（图纸 论文）平动转子式汽车空调压缩机设计

随着生活水平的逐步提高，汽车已成为人们生活中的必需品，成为房间生活的延伸部分。

对房间环境的要求同样延伸到汽车上，空调便是其中个重要内容。

汽车上安装空调装置的主要目的在于营造个舒适的环境条件。

汽车空调是从暖气开始的，最初是用煤炭脚炉取暖及把排气管从车室内通过。

第台完整的汽车空调装置出现在年，它包括个加热器套通风系统及个空气过滤器。

从年起，美国开始着手研制汽车冷气机，到了年，美国公司首次在汽车上采用制冷装置，其后到年代中在美国生产的牌轿车上安装了冷暖兼容的整体式空调装置，年代空调装置才开始在汽车上普及并获得迅速发展。

根据粗略统计，截至年代末，全世界车用空调装置年产量已超过万辆。

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。

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。

斜板式分回转斜盘式双向活塞和摇摆斜盘式单向活塞两种。

现在应用最多的机型。

滚动活塞式体积小，重量轻，效率高，但扭矩波动角度。

涡旋式结构紧凑，高效节能，微振低噪，可靠性高等特点旋叶式由于体积小，重量轻，启动力矩小，力矩平衡性能好等优势。

成为种很有发展希望的新机型。

.汽车空调压缩机的特殊要求制冷压缩机是汽车冷气系统的心脏，是推动制冷剂在冷气系统中不断循环的动力，起着输送制冷剂蒸气保证制冷剂循环正常工作的作用。

由于这种压缩机是用在汽车空调上，在性能方面的要求就与般用途的压缩机不同，因此，对汽车空调压缩机在性能和结构上提出了下列特殊要求要求在低速行驶或怠速时具有效率高制冷能力强的特点，而在高速行驶时要求输入功率低，这样不仅能节省油耗，而且能降低发动机用于空调方面的功率消耗，提高汽车动力性。

对于轿车等车型的汽车来说，压缩机必须在发动机和水箱风扇之间的有限空间内安装固定，因此要求压缩机的体积和质量都要小。

汽车在高温怠速情况下，发动机舱里的压缩机温度可达成汽车行驶时颠簸振动也很大，要求压缩机在高温和颠振的情况下能正常工作。

对汽车的不利影响要小。

要求压缩机运转平稳噪声低振动小，开停压缩机时对发动机转速的影响不应太大，启动扭矩要小，工作可靠。

由于压缩机采用开式结构，要能经受恶劣的运行条件，对密封性能要求高。

.滑片压缩机的结构形式与特点滑片压缩机总体来说，主要有以下三种形式单工作腔滑片压缩机，双工作腔滑片压缩机和贯穿滑片压缩机。

单工作腔滑片压缩机的结构，是滑片压缩机的传统结构型式。

图为单工作腔滑片压缩机的横剖面图，它主要由机体又称气缸转子及滑片等三部分组成。

双工作腔滑片压缩机是年代才开发使用的新型旋转压缩机，图为双工作腔滑片压缩机的截面图。

它由气缸转子滑片两端盖进排气孔口及排气阀等组成。

贯穿滑片压缩机转子上的滑片是贯通的，整体滑片放在通槽中。

图单工作腔滑片压缩机图双工作腔滑片压缩机.气缸.转子.滑片.排气阀.转子.气缸.滑片.吸气口与其他压缩机相比，滑片压缩机具有以下优点结构简单零部件少加工与装配容易实现维修方便。

运行平稳噪声低振动小。

由于无偏心旋转的零部件，动力平衡性能好，尤其在高速运动时振动和噪声很小。

起动冲击小。

滑片起动时逐步伸出，惯性和静摩擦转矩小，因而起动转矩缓慢上升，减少了起动冲击。

效率高。

由于没有吸气阀，余隙膨胀不直接影响吸气基元，因而使吸气损失减少，容积效率提高。

结构紧凑体积小重量轻，便于狭窄空间安装，因而比较适合汽车空调使用。

压缩机中多个基元同时工作，因此容积流量比较大流量均匀脉动性小不需安装很大的贮气器。

滑片顶部与气缸内表面发生磨损时，滑片能自动伸长进行补偿，从而可延长使用寿命。

滑片压缩机的主要缺点是滑片与转子气缸之间的机械摩擦比较严重，产生较大的磨损和能量损失，因此使用寿命和效率较低。

平动，转子，汽车空调，压缩机，设计，毕业设计，全套，图纸摘要世纪，随着全球经济的发展，汽车业得到了蓬勃发展。

作为小型汽车使用的空调，由于受到空间尺寸的苛刻限制，以及发动机功率相对较小，因此非常注意压缩机的效率外形尺寸以及功耗等的影响。

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