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對原型壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的絕熱壓縮效率進(jìn)行實(shí)測
昆山遠(yuǎn)方機(jī)電設(shè)備有限公司 2014/12/2 10:06:00
為了提高渦旋式壓縮機(jī)的效率，必須降低由于高壓所引起的壓力腔的泄漏，以及因載荷增加所引起的機(jī)械損失。因此，針對渦盤齒頂?shù)男孤﹩栴}，我們采用了推壓動(dòng)渦盤與定渦盤的結(jié)構(gòu)，為了降低機(jī)械損失，我們對承受大載荷的止推軸承，采用了從軸承背面施加高壓，以降低止推負(fù)荷的結(jié)構(gòu)形式（以下稱“靜壓助推軸承”結(jié)構(gòu)）。靜壓助推軸承，具有以下特征：對于從上面施加的負(fù)荷，采用從下面施加經(jīng)過高壓側(cè)的油分離器進(jìn)行分流、注入的油壓方法，從而降低了加在止推軸承上的載荷。改良前壓縮機(jī)的壓力損失比小。主要是的密度比大，造成了體積循環(huán)量減少和排氣孔部位的流速變小所致。另一方面，改良前壓縮機(jī)，泄漏引起的損失較大，主要是壓縮機(jī)的高壓和低壓的壓力差比大所致。機(jī)械損失的增加，主要是壓力增高后，增加了滑動(dòng)部（尤其止推軸承）的損失所致。因此，改良前的壓縮機(jī)，總的來看，效率要比壓縮機(jī)低。
本靜壓助推軸承結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)械效率，降低了止推面的面壓，從而提高了可靠性。采用靜壓助推軸承的小型原型壓縮機(jī)的滑動(dòng)部分面壓止推面壓與滑動(dòng)部分速度的關(guān)系?？疾熳鳛榭煽啃灾笜?biāo)的滑動(dòng)部分面壓和滑動(dòng)速度以及兩者的乘積（值），改良前壓縮機(jī)，超過；而采用靜壓助推軸承，其值低于圖系統(tǒng)的對采用靜壓助推軸承的效果，通過單機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。如果用油壓助推，降低止推載荷，證明效率用絕熱壓縮效率評(píng)價(jià)有所上升。但是，如果止推載荷下降過大時(shí)，試驗(yàn)證明效率有所下降，存在與效率有關(guān)的峰值載荷。效率下降原因可能是，當(dāng)達(dá)到某載荷位置時(shí)，用于助推的高壓油泄漏量增大。
通過降低泄漏損失以及機(jī)械損失后，機(jī)相對機(jī)，絕熱壓縮效率從提高到了對原型壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的絕熱壓縮效率進(jìn)行實(shí)測。壓縮機(jī)絕熱壓縮效率的理論值和實(shí)測結(jié)果，雖然一些實(shí)測值略有下降，但基本一致，在轉(zhuǎn)速為時(shí)，效率達(dá)到了斜板壓縮機(jī)，隨著轉(zhuǎn)速增加，因吸氣閥的吸氣壓力損失增加，效率下降，而渦旋壓縮機(jī)，隨著轉(zhuǎn)速增加，效率反而增加。
根據(jù)分析和實(shí)測證明，小型原型渦旋壓縮機(jī)在較寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。靜壓助推軸承熱交換器形勢選定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力較高，要求其結(jié)構(gòu)耐壓高，因此各部件的重量要比現(xiàn)在系統(tǒng)有所增加。對于熱交換器，由于需要增加管路和儲(chǔ)液器的壁厚，加上必須增加設(shè)置中間冷卻器，不可避免地要增加重量，提高各熱交換器的效率、降低重量成了非常重要的課題。
對于提高性能和降輕重量，在制冷劑側(cè)流道中使用由44以下細(xì)管流道構(gòu)成的扁平多孔管比較見效，對于氣體冷卻器、蒸發(fā)器，我們采用與現(xiàn)在冷凝器相同的多流型熱交換器。新安裝的中間冷卻器，最好是能在其發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)部，沿著踏板安裝的薄形裝置。原來一直作為中間冷卻器經(jīng)常使用的套管式熱交換器，從耐壓的角度考慮，壁較厚，份量較重。為了獲得希望的熱交換量，就需要增加一定長度，但存在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)部安裝空間不夠的問題。為此，新開發(fā)的中間冷卻器也采用扁平多孔管的小型中間冷卻器。
制冷劑的傳熱特性要提高熱交換器的性能，就必須掌握管內(nèi)的傳熱特性。通過通道數(shù)的調(diào)整發(fā)現(xiàn)存在可發(fā)揮最大能力的管孔內(nèi)徑。另外，如果管孔內(nèi)徑變小，管壁就可能變薄，重量也可減輕。因此，希望減小管孔內(nèi)徑。此外，扁平多孔管子由于是用鋁擠壓加工而成的，因此對管孔內(nèi)徑，在加工上有個(gè)限度要求。雖然我們省去了對蒸發(fā)器的性能研究結(jié)果，但研究內(nèi)容是相同的，由此確定了各部件參數(shù)。表是氣體冷卻器、蒸發(fā)器的各部件參數(shù)。與現(xiàn)行系統(tǒng)的冷凝器、蒸發(fā)器同等尺寸，重量也可控制在現(xiàn)在的倍以內(nèi)。今后，爭取通過提高空氣側(cè)傳熱特性改善翅片，進(jìn)一步提高性能并更加小型化。
中間冷卻器為了能沿著踏板安裝，力爭減小重量和小型化（薄形化），我們開發(fā)了一種在低壓制冷劑流道和高壓制冷劑流道都采用扁平多孔管的新型中間冷卻器。這些管子相互重疊，兩個(gè)管子的接觸面用釬焊連接。與以前的套管式熱交換器相比，制冷劑流道改成了細(xì)孔徑，提高了高壓側(cè)低壓側(cè)兩者的傳熱系數(shù)，并可以將管壁變薄，從而提高了熱交換效率。
車載試驗(yàn)在升小型門后背倉門式小客車中安裝了在章中介紹的零部件，并在室外溫度為的環(huán)境下，實(shí)施了制冷性能試驗(yàn)。與系統(tǒng)的比較發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)具有制冷能力受氣體冷卻器進(jìn)口空氣溫度影響很大的特性，因此，在空轉(zhuǎn)時(shí)，可能因氣體冷卻器前的空氣溫度上升而引起能力不足，我們進(jìn)行了對風(fēng)流動(dòng)方向的改善，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)室的高溫空氣吹向氣體冷卻器和散熱片。