时间的。     

基于PRO／E Mechanism的活塞压缩机气缸行程容积动态分析

设计人员对活塞压缩机气缸行程的变化规律及气缸容积变化引起的压力变化规律非常关注,而常规的设计方法无法动态了解活塞压缩机气缸容积随时间变化的函数规律,运用Pro／ENGINEER Mechanism模块可对活塞压缩机一、二两级气缸运动过程进行有效的动态分析,为活塞压缩机结构的优化设计提供准确的设计依据,设计效率高、产品经济。     

余隙容积对微型高压压缩机容积效率的影响

余隙容积的合理设计是保证压缩机正常工作的必备条件。相较于传统的高压压缩机，微型高压压缩机体积小、结构紧凑，活塞行程短且高压级活塞的直径较小，因而其工作性能对余隙容积更为敏感。为研究余隙容积对微型高压压缩机各级工作腔容积效率的影响，在微型高压压缩机关键结构参数和压力参数的基础上，结合能量和质量守恒定律、气阀运动以及活塞运动规律，搭建了工作腔热力学仿真模型。分析不同余隙容积下各级工作腔内气体压力、质量的瞬态变化过程，得出各级工作腔内容积效率的变化规律，从而为微型高压压缩机缸体和气阀关键结构参数的设计和优化提供指导意义。     

气阀弹簧力对压力系数的影响及控制

以一些化工厂实际存在的问题为出发点,从理论上分析了往复活塞压缩机气阀在工作过程中,弹簧力和阀片升程对压力系数和功耗的影响。用数据说明:气阀弹簧力在进气压力较低时对压力系数影响比较明显,而在进气压力较高时则影响很小;弹簧力对功耗的影响也与工作压力有关;阀片升程则主要影响功耗,对压力系数几乎没有影响。     

往复压缩机的能耗模型与影响因素分析

为了实现往复压缩机节能降耗,建立往复压缩机工作过程的能耗模型,包括泄漏模型,压力损失模型以及气缸传热,采用微元法求解建立的往复压缩机气缸工作过程模型,得到膨胀、吸气、压缩、排气过程的任意时刻介质状态参数;应用该往复压缩机实际运行数据修正能耗模型;分析往复活塞压缩机组系统能耗的影响因素,提出往复压缩机的可行的节能方案。研究结果表明:一级进气压力对往复压缩机能耗影响最为显著。     

平动回转式压缩机的几何理论

为了解决压缩机摩擦能量损失大和结构磨损严重的问题,提出了一种全新结构的平动回转式压缩机,它由固定的气缸、摆动的滑板和平动的转子等组成。由气缸的内表面、滑板和转子的外表面形成的工作腔在工作循环中进行连续的进气、压缩及排气动作,使压缩机工作状态极为平稳。介绍了该压缩机的工作原理、结构特点及几何理论,并详细推导了行程容积、气腔压力及热力学计算的有关公式。分析结果表明,该压缩机结构简单、无易损件、易于密封、摩擦磨损小、成本低,适用于各种流体。     

多级压缩机各级行程容积的确定

多级压缩机各级行程容积的确定比单级要复杂得多。这是由于多级压缩机不仅要考虑压力系数、温度系数和容积系数的影响,还要考虑泄漏和被压缩气体湿度之影响,有时还要考虑压缩机中间抽气的影响。而实际多级压缩机各级行程容积的确定又和理想多级压缩机各级行程容积的关系不同。为了分析实际多级压缩机各级行程容积的确定,我们有必要定性地分析一下理想多级压缩机各级气缸之间的基本关系。     

新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机的研究

提出一种新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机,利用活塞摇摆运动时与气缸形成的侧隙构成进气通道,并利用曲轴箱作为压缩机的进气消声室。新机型摒弃了易损件进气簧片阀,拓展了进气消声器容积,与传统摇摆活塞机型相比无故障工作时数提高约119／6、噪声降低约5～6dB（A）。研究表明,气缸向压缩行程一侧适当偏置,同时辅以较大数值的曲柄连杆比λ,可以实现活塞侧隙进气,并能确保压缩行程时密封环对气缸的密封性,另外还可减小压缩机的体积;但是,为了缓解活塞对气缸的敲击,必须设置缓冲装置,而且需要强化连杆的散热和隔热,以减小连杆轴承的温升。     

气缸气道容积与气阀流通面积比对压力脉动的影响

介绍了大型往复活塞压缩机气缸气道容积与气阀流通面积比对压力脉动的影响。     

双缸型直线压缩机非线性动力学特性分析

为获得双气缸式直线压缩机工作过程中的活塞运动特性,耦合压缩机气体作用力方程和直线电机推力方程,建立了工作过程活塞非线性动力学模型。运用能量平衡原理对非线性振动方程进行了求解,获得了动力学模型的近似解析解,分析了活塞运动的稳定性特点和工作过程幅频关系。研究结果发现:双缸型直线压缩机工作过程具有明显的自激振动特点,初始时刻压缩机运动状况不影响最终的运行结果,经过一定时间后,活塞运动会趋于稳定的极限环,最终达到恒频恒幅运动;活塞运动频率不具有"固定频率"属性,它不仅受到压缩机物理结构参数的限制,同时也受到电机推力和进气压力的影响;随着进气压力的增加,活塞运动频率增大,且在高负荷状态下,压缩机活塞运动频率主要受进气压力决定。     

