直线冰箱压缩机的频率特性研究

为了开发高性能、高可靠性的直线冰箱压缩机，从理论上分析了影响直线压缩机固有频率的因素，通过实验研究了直线压缩机在不同排气压力和工作频率下的工作特性．研究结果表明：直线压缩机的固有频率不仅与运动组件质量和弹簧刚度有关，还受到排气压力及活塞行程的影响，随排气压力的增大而增大；[第一段]     

直线冰箱压缩机活塞位移的自传感技术研究

通过对直线冰箱压缩机的动磁直线电机的等效电路进行分析,建立了活塞位移自传感器的数学模型,得出了压缩机活塞位移的检测及控制方式.为了研究自传感器的性能,设计了一套基于虚拟仪器的活塞位移测控系统,分别对变电压驱动和变可控硅的导通时间驱动方式下的自传感器特性进行了实验研究.实验研究结果表明,利用直线电机作为位移传感器的方法是行之有效的,在活塞行程范围内,变电压和变导通时间驱动方式下的稳态误差分别小于4.4%和7.3%,在上死点附近,最大稳态误差分别为1%和3%,完全可以满足直线冰箱压缩机的控制要求.     

直线冰箱压缩机活塞位移的模糊控制

为了有效地控制直线冰箱压缩机的活塞位移,提出了一种以活塞上死点位移为控制目标的可自调整规则的模糊控制系统.基于模糊控制模型和活塞运动模型,开发了模糊控制系统的硬件和软件,控制系统主要由位移测量模块、中央处理器模块、功率驱动模块、电源模块及上位机等组成.为了研究模糊控制系统的性能,实验测量了其响应曲线,实验结果表明:模糊控制系统在无需压缩机系统模型的前提下,可以成功地控制直线压缩机的活塞位移,其在上死点附近几乎无超调,稳态误差小于0.25 mm.这种新型的模糊控制系统对于冰箱、空调、斯特林制冷机及气体等领域的直线压缩机活塞位移控制具有很大的应用前景.     

直线电机参数对活塞位移自传感器输出的影响

通过分析直线压缩机的直线电机的等效电路和活塞位移自传感器的模拟电路,得出了模拟电路参数与直线电机参数之间的关系．对直线电机参数和活塞位移自传感器的输出特性进行了实验研究．结果表明：推力系数在一定的动子行程内是基本恒定的,在上死点附近,推力系数有减小趋势;等效电感和电阻在一定的工作电流内是基本恒定的;直线电机等效电阻及电感的波动对活塞位移自传感器的输出几乎无影响,推力系数的波动影响活塞位移自传感器输出幅值的大小;若要提高直线压缩机活塞位移自传感器的输出精度,需要对模拟电路参数进行微调,以确保输出不失真,同时需要在活塞上死点附近对自传感器的输出进行修正．     

一种新型热压缩机运行特性实验研究

为了克服传统热压缩机的不足,提出了一种直线电机直接驱动、以气缸壁与活塞充当回热器的新型热压缩机系统。利用搭建的实验装置,实验研究了加热温度、直线电机驱动功率、工质种类和充气压力等对新型热压缩机系统运行特性的影响。研究结果表明:采用比热容比更大的工质有利于提高热压缩机系统性能;增大充气压力能提高系统内压力峰值,但效果不显著。以He4为工质,在充气压力为0.96 MPa、加热温度为330℃时,新型热压缩机系统压比达到1.14,能满足特定场合驱动脉冲管制冷机工作的需求;利用带小孔的气库进行了系统输出声功实验研究,发现存在最佳小孔开度使热压缩机系统对外输出功最大;保持工质种类和充气压力不变,当加热温度为603℃、小孔气库容积为0.518L时,实验测得热压缩机输出功最大为15.6 W。     

变排量压缩机活塞行程测量方法及应用

为获得汽车空调用变排量压缩机稳态和动态特性,提出了一种变排量压缩机活塞行程测量方法并研制出测量装置。该测量方法确定容易测量的轴颈插销位移作为测量参数,然后根据活塞部件几何关系推导出活塞行程与轴颈插销位移的函数关系,计算出活塞行程。使用情况证明使用该测量方法可以得出活塞行程的大小和变化情况,是一种简单、可靠、方便的活塞行程测量方式。用该测量方法对变排量压缩机性能的试验研究发现:压缩机的相对容积效率与相对活塞行程成正比;活塞行程是否变化与摇板箱压力和吸气压力差大小有关。     

