汽车空调旋叶式压缩机排气阀片的振动分析及优化.pdf

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1、第230514年等4月期汽车空调旋叶式压缩机排气阀片的振动分析及优化VoA1．pr3i5l，，2N0o14．2文章编号：0253—4339(2014)02—0063一O6doi：10．3969／j．issn．0253—4339．2014．02．063汽车空调旋叶式压缩机排气阀片的振动分析及优化李春银王树林2(1上海理工大学能源与动力工程学院上海200093；2上海理工大学材料科学与工程学院上海200093)摘要通过对旋叶式汽车空调压缩机排气阀片的运动分析，建立了阀片振动数学模型，分析了其固有频率和各点的振动位移

2、，并结合UGNXNastran模态计算结果，确定了排气阀片的固有频率和振型。基于振动分析的优化设计表明，阀片厚度选取为0．305mm时，压缩机制冷效率达到了最高点。而测试结果证明，压缩机的噪声和排气脉动也得到了最有效的控制，两者均都低于美国通用汽车公司“GMW标准”的规定上限，表明排气阀片的振动分析与优化设计是合理的。研究结果对控制排气阀片振动，提高压缩机的制冷效率以及降低压缩机排气脉动和噪声等具有重要的实际意义。关键词汽车空调；旋叶式压缩机；排气阀片；优化设计；模态分析中图分类号：U270．383；TB652

3、文献标识码：AVibrationAnalysisandOptimizationDesignofVaneCompressorDischargeValveforCarAutomotiveConditionerLiChunyinWangShulin(1．CollegeofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai，200093，China；2．CollegeofMaterialScienceandEngi

4、neering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai，20oo93，China)AbstractByanalyzingthemotionofvanecompressorsforautomotiveairconditionerweproposedamathematicalmodelforthevibrationofthedischargevalveanddetermineditsnaturalfrequenciesandmodeshapeinco

5、mbinationwiththecalculationusingUGNXNastransoftware．Weshowthattherefrigerationefficiencycanbemaximawhenthevalvesheettakestheoptimizedthicknessof0．305mmbasedonthevibrationanalysis．Atthesametime，testresultsrevealedthatthedischargeflowpulsationandsystemnoiseare

6、efectivelycon—trolled。andthebotharelowerthantheupperlimitofthe“GMWStandard”oftheU．S．GeneralMotorsCorporation．Thestudymaybesignificanttoenhancetherefrigerationefficiencyofthesystemandreducedischargeflowpulsationandnoiseofvanecompressors．Keywordsautomotiveairc

7、onditioner；vanecompressor；dischargevalve；optimizationdesign；modalanalysis旋叶式压缩机具有低成本、小尺寸、重量轻、低能测试和分析对比，验证了排气阀片优化设计的合理耗、高可靠性等特点，在汽车空调系统中广泛使用，约性。本文的结果对控制排气阀片振动，降低压缩机排占当今各类汽车空调压缩机市场份额的10％。特别气脉动和噪声，提高压缩机的COP等具有重要的实是在小排量汽车中具有明显优势，因而应用前景际意义。广阔。1排气阀片的振动及其数学模型排气阀片是旋

8、叶式压缩机的关键部件。本文利用振动理论对旋叶式汽车空调压缩机排气阀片的运汽车空调旋叶式压缩机的排气阀采用簧片阀，其动进行了分析，建立了阀片振动数学模型，分析了其一端固定在阀座上，另一端处于自由状态，阀座上方固有频率和瞬时位移。利用有限元分析软件UGNX安装有限位板，防止阀片在开启过程中出现过冲现Nastran，对排气阀片进行模态分析，得到了其前4阶象。排气阀安装结构如图1。固有频率和主