点及其优缺点。第章平动转子式压缩机.设计方案的提出滑片式压缩机因具有体积小重量轻和结构简单等优点而被广泛应用于制冷与空调领域，尤其是它的结构非常紧凑，因此十分适合用作汽车空调压缩机。但是，该类压缩机存在有个明显的缺陷，这就是它的摩擦损失比较大，大约占到了压缩机全部耗功的。究其原因，主要是该类压缩机的运动副如滑片与缸孔滑片与转子转子与端盖之间存在有很大的相对运动速度，因此导致了比较大的摩擦与磨损。显然，降低上述关键运动副的相对运动速度是提高滑片式压缩机机械效率和工作寿命的有效手段之。当前，通过降低运动副的相对运动速度来实现减少摩擦的技术方案有好几种，主要有同步回转式压缩机结构旋转缸套式压缩机结构以及平动转子式压缩机结构，上述措施各有千秋，其中平动转子式压缩机的基本思路是将涡旋压缩机的平动机构移植到滑片式压缩机，亦即让转子采用平动转动的工作运转方式，方面充分利用平动转动回转半径小的特点来降低压缩机各主要运动副之间的相对运动速度，另方面保留了传统滑片式压缩机结构简单和制造方便的优点，因此该类压缩机从原理和结构上均反映有涡旋压缩机和滑片式压缩机的些特征，是种值得探讨的新型旋转式压缩机。.研究的意义斜盘式压缩机是现在汽车空调压缩机中采用的主要机型。由于旋叶式压缩机体积小重量轻启动力矩小力矩平衡性能好以及涡旋压缩机的结构紧凑高效节能微振低噪工作可靠性高等特点，是汽车空调压缩机今后的发展趋势，但旋叶式压缩机存在着摩擦损耗较大的问题。斜盘式压缩机是现在汽车空调压缩机中采用的主要机型。由于旋叶式压缩机体积小重量轻启动力矩小力矩平衡性能好以及涡旋压缩机的结构紧凑高效节能微振低噪工作可靠性高等特点，是汽车空调压缩机今后的发展趋势，但旋叶式压缩机存在着摩擦损耗较大的问题.,如图所示图旋叶式压缩机消耗图.平动转子式压缩机的工作原理平动转子式压缩机由气缸平动转子滑片端盖和进排气阀等零部件组成，另外还有引导转子作平动转动的机构，与涡旋式压缩机相似，平动转子式压缩机的平动机构可以采用十字滑环机构球形联轴器机构钢球环槽组合机构和柱销孔组合机构等等。图平动转子式压缩机结构示意图.电磁离合器.进气口.平衡块.左端盖.偏心轴颈.右端盖.滑片.平动转子.缸体.柱销.弹簧.簧片阀图给出的是基于柱销孔平动机构的平动转子式汽车空调压缩机的结构示意图，其中转子偏置在气缸内，转子的外圆表面与缸孔保持接触配合，滑片在背压离心惯性力以及弹簧的共同作用下保持与缸孔壁面接触密封。转子受转轴上的偏心轴颈驱动，并在平动机构的约束下做平动转动，图给出了该压缩机运转时平动转子处在四个极限位置时的状态，容易看出，转子确实是在做平动转动，这是平动转子式压缩机与传统滑片式压缩机的最大不同之处。图平动转子工作状态示意图平动转子压缩机的工作原理是由转子的外表面缸孔的内圆面以及两侧端盖构成个封闭的月牙形空间，该空间被滑片分隔成为若干个排气腔和吸气腔。当转子转动时，吸气腔的容积逐渐增大，气态的工质经吸气口被吸入其内与此同时，排气腔的容积逐渐减少，被封闭在其内的工质受到压缩，压力逐渐上升，当压缩压力达到足够高时工质就会推开簧片单向阀而排出排气腔。在图所示的实施例中，采用了两滑片结构，为此设置了两组排气组件，平动转子每旋转周共发生两次排气，高压排气经油气分离器后从排气口排出压缩机外，润滑油则被分离出来流回油池后再通过压差输送到各运动副。.平动转子式压缩机的基本结构平动转子式压缩机由机架转轴平动机构平动转子气缸滑片等零部件组成，图给出了该压缩机的横剖视图，其中平动转子偏置在气缸孔内，平动转子的外表面与缸孔接触配合，转轴的轴线与平动转子的轴线平行设置，两者的偏心距即为平动转子的平动转动半径，转轴的端与电磁离合器相连并受其驱动，转轴的另端伸出个偏心轴颈插入平动转子的轴孔内并驱动其转动。