压燃式自由活塞直线发电机工作过程数值仿真

为研究压燃式自由活塞直线发电机的动力学特性,对其启动和稳态工作过程进行了数值仿真计算,并对自由活塞直线发电机的负荷特性和频率特性进行了分析.结果表明,与曲柄连杆式发动机相比,自由活塞发动机在其上止点附近有非常大的加速度,使得在上止点附近压缩行程较慢和膨胀行程较快.随着系统输出功率的提高,自由活塞发动机的缸内峰值压力、压缩比及指示效率不断下降;而直线电机载荷系数、峰值电磁力及循环加入能量不断增加.随着系统的运转频率不断提高,直线电机的载荷系数不断降低,最大峰值电磁力将在中间某一工作频率取得;而活塞平均速度、自由活塞发动机的指示效率和系统输出功率不断增加.     

冰箱用直线压缩机研究

研究了一种新型结构的直线压缩机，可应用于冰箱、空调等小型制冷设备．由于采用新型磁阻式直线电机驱动，使压缩机结构简单，易于控制，可实现高效节能．分别以R134a和R600a作为制冷剂，对直线压缩机的性能参数做了理论计算，对压缩机的工作过程和阀片运动规律等进行了计算机数值模拟，得到了直线压缩机的性能参数以及阀片的运动规律、活塞受力等情况，为直线压缩机的设计提供了理论依据．计算结果表明：对于小型制冷设备，直线压缩机的性能将比现在普遍使用的往复活塞式压缩机的性能优越；直线压缩机磨损较小，具有较高的效率和经济性，而且控制系统灵活，变频效果较好．因此，直线压缩机是一种理想的新机型，有望取代现有的往复活塞式压缩机．     

喷油螺杆压缩机指示图的试验研究

为了深入了解压缩机内部的微观工作过程,从而给压缩机参数的优化设计提供可靠的试验依据,通过安装在阴转子齿根处的压力传感器,测同从吸气过程中段至排气过程完毕时基元容积中压力的变化,得到了压缩机的一个基元容积内气体工作过程的指示图,通过比较不同工况下的指示图及相应的热力性能,分析了排气压力,转速及喷油量等设计参数对喷油螺杆压缩机热力性能的影响,研究结果表明：在较宽广的排气压力范围内,指示图上并未出现明显的等容压缩,转速对指示图及热力性能的影响不大,喷油量控制在压缩机容积流量的1％－2％时,压缩机性能较优;为了避免排气过程末期明显的压力突升现象,应在排气端盖上设置导流槽。     

直线压缩机润滑系统理论分析与数值模拟

直线压缩机是一种新型高效的压缩机,现有的冰箱压缩机广泛采用的是离心泵油机构,不再适用于直线压缩机。本文主要针对一种新型的直线压缩机润滑系统,分析了其组成和工作原理,建立了油泵的数学模型并进行了数值模拟计算,讨论了压缩机有关参数对供油量的影响。     

200K/40W自由活塞斯特林制冷机的实验研究

针对温度为200 K低温冰箱,研制了一台大冷量自由活塞斯特林制冷机.实验测试了充气压力和制冷温度对压缩机共振频率的影响;研究了膨胀机固有频率和运行频率对位移相位差的影响关系;采用多点热负荷静态复温法测试了制冷机的静态冷损,证明了氦气和丝网导热对静态冷损影响极小.该样机在200 K时最大制冷量可达40 W(250 W输入).     

200 K/40 W自由活塞斯特林制冷机的实验研究

针对温度为200 K低温冰箱,研制了一台大冷量自由活塞斯特林制冷机.实验测试了充气压力和制冷温度对压缩机共振频率的影响;研究了膨胀机固有频率和运行频率对位移相位差的影响关系;采用多点热负荷静态复温法测试了制冷机的静态冷损,证明了氦气和丝网导热对静态冷损影响极小.该样机在200 K时最大制冷量可达40 W(250 W输入).     

散热对无油涡旋空气压缩机性能影响的实验研究

针对小型家用制氧机用无油涡旋空气压缩机,分析了散热对压缩机各方面性能的影响机理,对研制样机进行了3种不同冷却方式下的实验研究.研究结果表明:散热是影响无油涡旋空气压缩机性能的一个重要因素;随着排气压力的升高,排气温度升高,容积效率下降,电功率升高;自然冷却方式下压缩机的性能最差,额定排气压力下压缩机的容积效率仅为20%,而动盘强制冷却的效果最好,静盘强制冷却的效果介于两者之间,因此动盘背面的强制冷却是无油涡旋空气压缩机设计的首要考虑因素.     

