（毕业设计全套）平动转子式汽车空调压缩机设计（打包下载）

转子上任意点在轴上的投影运动是简谐运动，在轴上的位移为转子运动速度为转子运动加速度为因此，转子两极端位置时，加速度最大，在中间位置时，加速度得于零，其加速度的大小于偏心轴颈的偏心量角速度的平方成正比。

滑片运动分析与计算平动转子式压缩机的转子采用平动转动的工作方式，因此回转半径很小，与传统滑片式压缩机相比，平动转子式压缩机的转子与气缸转子与端盖滑片与缸孔等关键运动副之间的相对运动速度较小，特别是在滑片外端部与气缸孔的接触处，传统滑片式压缩机在此部位消耗的摩擦功最多，占到了总摩擦功的，其主要缘故就是滑片外端紧贴着缸孔高速滑行。

而平动转子式压缩机的最显著的优势正是解决了滑片与缸孔摩擦磨损大的棘手难题，如图所示。

图平动转子式压缩机计算简图设平动转子的轴线与气缸的轴线之间的偏心距为，滑片与气缸的接触点为，气缸半径为，平动转子的角速度为，另外设转子的转角为，接触点为对应的转角为，则有对上式求导可方便地得到滑片外端相对于缸孔的滑移速度为式中为转子相对于气缸的偏心率，其数值可参照滚动活塞式压缩机，通常，在本案例中.。

由于的数值较小，由式可以求得的最大数值另外，接触点的平均滑动速度为由和两式可见，平动转子式压缩机的滑片与缸孔之间的相对运动速度很小，另外它的相对滑移量也很小，这就意味着该类压缩机的摩擦和磨损亦小，换句话说这将有利于提高压缩机的机械效率和工作寿命。

.动力学模型滑片受力分析在滑片压缩机中，滑片承受其所接触的气体或润滑油的压力滑片槽及气缸内壁的约束力和摩擦力，以及自身运动所产生的惯性力。

图是滑片的受力分析图。

图滑片受力分析图下面对各个作用力逐个进行分析约束力和摩擦力为气缸内壁对滑片的约束力，方向是沿气缸型线点的法线方向，并指向气缸圆心。

为气缸内壁对滑片的反作用力，方向是沿转缸内壁型线点的切线方向，与旋向相反，其大小为为滑片槽口处对滑片的约束力，方向垂直于滑片并与旋转方向相同者为。

为滑片槽口处对滑片的摩擦力，方向沿滑片中心线并与方向相反。

其大小为为滑片槽在滑片尾部对滑片的约束力，大小待求，方向垂直于滑片并与旋向相同者为。

为滑片槽对滑片尾部的摩擦力，方向沿滑片中心线并与方向相反。

其大小为摩擦系数的值，取决于摩擦副的材料表面加工质量润滑状况及相对速度等因素，其推荐取值范围见表，在本文的仿真计算中其取值为.。

表摩擦系数的推荐取值范围滑片材料及润滑状况钢质滑片滴油铸铁滑片喷油酚醛树脂纤维层压板滑片喷油石墨滑片无油惯性力为滑片的牵连惯性力离心力，其作用点在滑片的质心，方向沿滑片中心线向外，大小为为滑片的科氏惯性力，其作用点在滑片的质心，方向垂直于滑片方向，并与的方向相反，大小为为滑片的相对运动惯性力，其作用点在滑片的质心，方向沿滑片方向，并与的方向相反，大小为气体力为气体压力差作用在滑片伸出部分的气体力，其作用点为滑片伸出部分的中点，方向垂直于滑片且与旋转方向相反，其大小为其中为压缩腔吸气腔内的气体压力，吸气腔内压力不变，压缩腔内的压力可根据等熵压缩过程并结合压缩基元容积随转轴转角的变化规律进行计算，为滑片伸出滑片槽的长度。

