汽车空调涡旋压缩机研究.docx

·8 ·压缩机技术2003 年第 6 期 (总第 182 期)文章编号 : 100622971 (2003) 0620008204汽车空调涡旋压缩机研究韩宾(西安交通大学能源与动力工程学院 , 陕西 西安 710049)摘 要 : 叙述了涡旋压缩机的型线理论 , 推导了涡旋压缩机的行程容积公式 , 介绍了汽车空调涡旋压 缩机的基本结构 , 讨论了涡旋压缩机的几何参数和型线优化 。关键词 : 汽车空调 ; 涡旋压缩机中图分类号 : TH455文献标识码 : AResearch on scroll compressor for automobile air - conditionerHAN Bin( School ofEnergy and Power Engineering ,Xi′an Jiaotong University ,Xi′an 710049 , China)Abstract : This paper described the profile theory of scroll compressor , calculated the swept volume formula , de2 rived the basic structure of scroll compressor for automobile air - conditioner.Keywords :automobile air - conditioner ;scroll compressor1前言目前 , 汽车空调用涡旋压缩机经过改进 , 具有 运行平稳 , 噪声低 , 效率高 , 可在 13 000 r/ min下 超高速运行等其它机型所没有的优点 。涡旋压缩机具有容积式压缩机和透平式压缩机 的优势 , 具有如下特点 :(1) 效率高 。与目前普遍采用的同类往复压缩 机相比 , 其绝热效率可提高 10 %以上 , 容积效率 可提高 20 %以上 。(2) 扭矩变化小 , 振动小 , 噪声低 。涡旋压缩 机的气流脉动和机械振动大幅度降低 , 噪声降低了 5～8 dB (A) ; 因其压缩过程较慢 , 并可同时进行 多个压缩过程 , 机器运行平稳且曲轴的转动力矩变 化较小 。(3) 零部件数量少 , 重量轻 , 体积小 , 可靠性 高 。涡旋压缩机无气阀等易损件 , 主要零部件仅为 往复式的 1/ 10 , 体积减小 40 % , 重量减轻 15 %以 上 , 实现了高可靠性和机构的轻便化。正因为涡旋压缩机具有如此多的优越性 , 故对 其进行开发研制 , 并形成商品化生产具有广泛前景。2型线理论构成涡旋压缩机涡旋体的曲线可以采用线段 、收稿日期 : 2003 - 11 - 05正三角形 、正方形以及圆的渐开线 。圆的渐开线是 一条无限短的圆弧连接 , 加工方便 , 故涡旋压缩机 中多采用圆的渐开线作为涡旋曲线 , 以下仅讨论这 种型线 。211 渐开线方程如果以图 1 中的渐开角 作为变量 , 则圆的渐 开线可表示为x = a (cos + sin )y = a ( sin -cos )(1)式中 a ———渐开线的基圆半径 , m ———渐开角 , radx , y ———型线上点的坐标 , m图 1 圆的渐开线的表示若以 作变量 , 根据 r2 = x2 + y2式 (1) 可写成 : r = a1 + 2(2) 第 6 期韩 宾 : 汽车空调涡旋压缩机研究·9 ·式中r ———型线上点的极坐标半径 , m 利用式 (2) 可计算渐开线的展开长度为 l = ∫d l = ∫rd = ∫a1 + 2 d 由于涡旋体有一定宽度 , 在图 2 的坐标系中 , 如以α作为基圆上渐开线初始角 , 则涡旋外侧及内侧 的渐开线分别表示为涡旋圈数 : m = N + 1/ 4 涡旋体高度 : h (m) 回转半径 :r =( P - 2 t) / 2213行程容积及内容积比在图 3 所示的圆的渐开线上取微小面积元 d S , 则d S = 1/ 2 ( a) 2d x0 = a{ cos ( 0- α)+ 0sin ( 0- α) }由此求得图中斜影线部分的面积 S 为23y0=a{ sin ( 0- α)-0cos ( 0- α) }(3) xi= a{ cos ( i+ α)+ i sin ( i+ α) }yi= a{ sin ( i+ α)-icos ( i+ α) }(4)L = 总展开角 ·π·α + t/ 2式中0 ,i ———分别为涡旋外侧及内侧的展开角 , radx0 , y