涡旋压缩机英文论文(翻译)

涡旋式汽车空气压缩机的设计与制造艾克考比，JA；伊，OI 生产工程部，贝宁城市大学, 贝宁，尼日利亚摘要：这项工作的重点在于汽车用空调涡旋压缩机的设计制造。

涡旋压缩机是一种容积式压缩机，用两个互相配合的螺旋形涡盘压缩空气。

这是半封闭压缩机的设计，具有噪音小，性能可靠，效率高等优点。

@ 詹姆斯压缩机的主要功能将低压区的液体压缩和输送到高压区（罗杰斯；梅，1994）。

压缩机可分为位移式和涡轮式。

位移型进一步分为往复式和旋转式（可瑞克斯，1995）。

涡旋压缩机是一种新型的旋转式压缩机。

它的排量是靠两个相互啮合的螺旋形涡齿的压缩作用来实现的，其中一个是固定的，而另一个是有其固定轨道的，（安斯赫尔，2004）。

汽车空调系统用的典型的涡旋压缩机主要由以下几部分组成：涡齿，壳体，轴，轴承，冷冻室，橡胶密封件，平衡弹簧，电磁离合器和压力阀，如图6所示现代的涡旋压缩机技术的发展在20世纪70年代，涡旋压缩机的概念是由制冷行业提出来的。

而由他们介绍进入空调行业在上世纪80年代末，涡旋压缩机在住宅和商业应用上取得了广泛的成功。

空调压缩机主要用在小型公寓和车辆系统，如用于加热和冷却的个人家庭或企业热泵系统。

更大的压缩机是在商业领域中的应用，如冷冻机、多种冷凝机组系统。

制冷涡旋压缩机的应用范围很广，包括超市货架，散装牛奶冷却运输货车和海运集装箱等（美国制冷学会，1998；载体，2004）在这种情况下，我们提出了汽车空调涡旋压缩机的设计制造。

而据我所知，目前我们没有国产的压缩机。

致使大量的外汇用于进口它们。

因此，本研究致力于涡旋压缩机的设计和制造技术，以促进我国压缩机技术的发展从而使我们的经济得到改善。

工作原理：压缩过程的设计理念是基于两个相互啮合的涡旋盘压缩使（如图1所示）空气通过旋转轴与电机相连。

上部和下部的涡旋叶片形成新月形的压缩腔。

为降低滚动轨道，密封点在叶片两侧向内移动，推动月牙形的压缩腔向渐开线中心移动。

而随着压缩腔的移动，他们的容积逐渐减少，气体得到压缩（麦卡洛，1979；王；乔培，1994）。

第一轨道开始的两个涡齿的两端完全开放，开始向间隙中充入低压制冷剂气体。

转动的轨道最终闭合制冷剂气体的第一压缩腔。

作为第一个轨道的两端，第一对新月形压缩腔具有向内移动到中间位置，转动的外端开始重新开放接纳更多的低压制冷剂气体。

第二轨道推动第一压缩腔内的气体向涡旋中心移动，不断减小气体的体积和增加气体压力。

第三轨道开始的新月形压缩腔涡旋中心的外面，作为第三轨道继续压缩，叶片的内端断开触点靠近排气孔，第三轨道继续压缩机循环，排出高压制冷气体。

动涡盘的设计图纸，涡旋示于图1-7。

压缩机的参数：轴做的是沿轨道运动的旋转运动，所以必须进行压缩机制平衡配重。

以下是在轴的设计时需要考虑的参数：扭转力矩·轴的直径（D）·剪切应力（τ）·扭转角（θ），允许负载（Fmax），壳体厚Tc轴的设计：轴是设计用来动力传输的，确定一个合适的直径，在操作过程中各种负荷和工作条件下的测定，以确保令人满意的强度和刚度。

轴通常是圆形的横截面可以是空心的或实心的。

在许多标准文本中，阐述了其设计（希格利；米施克，2001厅，等。

2002 可米和格普塔，2005）。

轴做的是沿轨道运动的旋转运动，所以必须进行压缩机制平衡配重。

（投影图如图3所示）。

我们在考虑压缩机轴与叶片的设计时对高压5叶片倾斜72oº角。

图7： 涡旋压缩机的组装图 扭矩：等价于 23.38Nm 轴径： 其中：Kb ：疲劳系数应用于弯曲力矩Kt ：疲劳系数施加扭转力矩Mb ：弯矩Mt ：扭矩但轴只有扭转应力和因此KT 是统一的KT = 1 假设KB = 1.5。

从弯矩图计算我们的最大弯矩，允许轴= 37.18nm使用ASME 规范的实心轴方程式。

Mt =23.88Nm 和Mb =37.18Nm得到d= 0.01428 m ，或 d=14.28 mm从轴的ASME 标准尺寸，我们使用轴直径15mm 因此，D = 4×15 = 60 J=1.277x10-6;3.剪应力 (τ 评估值为 : 1.4×105N/m 2;4. 扭转角(θ)=584Mt LGd4 评估值为：0.44°;5. 最大负荷（负荷量）刚度为：F max =3ΔeiL 3 ;其中（转动惯量）= d 464 相当于 2.00×10-9;因此F MAX的评估值为7.8 KN9.30×10-3毫米表1：轴规格特性数值电动机功率（P） 7.50 KW电机的转速（N）3000 rev/min疲劳因素弯矩（KB） 1.50疲劳因素对扭矩（KT） 1.00轮重（W）165.00 N叶片数量 5角（O） 72°张紧力侧（N1） 356.00 N松皮带张力（N2）160.00 N电机的转速（NM）3000 rev/min额定功率（P）7.5 KW单位质量（M）0.12 Kg摩擦系数（F）0.30轴径（D）15.00 mm轴重（WS）9.98 N轴的剪应力（SS） 1.4 x 105 N/m2轴的扭转角（θ）0.440横向刚度（Fmax）7.80 KN轴偏转（Y）9.3x10-3 mm压缩机外壳设计：压缩机壳体在内部压力的影响下有破裂的发展趋势。