本平动转子式压缩机的最大特点是采用柱销与孔组合连轴器防自转机构来引导转子作平动转动，区别于涡旋压缩机，平动转子式压缩机摒弃了涡盘结构而将转子做成圆环状，这样不仅制造简单而且容易保证装配精度另外区别于旋叶式压缩机，平动转子式压缩机的叶片不再贴着缸孔壁面高速滑行，因而它的摩擦损失与磨损有望减少，机械效率和工作寿命有望提高。图平动转子式压缩机结构示意图.柱销.排气口.平动转子.缸体.转轴偏心轴颈.进气口.滑片.平动转子式压缩机的总体特点平动机构是目前涡旋压缩机的个重要组成部件，其形式主要有十字滑环机构球形联轴器机构柱销孔组合机构钢球环槽组合机构等等，考虑到制造方便，平动转子式压缩机采用十字滑环机构，如图所示，十字滑环是个封闭圆环，两侧各有对相位相差并对称布置的矩形凸键，其中对矩形凸键与转子背面的对键槽相配合，另外对矩形凸键则与机架上设置的对键槽相配合。在十字滑环的限制下，当转子受到转轴的驱动而转动时，其运动只能是平动转动。十字滑环的优点是具有自动调心功能，可以消除轴心偏移，另外十字滑环机构的结构十分简单，制造及装配非常简单。十字滑环的主要缺陷是滑块凸键与滑槽之间存在滑动摩擦，容易造成滑块磨损，因此必须对该运动副加强润滑并注意控制滑块与滑槽的配合间隙。图十字环及其运动规律为了分析十字滑环的运动规律，设方向为机架上的滑槽方向，方向为转子背面上滑槽的方向，注意机架滑槽是静止的，而转子滑槽是运动的，由于凸键依滑环直径方向布置，所以十字滑环的中心落在的轴线上并做往复运动。不难看出，十字滑环上任意点在轴上的投影运动是个简谐运动，因此十字滑环中心在轴上的位移为式中，为转子中心相对与转轴中心的偏心距，为转轴的回转角速度。对式求导，得十字滑环的运动速度为十字滑环的运动加速度为由上面的式子可以看见，十字滑环在机架上滑槽中的两极端位置时加速度最大，在中间位置时加速度为零，其加速度的数值大小与偏心距角速度的平方成正比。由于这个加速度的存在，使得十字滑环存在惯性力并引起振动，所以应尽量减少十字滑环的质量以降低惯性力。另外，根据涡旋式压缩机的使用经验，凸键动滑槽上的受力比凸键静滑槽上的受力要大，且受力变化急剧，因此十字滑环上与转子滑槽配合的凸键更加容易出现摩擦和磨损，此时可采取些工艺措施如对其进行适当的表面处理，比如氮化处理或者磷化处理等。.平动转子式压缩机重要部件的设计本压缩机的关键零部件主要有缸体转子平动滑片转轴后端盖和转轴轴承座等等。先就他们的结构选材和工艺特点进行分述缸体缸体是压缩机进行气体压缩的关键部位，它关系到整个压缩机的摩擦泄露和效率，直接影响到压缩机的性能。所以，无论气缸在设计还是制造过程中都要求非常高。其结构如图所示。图缸体从结构可知，该结构采用个定位套和个定位孔，通过采用长螺栓将轴承座缸体和后端盖连接固定在起，从而固定转子不会左右晃动。而为了保持轴承座缸体及后端盖三者能紧固起转动，故要求螺栓与其的连接采用紧固螺栓连接，并采用过盈配合。缸体的外部与壳体相配，而其内孔会与转子相碰撞转子运动时，故其内表面的粗糙度精度要求相对会高些，希望达到.。缸体的两端分别与轴承座和后端盖相紧密配合，故要求其两端的表面粗糙度能达到.。同时其配合精度尤其是形位公差要求却很高，是本压缩机必须重点控制的零部件之。其六个螺栓孔的分布有特殊要求，中间螺栓两孔的中心线与竖直中心线相重合。两边螺栓孔的夹角分别为。在两个螺栓孔的两头对称地加工深安装定位孔，用于安装时插入厚为.的套筒，保证安装时缸体转子轴承座后端盖三者在同直线上。缸体两侧切出个平台，用于安装簧片阀，便于加工排气孔。而对于其在此结构中的吸排气设计来说，我们采用轴向吸气，径向排气。