为滑片槽内气体压力作用在滑片尾部侧面上的力，其作用点为滑片的质心点，方向沿滑片中心线朝外，其大小为式中，为滑片的宽度，为滑片沿轴向的有效长度。

工质及润滑油对滑片的粘滞阻力，因其数值相对较小，故分析中略而不计。

转子受力分析图作用于转子上的气体力如图所示，滑片压缩机第个基元内的气体压力作用于转子弧面上所形成的气体力为假设第个基元的位置角为，则第个基元的位置角为，于是在坐标轴上的投影为作用于转子上的气体力在轴正方向上的分力为在轴正方向上的分力为作用于转子上的气体力合力为气体力的合力与轴正向的夹角为作用于转子上的力除气体力外，还有滑片与滑片槽之间的约束力。

求解步骤与气体力求解步骤相同。

作用于转子上气体力和约束力起构成了转子轴承的载荷。

.转子的动平衡计算我们知道，机械在运转时，构件所生产的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力。

增大运动副中摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，影响机械本身的正常工作，也必将引起机械及其基础产生强迫振动，甚至产生共振。

会导致工作机械及其厂房建筑受到破坏。

因此，机械平衡的目的就是设法将构件的不平衡惯性力加以平衡以消除或减少惯性力的不良影响。

在机械中，由于各条件的结构及其运动形式的不同，其所产生的惯性力和平衡方法也不同。

而转子的不平衡惯性力可利用在其上增加或除去部分质量的方法加以平衡。

其实质是通过调节转子自身质心的位置来达到消除或减少惯性力的目的。

根据理论力学可知，则是刚性转子，故本设计中的转子是刚性转子，其平衡，是按其理论力学中的力学平衡理论进行的。

而对于其动平衡方面的计算，我们应同时要求其惯性力和惯性力偶矩的平衡。

对于轴向尺寸较大的转子.，其质量就不能分布在同回转平面内，而往往是分布在若干个不同的回转平面内。

这时即使转子的质心在回转轴线上，但各偏心质量所形成的惯性力偶的不平衡，而且其作用方位时随转子的回转而变化的。

这种不平衡只有在转子运转时才能显现出来的，故称此类转子为动平衡转子。

对于动不平衡转子，通过选定两个回转平面Ⅰ及Ⅱ作为平面基面，再分别在这两个面上增加或除去适当的平衡质量，使转子在运转时各偏心质量所产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。

刚性转子动平衡的条件各偏心质量包括平衡质量产生的惯性力的矢量和为零，以及这些惯性力所构成的力矩矢量和也为零，即，动平衡计算是针对结构动平衡转子而进行的平衡计算。

即根据其结构计算确定其上需增加或除去的平衡质量，使其设计时获得动平衡。

如下图所示转子中，设转子上的偏心质量，和分别在回转平面内，其质心的向径分别为。

当转子以等角速度转动时，平面内的偏心质量所产生的离心惯性力在转子的两端选定两个垂直转子轴线的平面，。

设与相距，平面到平面的距离分别为。

可用分解到平面和中的力来代替。

.本章小结在本章中，我们用了大量的文字，公式来分析并计算了平动转子式压缩机的热力学方面，运动方面，动力学模型方面和转子的动平衡方面的分析与计算。

从本章中我们可知，在平动转子式压缩机的结构中，滑片和转子这块是相当重要的，占着无可替代的地位。

因此，我们在设计时，对这两零件无论是在工艺上，精度上，还是在其选材上，位置的安放，尺寸的选择等的要求都是极其之高和严格的。

第章制冷剂润滑油及附件.制冷剂选用制冷剂时应满足的基本条件制冷剂应具备的基本特性应是在标准大气压下的汽化温度即蒸发温度较低，冷凝压力不宜过高要容易凝结单位容积制冷量要大，汽化潜热大，比容小无毒，不燃烧不爆炸，无腐蚀，使用安全价格便宜，容易取得。

