理论教育 气缸的结构参数优化方案

气缸的结构参数优化方案

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在滚动转子式制冷压缩机中,气缸的主要结构参数为气缸的相对偏心距和气缸相对高度,这两个结构参数是表征气缸结构以及工作完善程度的重要参数,在压缩机设计时,须综合分析,合理选取。

气缸的结构参数优化方案

在滚动转子式制冷压缩机中,气缸的主要结构参数为气缸的相对偏心距和气缸相对高度,这两个结构参数是表征气缸结构以及工作完善程度的重要参数,在压缩机设计时,须综合分析,合理选取。

1.相对偏心距与相对气缸高度

相对偏心距是指偏心距与气缸半径之比,即

相对偏心距的大小对压缩机的结构尺寸以及气缸容积利用率都有很大的影响。由式(3.10)和式(3.151)有

VtR2(2-ε) (3.152)

气缸的容积利用率为

气缸容积利用率K反映气缸容积的有效利用程度,K值越大,气缸的容积利用率越高,也就是在相同输气量的情况下,气缸尺寸较小;相反,K值越小,气缸利用率越低,气缸尺寸较大。一般情况下,K=0.15~0.36。

气缸的相对高度是指气缸高度与气缸直径之比,用λ表示,即

式中 D——气缸的直径。

将式(3.152)改写为

Vt=2πR3ελ(2-ε) (3.155)

由式(3.155),可以得到气缸直径的表达式为

式(3.156)反映了气缸直径D与无量纲参量ελ之间的关系。当气缸的容积一定时,ε增大,则D减小,压缩机的尺寸和重量减少;ε减小,则D增大,压缩机的尺寸和重量增大。

因此,从提高气缸容积利用率和减少压缩机重量和体积的角度出发,相对偏心距ε选大为好,但相对偏心距ε如果取得过大,则随着偏心距加大,不但压缩机结构设计困难,同时滑片与滚动转子的接触力和磨损增大,引起压缩机功耗增大,可靠性降低,因此,相对偏心距ε的取值范围为0.08~0.20。(www.daowen.com)

由式(3.155)可知,当Vtε不变时,气缸相对高度λ增大,压缩机的径向尺寸缩小,当VtR不变时,λ增大势必引起ε减小,使压缩机容积利用率减小。

2.相对偏心距和相对气缸高度对性能的影响

相对偏心距ε和相对气缸高度λ的变化将影响滚动转子和滑片的受力状态,以及从压缩腔向吸气腔的泄漏量,从而影响压缩机的性能指标。

(1)对滚动转子气体力的影响

根据式(3.89)和式(3.156),作用在滚动转子上的气体力可表示为

(2)对滑片气体力的影响

根据式(3.67)、式(3.73)和式(3.156),作用在滑片两侧面气体力可表示为

(3)对泄漏量的影响

气缸内部的泄漏气体量随泄漏间隙长度增加而增大,泄漏间隙长度可以表示为

从式(3.157)~式(3.159)中可以看出,气缸相对高度λ增大,滚动转子与滑片所承受的气体力增大,泄漏间隙长度以及滚动转子与滑片的摩擦面积增大,从而导致受力状态恶化,泄漏量及摩擦功增大。

但气缸相对高度λ也不宜过小,过小则会使气缸直径增大,即气缸的径向尺寸过大,造成压缩机的体积增大,一般推荐λ=0.25~0.6。

综上所述,相对偏心距在一定程度上影响了气缸的容积效率和压缩过程的长短,相对气缸高度则影响着压缩机的受力状况。

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