專利名稱：旋葉式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及一種汽車空調(diào)的旋葉式壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
1988年由機(jī)械工業(yè)出版社出版，西安交通大學(xué)鄧定國、束鵬程主編的《回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)》中所介紹的旋葉式壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子軸、葉片前端蓋以及后端蓋，轉(zhuǎn)子軸在定子內(nèi)偏心配置，葉片置于轉(zhuǎn)子軸滑槽中。轉(zhuǎn)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在離心力的作用下，葉片沿轉(zhuǎn)子軸滑槽被甩出，其頭部與定子內(nèi)壁接觸。葉片設(shè)計(jì)原理為按葉片偏心距圓半徑R2＝0而進(jìn)行設(shè)計(jì)，葉片頭部型線為圓心在葉片中心的圓弧，即圓心在葉片厚度的δ/2處。其不足是由于葉片頭部型線為單圓弧，葉片與定子內(nèi)壁的嚙合只在葉片頭部圓弧型線后段較小的范圍內(nèi)滑動(dòng)，在較大范圍內(nèi)出現(xiàn)“尖點(diǎn)滑移”現(xiàn)象，且葉片頭部前側(cè)有較大的間隙，導(dǎo)致旋葉式壓縮機(jī)摩擦功耗過高，容積效率降低。
2004年7月由西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院郭蓓等人發(fā)表在《西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)》第38卷，第7期上的《旋葉式壓縮機(jī)的滑片頂部形狀研究》對(duì)旋葉式壓縮機(jī)的葉片頭部型線進(jìn)行了研究。在對(duì)傳統(tǒng)葉片裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)800小時(shí)后，利用三坐標(biāo)測(cè)量儀對(duì)磨損后的頭部進(jìn)行測(cè)量，得到了一系列的測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)，用圓弧對(duì)這些坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到的圓弧圓心不在葉片厚度的δ/2處，由于對(duì)傳統(tǒng)葉片的磨損集中在葉片頭部的后段，磨損后的頭部型線不是生產(chǎn)實(shí)際的頭部型線，因此該數(shù)據(jù)不能作為加工制造的數(shù)據(jù)在實(shí)際加工制造中實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種旋葉式壓縮機(jī)，降低該壓縮機(jī)的摩擦功耗，提高該壓縮機(jī)容積效率。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，其技術(shù)方案是在現(xiàn)有的旋葉式壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)該壓縮機(jī)的葉片頭部型線進(jìn)行改進(jìn)。
葉片頭部型線包括三段圓弧型線主圓弧型線、前段修正圓弧型線、后段修正圓弧型線。為保證光滑連接，避免出現(xiàn)“尖點(diǎn)滑移”現(xiàn)象，半徑為r1、r2的前、后段修正圓弧型線的一端分別與半徑為r的主圓弧型線兩端相切于P2、P3點(diǎn)，且前、后段修正圓弧型線的另一端分別與葉片兩側(cè)上端相切于P1、P4點(diǎn)。
主圓弧型線方程為(X-XOa)2+(Y-YOa)2=r2]]>式中r——主圓弧半徑，r=Rδ′2e+δ′;]]>R——定子半徑，取值范圍為20～40mm；δ′——主型線寬度，取值范圍為2～5mm，δ′＝δ1+δ2；δ1——左段主型線寬度，取值范圍為1～2.5mm；δ2——右段主型線寬度，取值范圍為1～2.5mm；e——定子、轉(zhuǎn)子圓心的中心距，e＝O1O＝R-R1；R1——轉(zhuǎn)子軸半徑，取值范圍為15～30mm；XOa——主圓弧圓心X坐標(biāo)，XOa=-d′;]]>d′——主圓弧圓心Oa點(diǎn)到葉片中心線的水平距離；YOa——主圓弧圓心Y坐標(biāo)，YOa=0;]]>前段修正的過渡圓弧方程為(X-XO1)2+(Y-YO1)2=r12]]>