随着大气臭氧层被破坏问题的发现，还要求对大气臭氧层无破坏作用，使全球温暖化潜能值小。

作为制冷剂，应符合以下几个条件.热力学性质方面工作温度范围内有合适的压力和压力比。

蒸发压力≧大气压力冷凝压力不要过高冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大单位制冷量和单位容积制冷量较大。

比功和单位容积压缩功小，循环效率高。

等熵压缩终了温度不能太高，以免润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。

.物理化学性质方面无毒不燃烧不爆炸使用安全。

化学稳定性和热稳定性好。

对大气环境无破坏用。

.迁移性质方面粘度密度尽量小。

导热系数大，可提高传热系数，减少传热面积。

.其它原料来源充足，制造工艺简单，价格便宜，容易采购。

改用时采用的措施由于与在性能上有些不同包括制冷性能和对材料的相容性，因而汽车空调系统改用需要在结构和材料上做定的改动。

由于各种汽车空调系统的结构略有不同，所需进行的改动不完全相同，但更换润滑油干燥剂橡胶密封材料连接软管材料膨胀阀及各类压力阀的设定值等项措施是定要采取的。

图是汽车空调采用所需改动的图示。

图空调系统的改动对于现有汽车空调系统以为制冷剂，要改用以减少对大气臭氧层的破坏，可采用下列措施将连接软管换成尼龙内衬软管。

将贮液干燥器换成适合的干燥剂应是或。

有可能时应将形圈变成橡胶。

若原有的完好无损也可不换，但氟橡胶的必须换掉。

用适合的的溶剂或酯类润滑油清洗压缩机及空调系统内腔。

释放或清洗用的应回收。

必要时清洗遍。

换上适合的润滑油或。

按正常方法加注，但操作工具要换成专用的。

其中对原有系统进行必要的清洁是很重要的，主要是清洗掉原系统中残存的矿物油，因为在系统中若存有较多矿物油会导致金属腐蚀和镀铜，破坏制冷性能。

.润滑油的选择选择润滑油需满足的要求在制冷压缩机中的润滑油通常称为冷冻机油，简称冷冻油，在压缩机运行中起着重要作用。

制冷压缩机中冷冻机油的品种规格及数量是否合适对系统的制冷效果及压缩机的寿命都有极大的影响。

冷冻机油是种深度精制的专用润滑油，需具备定的性能，以满足不同机型不同制冷剂的需求。

因此，我们在选择润滑油时需满足以下几方面的要求与制冷剂要互溶。

在制冷系统的所有可能的压力温度范围内，都要与所采用的制冷剂互溶，至少要半容。

若两者不相容，则冷冻机油会从冷凝器的液态制冷剂中分离出来形成油塞，阻碍制冷剂流动，并在通过节流孔毛细管或膨胀阀进入蒸发器时造成溅爆，增加噪音。

要有适当的粘度。

粘度是指液体粘稠的程度。

冷冻机的粘度过大或过小都对压缩机工作不利。

油的粘度越大，压缩机因克服阻力而损耗的能量越多即功耗越大，需要的启动力矩也增大，压缩机部件所承受的压力也要相应增大，油的粘度过小，则轴承及相对运动的摩擦副处不能建立起所需的油膜，会加速磨损，而且影响机械的密封性能。

油的粘度过大和过小都会引起气缸温度升高，造成排气温度增大，影响制冷系统正常工作。

不同型式的压缩机由于结构间隙转速范围不同，要求不同粘度的润滑油。

般而言，间隙小负荷小，转速高的压缩机应采用粘度较低的冷冻油反之，用粘度高些的。

要有较好的粘温性能。

润滑油在制冷系统中工作时会遇到高达以上的高温工作条件，又会遇到以下的蒸发低温工作条件，所以要求油的粘度在温度变化试要小，即在各种温度条件下都具有良好的润滑性能，这就是粘温性能要好。

要有较好的低温流动性。

若低温流动性差，则低温时润滑油会沉积在蒸发