旋叶式压缩机型线设计与理论研究

论文摘要

作为汽车空调装置的核心压缩技术的发展一直备受世界各国汽车制造商所关注。旋叶式压缩机作为一种新型的压缩机具有体积小、结构简单、零件少、运转平稳等优点,已成为现代汽车空调压缩机的主流.型线设计作为旋叶式压缩机的关键技术之一,各国学者在型线研究方面作了大量工作,但目前仅停留在对传统的型线的设计与分析上,没有提出一种通用优化的缸体型线设计方法。论文在对旋叶式压缩机进行了深入细致的研究的基础上,建立统一的叶片运动学模型,应用等距曲线包络原理对旋叶式压缩机缸体型线进行设计与分析,形成一套新型的旋叶式压缩机型线设计理论并开发出一套适用于旋叶式压缩机型线设计与分析的计算机辅助设计软件系统,对指导新型旋叶式压缩机产品的设计和缩短产品研发周期均具有重要的理论意义和工程价值。论文课题来源于机械传动国家重点实验室开放基金资助（项目编号:SKLMT-KFKT-200905）,论文研究工作主要包括以下内容:1、系统研究分析了国内外各类汽车空调压缩机的发展现状,重点探讨了旋叶式压缩机的研究现状及其存在的问题,指出了前期研究成果对新型旋叶式压缩机设计与研究的制约因素,并提出了新型叶片偏置式旋叶式压缩机型线的设计思想。2、对旋叶式压缩机进行了详尽的结构分析,深入分析其工作原理,找出叶片对心式和叶片偏置式旋叶式压缩机结构参数中存在的差异,并对压缩机工作性能的主要评价指标基元容积、排气量等进行建模计算,提出的数学模型和导出的计算公式对旋叶式压缩机的分析设计具有普遍意义。3、对旋叶式压缩机进行全新的建模。通过对旋叶式压缩机工作原理和截面结构的深入研究,建立了叶片对心式和叶片偏心式旋叶式压缩机统一的运动学、动力学分析模型,并应用等距曲线包络等理论分析了旋叶式压缩机工作时叶片实际的运动学性能,为旋叶式压缩机的型线的设计提供了准确的理论指导。4、对叶片常用运动规律深入研究,分析得到具有良好工作性能的叶片运动学方程并运用型线设计的基础理论设计得到新型组合型线,运用该型线的旋叶式压缩机增大了排量,提高了压缩效率及容积效率,叶片运动的速度与加速度均无突变,叶片对缸体无冲击,同时提高了缸体与转子间的密封性。该技术已申报国家发明专利（专利申请号:201010517105.6）,目前正处于审查阶段。5、研制开发出了基于Windows环境下旋叶式压缩机的设计与分析计算机辅助设计系统,为旋叶式压缩机新型产品的开发提供了快速设计分析工具。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究目的、意义
• 1.4 课题主要研究内容
• 1.5 课题的研究成果
• 2 旋叶式压缩机的工作原理及排气量计算
• 2.1 结构及工作原理
• 2.1.1 旋叶式压缩机的结构
• 2.1.2 旋叶式压缩机的工作原理
• 2.2 基元容积及排气量计算
• 2.2.1 基元容积计算
• 2.2.2 排气量计算
• 2.3 本章小结
• 3 旋叶式压缩机的运动学、动力学研究
• 3.1 运动学数学模型的建立
• 3.1.1 叶片位移与转子转角的关系
• 3.1.2 叶片速度与转子转角的关系
• 3.1.3 叶片加速度与转子转角的关系
• 3.1.4 应用实例分析
• 3.2 基于Pro/E Mechanism 的运动仿真
• 3.2.1 零件建模与装配
• 3.2.2 软件仿真分析
• 3.3 旋叶式压缩机动力学模型的建立
• 3.4 本章小结
• 4 旋叶式压缩机叶片运动规律研究
• 4.1 叶片运动规律的选择
• 4.2 叶片常用运动规律研究
• 4.2.1 等速运动规律
• 4.2.2 等加速等减速运动规律
• 4.2.3 简谐运动规律
• 4.2.4 摆线运动规律
• 4.3 组合运动规律研究
• 4.3.1 修正的等速运动规律
• 4.3.2 组合摆线运动规律
• 4.4 叶片运动规律的评价
• 4.5 本章小结
• 5 旋叶式压缩机缸体型线的设计
• 5.1 旋叶式压缩机型线要求
• 5.2 缸体型线的设计理论
• 5.3 新型缸体型线的设计
• 5.4 缸体型线的加工工艺
• 5.5 本章小结
• 6 旋叶式压缩机辅助设计系统
• 6.1 辅助设计系统开发的理论支撑
• 6.1.1 C++builder 简介
• 6.1.2 软件实现和系统模型的建立
• 6.2 旋叶式压缩机辅助设计系统介绍
• 6.3 本章小结
• 7 全文总结
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录