移频降噪理论在往复式冰箱压缩机噪声控制中的应用

通过模拟计算QD58型往复式冰箱压缩机的声学特性，指出压缩机噪声最大峰值与其内部气体共鸣音直接有关．运用移频降噪理论，改变压缩机内气体的声学固有频率，降低共鸣音．实测了空气介质下压缩机内腔安装隔板后的移频降噪数据．并用电一声类比法推导的压缩机内气体的声学固有频率对隔板各个几何参数的灵敏度公式，调整实际工作状态下隔板的几何参数，模拟计算了压缩机内部气体声学固有频率的变化．     

利用亥姆霍兹共鸣器衰减压缩机阀腔内压力脉动的研究

针对压缩机管路气流脉动问题,提出了一种适用于活塞压缩机阀腔气流脉动衰减的亥姆霍兹共鸣器结构,并对其衰减特性进行了研究,同时建立了某活塞压缩机排气管路气流脉动的三维波动模型,模拟了气柱固有频率及压力脉动波形.实验结果表明:安装亥姆霍兹共鸣器后,压缩机阀腔内的压力脉动幅值降低40.4％,缓冲罐之后的远离压缩机侧的管路内压力脉动幅值变化很小;管路气缸喉管处的52.9 Hz特征频率消失,该处附近出现了2个新频率,分别为40.4 Hz和66.9Hz;当共鸣器共振频率偏离脉动主频且为46.3 Hz时,阀腔内压力脉动幅值将衰减24.4％.     

多级压气机喘振边界点的通道流动特征

进行台架试验,获取了试验发动机喘振边界点的压气机通道压力信号。对压力信号进行了频谱分析,以确定喘振边界点的通道流动特征。分析结果表明,与高转速时流动状态较好的情形相比,发动机工作点处于喘振边界时,压气机第1级静子通道压力信号频率成分中,第1、2级转子叶片通过频率信号BPF1、BPF2和以550 Hz为中心的谐波成分幅值显著增强,在550Hz附近出现多根强幅值的谱线;从较高转速减速时,BPF1、BPF2的幅值先是迅速增大,随后随工作转速减小而逐渐减小,与此不同的是,550 Hz附近频率成分则是随转速减小而逐渐增强的。对试验发动机而言,所获得的喘振边界点通道流动特征可望用于压气机工作稳定性的实时监控和预警。     

2F4.8 型活塞式制冷压缩机用 R22 替代 R12 的应用研究

通过对２Ｆ４．８型活塞式制冷压缩机改用Ｒ２２工质后热力过程的计算机模拟，获得气阀结构参数对压缩机热力性能的影响数据，并对气阀结构和排气压力过高影响压缩机启动等问题提出改进方案。试验和实际运行效果很好，可供制造厂和使用单位参考。     

天然气变频涡旋压缩机的性能研究

采用变频涡旋压缩机为微型燃气轮机提供天然气,搭建了供气系统的试验台,开发了涡旋压缩机的测试与数据采集/分析系统,对涡旋压缩机的各部件及系统进行了优化,并对采集的数据进行了详细的分析,获得了有关天然气变频涡旋压缩机运转的详细情况.数据分析结果体现出变频涡旋压缩机的高效率和低振动优点,同时高质量地完成了系统400 h的寿命试验,表明天然气变频涡旋压缩机供气系统安全可靠,完全满足设计要求,进而为变频涡旋压缩机在天然气压缩中的应用提供了理论和试验依据.     

船舶多温冷库新型自复叠制冷循环的研究

针对传统船舶一机多温冷藏系统在不同蒸发压力下提供不同蒸发温度所存在的问题，提出将改进的自复叠制冷循环用于船舶多温冷库．新型自复叠制冷循环使用非共沸混合工质，可以在相同的蒸发压力下提供不同的蒸发温度．根据船舶双温冷库的间室温度，选取R600a和R32组成的非共沸混合工质作为制冷剂，并对系统进行了流程设计、模拟计算，得到了设计工况下蒸发压力、冷凝压力、压缩机压缩比和性能系数随R600a质量分数变化的曲线，发现当R600a／R32的质量分数为0．7／0．3时系统的综合性能最优．为了更好地满足船舶储存食物的温度要求，设计了自复叠三温冷库的流程图，为进一步研究三温冷库提供了新方法．