式中r1——前段修正過渡圓弧半徑，r1=(δ2-δ1)rr-d′-δ1;]]>δ——葉片寬度，取值范圍為3～6mm；XO1——前段修正過渡圓弧圓心X坐標(biāo)，XO-1=r1-δ2;]]>YO1為前段修正過渡圓弧圓心Y坐標(biāo)，YO1=r-r1rr2-(d′-δ1)2;]]>后段修正的過渡圓弧方程為(X-XO2)2+(Y-YO2)2=r22]]>式中r2——后段修正過渡圓弧半徑，r2=(δ2-δ2)rr-d′-δ2;]]>XO2——后段修正過渡圓弧圓心X坐標(biāo)，XO2=δ2-r2;]]>YO2——后段修正過渡圓弧圓心Y坐標(biāo)，YO2=r-r2rr2-(d′+δ2)2;]]>頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)公式如下P1點(diǎn)坐標(biāo)為(-δ2,r-r1rr2-(d′-δ1)2);]]>P2點(diǎn)坐標(biāo)為(-δ1,r2-(d′-δ1)2);]]>P3點(diǎn)坐標(biāo)為(δ2,r2-(d′+δ2)2);]]>P4點(diǎn)坐標(biāo)為(δ2,r-r2rr2-(d′+δ2)2);]]>由以上推導(dǎo)出的各點(diǎn)的坐標(biāo)，可以將三圓弧旋葉式壓縮機(jī)葉片加工出來。
本發(fā)明的有益效果是如表1所示，在使用本葉片，進(jìn)行該旋葉式壓縮機(jī)的裝機(jī)測(cè)試，收到明顯的效果使用新型葉片可以將摩擦功率的消耗降低80～100W，約占總機(jī)械效率的4～5％，說明其能夠較好的解決摩擦問題；同時(shí)，容積效率提高了3～4％，表明運(yùn)行的密封性、可靠性都提高了；并且主型線與前、后段過渡圓弧光滑連接，使葉片與定子內(nèi)壁嚙合時(shí)，并形成一定的油楔，以利于形成油膜，改進(jìn)了潤滑狀況；葉片頭部具有最簡單的型線形狀，易于機(jī)械加工制造。
表1


圖1為旋葉式壓縮機(jī)主視2為圖1中的A-A向剖面3為三圓弧旋葉式壓縮機(jī)葉片主視4為三圓弧旋葉式壓縮機(jī)葉片左視5為壓縮機(jī)有關(guān)參數(shù)選擇示意6為旋葉式壓縮機(jī)幾何結(jié)構(gòu)示意7為對(duì)旋葉式壓縮機(jī)葉片頭部型線進(jìn)行修正的葉片示意8基于三圓弧頭部分頭部型線的旋葉式壓縮機(jī)葉片9為現(xiàn)有的旋葉式壓縮機(jī)葉片主視10為現(xiàn)有的旋葉式壓縮機(jī)葉片左視1，2，3，4中1.轉(zhuǎn)軸，2.定子，3.葉片，4.吸氣口，5.排氣口，6.前端蓋，7.后端蓋。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量1.2L以下的各種車型上，型號(hào)為YSJ-100的旋葉式壓縮機(jī)。其配置參數(shù)如下定子半徑R＝25.5mm，轉(zhuǎn)子半徑R1＝20.5mm，葉片偏距圓半徑R2＝6mm，葉片寬度δ＝4mm，左段主型線寬度δ1＝1.4mm，右段主型線寬度δ2＝1.8mm，轉(zhuǎn)速n＝2000rpm。
根據(jù)以上參數(shù)配置得到主型線圓弧方程為(X+1.2545)2+Y2＝38.2147半徑r＝6.1818mm，圓心坐標(biāo)(-1.2545，0)前段修正的過渡圓弧方程為(X+1.3855)2+(Y-5.5658)2＝0.3776半徑r1＝0.6145mm，圓心坐標(biāo)(-1.3855，5.5658)后段修正的過渡圓弧方程為(X-1.6047)2+(Y-5.0307)2＝0.1563半徑r2＝0.3954mm，圓心坐標(biāo)(1.6047，5.0307)頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(-2，5.5658)P2(-1.4，6.1801)P3(1.8，5.3744)P4(2，5.0307)裝機(jī)測(cè)試參數(shù)如下如表1所示摩擦功率消耗為472w，容積效率達(dá)到80.6％。
實(shí)施例2應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量1.2L以上，11座以下的各種車型上，型號(hào)為YSJ-130的旋葉式壓縮機(jī)。例如各種轎車，貨車，卡車及客車。其配置參數(shù)如下定子半徑R＝29.5mm，轉(zhuǎn)子半徑R1＝22mm，葉片偏距圓半徑R2＝7.5mm，葉片寬度δ＝4.4mm，左段主型線寬度δ1＝1.8mm，右段主型線寬度δ2＝2mm，轉(zhuǎn)速n＝2000rpm。
