低摩擦平动转子式汽车空调压缩机的研究

摘要

滑片类压缩机因具有体积小、重量轻以及动平衡性能好等优点而得到非常广泛的应用，是目前汽车空调压缩机的主流机型之一。但是，传统滑片式汽车空调压缩机长期存在机械效率低和工作寿命短等弊端，究其原因主要是压缩机的关键运动副如滑片与气缸、滑片与端盖以及转子与端盖之间存在有较大的相对运动速度或接触力，因而产生了较大的摩擦损耗和部件磨损，这是传统滑片式汽车空调压缩机一直未予解决的老大难问题。 本文提出一种结构新颖的平动转子式汽车空调压缩机，其思路是将涡旋压缩机的平动思想移植到滑片式压缩机，使压缩机的转子及滑片做平动转动，由此改变了传统滑片式汽车空调压缩机的工作方式，故而获得低摩擦的效果。平动转子式压缩机实现低摩擦低磨损的要诀在于：1）大幅度地降低滑片与气缸之间、转子与气缸之间的相对运动速度；2）大幅度地减少滑片与气缸之间的相互接触力；3）大幅度地缩短滑片相对于气缸的滑移路程。其实这正是本文的贡献和特色之所在。 本文的主要工作可以归纳为以下几个方面： 1）首先，完成平动转子式压缩机的设计研究，包括压缩机的整体设计、进气系统设计、排气系统设计、润滑系统设计以及关键零部件的设计，给出了设计要点和设计实例，讨论了平动装置的实现方案； 2）其次，建立了平动转子式压缩机的运动学模型，推导了主要运动副滑片与气缸、滑片与转子以及转子与端盖之间的相对位移和相对运动公式，并进行了计算分析，从理论上讨论了平动转子式压缩机实现减少摩擦损失的缘由； 3）最后，利用Adams软件对平动转子式压缩机进行了动力学仿真，从主要运动副的接触力、摩擦功耗等方面，比较了平动转子式压缩机与传统滑片式压缩机的差异和区别，证实了平动转子式压缩机的优势原因。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1汽车空调压缩机的发展历程

1.2滑片类汽车空调压缩机减摩技术研究现状

1.2.1国内外新型机构介绍

1.2.2国内外主要研究方法

1.3本课题的研究背景与来源

1.4本章小结

第二章平动转子式汽车空调压缩机的减摩原理

2.1减摩技术方案与路线

2.2平动转子式汽车空调压缩机的平动机构

2.2.1柱销／孔组合式平动机构

2.2.2平动环式平动机构

2.3平动转子式汽车空调压缩机的减摩原理

2.4本章小结

第三章平动转子式汽车空调压缩机的结构设计

3.1总体结构设计

3.1.1总体布局

3.1.2设计要点

3.2主要设计参数

3.3进气系统的设计

3.4排气系统的设计

3.5润滑系统设计

3.6重要零件的设计要点

3.6.1缸体的设计要点

3.6.2转子的设计要点

3.6.3转轴的设计要点

3.6.4滑片的设计要点

3.6.5轴承座和后端盖的设计要点

3.6.6排气阀组的设计要点

3.7本章小结

第四章平动转子式汽车空调压缩机的理论研究

4.1汽车空调热力系统简介

4.1.1热力系统的构成

4.1.2热力过程计算

4.2压缩机运动学计算

4.2.1滑片／气缸的相对运动

4.2.2滑片／滑槽的相对运动

4.2.3滑片／端盖的相对运动

4.2.5转子／端盖的相对运动

4.3本章小结

第五章平动转子式汽车空调压缩机的仿真分析

5.1多刚体动力学软件Adams与动力学仿真技术

5.1.1动力学仿真技术原理

5.1.2.Adams模块介绍

5.1.3 Adams的多刚体算法

5.1.4 Adams仿真分析流程

5.2虚拟样机模型的建立

5.2.1建模方案的确定

5.2.2建模原则

5.3转子的运动仿真

5.3.1转子运动轨迹

5.4滑片运动仿真

5.4.1平动转子压缩机滑片运动仿真

5.5基于Adams的预紧弹簧设计研究

5.5.1 Adams参数优化原理

5.5.2预紧弹簧力设计研究

5.6滑片动力仿真

5.6.1接触力仿真与对比

5.6.2摩擦力与摩擦功率仿真计算对比

5.7本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2有待进一步解决的问题

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间的科研成果

攻读硕士研究生期间发表的论文

攻读硕士研究生期间参与的科研项目