这就需要设计的外壳的厚度，以便能承受很高的内部压力，在操作过程中。

套管厚度按C T方程7设计。

腔之间的泄漏室：理想情况下，涡旋压缩机的两个涡盘保持完美的接触旋转，在现实中机器的情况不是这样足够的精确，而是有一个窄窄的间隙。

差距约一微米，这可能会增加磨损或加工不良，它是已知的，如果达到八微米，压缩机就不能正常工作了。

这就是为什么我们要分析流经该间隙，以确定是否泄漏在压缩机相邻的腔室中。

几何原理图参见图8（豪厄尔，2001）。

标准的厚度D和长度L分隔两个压力为P1和P2的相邻腔室。

其中的长度尺度L似乎有点不确定。

采用沿间隙的X和Y方向穿过一个局部坐标系统的方法。

相对于这些坐标表示的底部和顶部涡旋壁（这两者都是随着压缩机旋转）的可压缩流动控制方程---斯托克斯方程其中ρ，U和P代表密度，速度和压力，λ和µ的膨胀系数和剪切粘度和d / dt的比值就是对流导数。

方程（1）代表了质量守恒定律，并且必须以任何速度U和密度ρ的满足，而方程（9）是通常可压缩流体--斯托克斯方程的推广，这是如果你设置为零恢复的点。

在压力∆变化之间的差距，我们可以推导出一个典型的粘性阻力气体流速平衡压力梯度的方程（2）（奥克登，1995）我们可以立即从速度规模中推断出泄漏了一个典型速率U，气体速率的泄露是UD率，所以在一个周期的累计损失通常是UD / W（段伦，等。

1994）我们也比较这一腔原区得到气体的相对损失和泄漏。

表2：泄漏室之间的参数估计财产约值粘度（µ）10-5 kg / m间隙厚度（D）10-6 m接触长度（L）10-2 m旋转频率（W）47.33 s-1压力变化（∆P） 1.60×106 Pa涡旋压缩机腔之间的泄漏估计参数值显示在上面的表2中，相对损失约0.3%，很小，然而，它是明确的，用来增加D.高度敏感的制造工艺：涡旋压缩机的主要部件是曲轴，壳体，轴和压缩室。

涡旋压缩机的其他部分都有橡胶密封件，平衡弹簧；轴承，离合器压力阀等物品。

所以我们有我们的三个主要部分构成：曲轴，外壳和轴，压缩室由于形状复杂。

（剖视图如图2所示）曲轴：加工这些曲轴的钢坯加工成独立的渐开线曲线的形式和约束一个边缘的坚实平台。

曲轴有一个固定件，而其他旋转轨道绕转子中心运动。

这两个元素（在图所示相同的螺旋。

1和9），安装有1800相位差，有防自转机构，在这种情况下，十字滑块联轴器用于确保这些相同的螺旋组装1800相位差。

奥尔德姆联轴器在一个固定角位置上，防止自转同时允许在一个轨道的径向方向上卷轴运动。

轨道运动的幅度依赖于基圆半径和壁厚。

壳体制造方法：用厚度4mm的钢板制造压缩机壳体。

从经济角度我们选择制作加工的车床和焊接的部分。

涡旋压缩机壳体为圆筒形容器垂直分为低压和高压端。

壳体的最大容量是制冷剂吸入压力时。

一个小高压区置于压缩机的静涡盘用来降低气流脉动的声音和振动。

冷制冷剂通过下连接吸入气体进入大吸壳/套管。

气体速度在润滑剂和少量的液体制冷剂作用下从气体中分离时大幅下降。

在涡旋压缩机的吸气时，向上穿过到达曲轴的转子。

油带到压缩机的制冷剂气体夹带的雾量小，提供了必要的涡旋叶片的润滑密封。

压缩气体通过单向阀进入高压腔然后离开压缩机壳体通过排气孔排出。

壳体的下部为油储器。

压缩机高容量储槽能够在长时间运行和大量的制冷剂作用下系统操作。

测试压缩机：装配好的涡旋压缩机，接下来是测试机器能否正常工作。

在以下的观察和试验下完成：。

吸入空气在压力作用进入压缩机。

在出口处的空气量与入口处成正比。

压缩机的主要目的（即增加压力，制冷剂气体温度）实现。

几个测试项目和结果如下表。

初始压力= 1.01×105 N/m2（大气压力）的初始温度为27℃表3：试验结果系列号输出压力(N/m2) 输出温度（°C）效率%实验1 1.42 x 105 57.60 63.73实验2 1.37 x 105 54.20 56.67实验3 1.65 x 105 71.80 93.33实验4 1.62 x 105 70.20 90.00实验5 1.59 x 105 68.10 85.63然后，相应的平均效率为77.88%讨论：设计概念是基于两个互相配合的涡旋盘通过曲轴与皮带轮的帮助，从电动机通过皮带驱动压缩机。

机器的尺寸是根据严格的计算的。

今天，世界上使用汽车空调涡旋压缩机的都是小尺寸。

制冷气体的压力进入压缩机决定压缩机出口的压力大小。

结论：我们在这项工作中，提出了涡旋压缩机的设计制造。

本机（压缩机）有助于压缩进入车辆空调系统的冷凝器的空气，然后到接收器，膨胀阀，蒸发器。

压缩机运行效率为77.88%。

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