制冷机型式对制冷剂替代的影响

讨论了不同类型制冷机的工作原理、应用场合、优缺点、传统工质、常用替代工质以及选择替代制冷剂时需要考虑因素的侧重点。研究表明:开启式制冷机应着重考虑替代制冷剂的安全性能;而封闭式制冷机应重点考虑替代制冷剂与材料的相容性以及替代制冷剂与润滑油的互溶性;对于活塞式制冷机而言,单位容积制冷量、单位容积耗功量、性能系数和化学稳定性是替代时应着重考虑的因素;对于螺杆式制冷机而言,替代制冷剂的单位容积制冷量、单位容积耗功量、性能系数和安全性能是主要因素;而对于离心式制冷机而言,替代制冷剂的分子质量、粘度、汽化潜热以及变工况性能则是主要因素。     

滚动转子式压缩机容积效率计算模型

探讨了滚动转子式压缩机容积效率的模拟问题.针对目前纯理论模拟方法的复杂性及不实用性等局限,采用了试验曲线模拟的方法.通过对经典性能关联式进行修正建立起一系列优化的性能关联式,依据大量有效的实验数据,运用多元非线性拟合方法求解性能关联式系数.结果表明,由该方法所建立的模型能够准确地描述变工况下滚动转子式压缩机容积效率等性能参数.     

Numerical Analyses of Hydrodynamic Lubrication and Dynamics of the Rolling Piston and Crankshaft in a Rotary Compressor

In this article, numerical analyses of hydrodynamic lubrication and dynamics of the crank, rolling piston, and vane were carried out to study the tribological performance of a rotary compressor. Dimensionless Reynolds equations of journal and thrust bearings in dynamic load condition were derived and solved numerically. To deal with the lubrication of the rolling piston, the effect of the nonuniformity of tangential velocity over the bearing surface on the Reynolds equation was taken into account. In addition, combined with the analyses of dynamics and kinematics of the crank, piston, and vane, the angular velocities of the crank and piston as well as the motion mode between the piston and vane were studied. Analysis results illustrate characteristic oil film pressure distributions of the crank and piston bearings, which are different from that of common journal bearings. Under the influences of dynamic load and eccentricity of the cam, the wedge effect as well as the stretch and squeeze effect contribute greatly to hydrodynamic pressure. The relative motion mode between the piston and vane tip is not always pure sliding but accompanies rolling in some cases, which depends on the magnitude of the friction coefficient between the piston and vane tip. The analysis results are helpful for the improvement of rotary compressor design.     

基于阀片阻抗参数的空压机容积效率问题诊断

通过对活塞式空压机簧片阀阀片机械阻抗参数的测量,探讨了阀片的固有频率和振型与空压机容积效率、簧片阀结构之间的关系,提出了基于阀片阻抗参数的空压机容积效率故障诊断方法。     

低温制冷机用线性压缩机偏置特性的理论分析与数值模拟

通过对线性压缩机泄漏量进行理论研究,并基于该理论引出活塞偏置量的理论推导过程,从理论着手,分析了压缩机偏置的影响因素,得出压缩机内间隙两端的压差及板弹簧的轴向刚度决定活塞的偏置量;并通过PUMPLinx软件建立了线性压缩机偏置现象研究的物理模型,采用数值模拟的方法,获得了线性压缩机内部压力、质量流、活塞运动的变化情况,进一步得出了线性压缩机出现偏置现象的影响因素。     

迷宫压缩机活塞速度对泄漏量影响的研究

针对迷宫压缩机活塞速度变化对泄漏量的影响,本文采用动网格分析技术,以4HS-MG迷宫压缩机的气缸和活塞尺寸为模型,对活塞运动过程进行动态仿真模拟。研究分析表明:在一定的条件下(相同的齿形、齿数、密封间隙、压比等),随着活塞速度的增加,瞬时的泄漏量是逐渐增加,而整体泄漏量是减少的。所以该动态模拟为高速迷宫压缩机设计时速度的选取具有一定的指导意义。     

汽车空调用变排量压缩机的调节特性

介绍了变排量压缩机的调节机理以及压缩机调节性能试验装置，给出了空调负荷渐变以及不同压缩机转速情况下活塞行程、制冷剂质量流量等参数的变化规律，对活塞行程变化时需要的摇板箱和吸气压力差值与活塞行程变化方向、活塞行程大小以及压缩机转速的关系进行了分析。     

船用星型压缩机曲柄连杆机构布置方案的优化分析

根据星型往复式压缩机的结构和工作特点,对压缩机进行了热力学和动力学分析,得到了压缩机在正常运转中的压缩腔内的压力。提出了星型压缩机曲柄连杆机构的6种布置方案,对比了不同曲柄连杆机构布置方案的动力学特性,得到了不同布置方案下的曲柄连杆上的作用力。通过分析发现:对于四星型压缩机,四级连杆按活塞力较大的两列对置,活塞力较小的两列对置,且由活塞力最大转向活塞力最小的布置方案时,星型压缩机的受力状况最佳。     

A numerical analysis of the interaction between the piston oil film and the component deformation in a reciprocating compressor

The piston secondary motion significantly influences the major characteristics of lubrication in a reciprocating compressor, such as the oil leakage, the piston slap phenomenon and the frictional power loss. Therefore, the design parameters governing piston dynamics should be carefully determined based upon a reliable dynamic characteristic investigation. As a preliminary research step, this paper is concerned with the finite element analysis for the piston dynamic response. By coupling FDM for the lubricating pressure field with FEM for the piston dynamic motion, we numerically approximate the lubricant–structure interaction in a reciprocating compressor. Numerical results illustrating the theoretical work are presented.