对吸气口来说，只须保证其位置度，且其位置度要求也不高，而其吸气口尺寸公差可为自由公差，加工较为简单和方便，其粗糙度要求不高，比曲轴连杆式少了吸气阀。排气口的尺寸要求也不高，同样只须保证位置度要求转子高速地在型腔内转动，缸体承受的摩擦非常大，因而缸体要选择耐磨的材料。又为了减轻压缩机的总体质量和经济性及材料来源的方便性等综合考虑确定选用硼合金铸铁为气缸材料。转子其结构如图所示图转子从结构可知，该结构采用个平动柱销与后端盖相连个柱销用复位弹簧相连在起，从而带动实现转子做平动而转子与转轴之间采用滚针轴承相连。转子两端分别与轴承座和后端盖紧密相连，故要求转子的两端保持尖角。而且其外面的表面粗糙度要求也较高，尽可能达到.。本结构在选材上从以下几方面来考虑从耐磨性来考虑因为在安装叶片的轴径它要经常和气缸的内圆摩擦，所以那段轴径就得要求耐磨。从强度来考虑因为安装叶片的槽的侧材料的厚度的问题，在同厚度的基础上，必须选择种材料能达到定的强度，以保证轴的寿命。从工艺的实现和简单化来考虑。最后确定选用稀土镁球墨铸铁为转子的材料转轴其结构如图所示图转轴从结构可知，转轴的形状较为复杂，受力状况非常恶劣，其下端与电机转子过盈紧配，其上端与转轴轴承座及转子连接。转轴承受着交变的转矩和弯矩以及全部运动件的重力和不平衡轴向气体力，并通过个向心短圆柱滚针轴承的内圈支撑在推力垫片上。特别是转轴的轴芯部位设置有中空的进气道，且还开设有与润滑油道，因此受力截面相当严峻，无疑她是本压缩机设计中最为关键的个零件。为此在选材上采用对应力不太敏感且具有较高综合性能的稀土镁球墨铸铁，必要时也可采用综合性能更优的稀土镁球墨铸铁来制做。转轴采用正火处理并进行表面氮化，另外为了提高她的抗疲劳强度，还可对其进行喷丸强化。而与转轴连接的轴承有两个，其中个轴承与转轴及轴承座孔的配合方面的工艺是为了减少振动降低噪声同时兼顾成本，该轴承选用个滚针轴承，转轴轴颈与轴承的间的配合采用，轴承与轴承座孔间的配合采用。另与转子连接的轴承也同理。转轴轴颈配合表面的粗糙度取为.或者更高，其轴肩的跳动量不大于.轴承孔座配合面的表面粗糙度取为，其圆度和圆柱度不大于座孔直径公差之半，孔肩的摆动量不大于.。转轴轴线必须与转轴气缸端的端面垂直，座孔轴线必须与座孔端面垂直，两者在轴线长度的范围内，不垂直度小于.。另外如前所述，对转轴整体进行喷丸处理，以提高其抗疲劳强度。平动滑片其结构如图所示图平动滑片结构设计首先是根据转轴的滑片槽的形状来初步确定滑片的形状，之后为减少摩擦就需要把滑片与缸体的接触面设计成圆弧形，如图所示。最后是根据缸体的高度来确定滑片的长度，由偏心距和转轴轴径与缸体内径最远点的距离来综合考虑滑片的宽度，滑片的厚度则由滑片所需要的受力和材料的强度来确定，这样又反过来去确定轴上那槽的宽度。从结构可知，该平动滑片的结构较为简单，在整个系统中，我们采用个该结构的平动滑片，从而实现个工作腔，而个滑片也是通过弹簧相连来实现平动机构的。精度的设计滑片是压缩机里的重要零件，它设计的好坏将影响到容积效率等，是影响预定性能实现的先决条件，所以必须使其达到定的精度平面度平行度垂直度粗糙度等的要求是很高的。因滑片要与转子缸体相接触碰撞，故要求其表面粗糙度较高，达到.。材料的选择由于滑片是个受摩擦磨损较多的零件，所以其耐磨性硬度强度要求必须很高，由此确定选用硼合金铸铁作为该零件的材料。转轴轴承座和后端盖其结构如图和图所示图转轴轴承座图后端盖结构设计两端盖的主要功用是支撑转子的运转和气缸的密封。当中，包含了端盖定位固定轴承安装与拆卸进排气口位置润滑油的油道及螺栓孔等设计，如图和图所示。由于转轴轴承座和后端盖是和转子滑片气缸构成封