无油十字滑块压缩机高压柱塞气体泄漏模型和应用.pdf

第11期 ．s． 无油十字滑块压缩机高压柱塞气体泄漏模型及应用 林强 (南京工程学院能源与动力工程学院，江苏南京211167) [摘 要]通过建立气缸柱塞间气体泄漏的N—s泄漏模型，对柱塞和气缸间的气体泄漏量进行计算，给出了柱塞填料径向厚 度的计算公式，为确定柱塞的几何参数提供了理论依据。 [关键词]无油十字滑块压缩机；高压柱塞；泄漏模型 十字滑块压缩机结构紧凑，力平衡性好，振 动和噪音小，较好地解决了吸气阀开闭不及时和 吸气阀过热等问题。与传统活塞压缩机相 比较， 十字滑块压缩机在低压范围内其优势并不明显， 而在高压无油领域，其所具有 的结构紧凑、力 平衡性好等优点得以充分展示…[2】。但要用于高 压无油领域，其高压级活塞的设计是一个 比较关 键 的问题 。通常高压级活塞采用如图1所示的柱 塞结构，通过间隙密封的方式来达到对高压气体 图2 环形间隙示意图 的密封 ，其柱塞的长度和柱塞与气缸的配合间隙 对气体泄漏量影响较大，是柱塞设计时的主要参 数。在设计中，通常是凭经验或借鉴类似的柱塞 结构来选取这些参数，但 由于工作腔的压力及柱 E 塞直径不尽相同，使所选参数 (尤其是柱塞长度 一 [)2 参数)与实际有所差异。下面拟采用N—sN漏模 T2 型，对通过柱塞和气缸间的气体泄漏进行计算， 为确定柱塞的参数提供理论依据。 图3 泄漏通道平行平板模型 无油润滑柱塞 气缸 1间隙密封的泄漏量计算 高压缸与柱塞之间的密封属于非接触式密 封 ，其密封形式为光滑间隙密封 。假定气体流动 是对称于间隙中心的，则气缸与柱塞所组成的环 形间隙如图2所示。这里，把其泄漏通道类型看成 是平行平板模型 (如图3所示，其中U、p、T分别 为流体的速度、密度、温度，下标1、2分别代表 流体的进、出口状态)；另外，考虑到柱塞的实 际工作状态，这里仅对间隙流动的稳定状态进行 分析，即op／ot。其常用的基本方程如下3]【： 连续性方程： 作者简介 ：林强 (1965一)，男，工学博士，副教授，在南京工 图1高压级柱塞结构示意图 程学院能源与动力工程学院从事制冷空调方面的研究工作。 6． ■论文广场