根據(jù)以上參數(shù)配置得到主型線圓弧方程為(X+1.4160)2+Y2＝35.5546半徑r＝5.9628mm，圓心坐標(biāo)(-1.4160，0)前段修正的過渡圓弧方程為(X+1.7725)2+(Y-5.5237)2＝0.1828半徑r1＝0.4275mm，圓心坐標(biāo)(-1.7725，5.5237)后段修正的過渡圓弧方程為(X-1.7318)2+(Y-4.5035)2＝0.2193半徑r2＝0.4683mm，圓心坐標(biāo)(1.7318，4.5035)頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(-2.2，5.5237)P2(-1.8，5.9504)P3(2，4.8873)P4(2.2，4.5035)裝機(jī)測(cè)試參數(shù)如下如表1所示摩擦功率消耗為578w，容積效率達(dá)到79.5％。
實(shí)施例3應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量1.8L以上，11座以上的各種車型上，型號(hào)為YSJ-160的旋葉式壓縮機(jī)。例如各種貨車，卡車及客車。其配置參數(shù)如下定子半徑R＝32mm，轉(zhuǎn)子半徑R1＝23mm，葉片偏距圓半徑R2＝10mm，葉片寬度δ＝4.8mm，左段主型線寬度δ1＝1.9mm，右段主型線寬度δ2＝2.1mm，轉(zhuǎn)速n＝2000rpm。
根據(jù)以上參數(shù)配置得到主型線圓弧方程為(X+1.7182)2+Y2＝33.8512
半徑r＝5.8182mm，圓心坐標(biāo)(-1.7182，0)前段修正的過渡圓弧方程為(X+1.8839)2+(Y-5.2995)2＝0.2664半徑r1＝0.5161mm，圓心坐標(biāo)(-1.8839，5.2995)后段修正的過渡圓弧方程為(X-1.5273)2+(Y-3.7316)2＝0.7617半徑r2＝0.8727mm，圓心坐標(biāo)(1.5273，3.7316)頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(-2.4，5.2995)P2(-1.9，5.8153)P3(2.1，4.3901)P4(2.4，3.7316)裝機(jī)測(cè)試參數(shù)如下如表1所示摩擦功率消耗為642w，容積效率達(dá)到78.3％。
權(quán)利要求
1.一種旋葉式壓縮機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子軸、葉片、前、后端蓋，其特征在于葉片頭部型線包括三段圓弧型線半徑為r的主圓弧型線、半徑為r1的前段修正圓弧型線、半徑為r2的后段修正圓弧型線，前、后段修正圓弧型線的一端分別與主圓弧型線兩端相切于P2、P3點(diǎn)，前、后段修正圓弧型線的另一端分別與葉片兩側(cè)上端相切于P1、P4點(diǎn)，其中主圓弧型線、前段修正圓弧型線、后段修正圓弧型線分別滿足以下方程式主圓弧型線方程式(X-XOa)2+(Y-YOa)2＝r2其中r——主圓弧半徑，r=Rδ′2e+δ′;]]>R——定子半徑，取值范圍為20～40mm；δ′——主型線寬度，取值范圍為2～5mm，δ′＝δ1+δ2；δ1——左段主型線寬度，取值范圍為1～2.5mm；δ2——右段主型線寬度，取值范圍為1～2.5mm；e——定子、轉(zhuǎn)子圓心的中心距，e＝O1O＝R-R1；R1——轉(zhuǎn)子軸半徑，取值范圍為15～30mm；XOa——主圓弧圓心X坐標(biāo)，XOa＝-d′；d′——主圓弧圓心Oa點(diǎn)到葉片中心線的水平距離；YOa——主圓弧圓心Y坐標(biāo)，YOa＝0；前段修正的過渡圓弧方程式(X-XO1)2+(Y-YO1)2=r12]]>其中r1——前段修正過渡圓弧半徑，r1=(δ2-δ1)rr-d′-δ1;]]>δ——葉片寬度，取值范圍為3～6mm；XO1——前段修正過渡圓弧圓心X坐標(biāo)，XO1=r1-δ2;]]>YO1為前段修正過渡圓弧圓心Y坐標(biāo)，YO1=r-r1rr2-(d′-δ1)2;]]>后段修正的過渡圓弧方程式(X-XO2)2+(Y-YO2)2=r22]]>其中r2——后段修正過渡圓弧半徑，r2=(δ2-δ2)rr-d′-δ2;]]>XO2——后段修正過渡圓弧圓心X坐標(biāo)，XO2=δ2-r2;]]>YO2——后段修正過渡圓弧圓心Y坐標(biāo)，YO2=r-r2rr2-(d′+δ2)2;]]>頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)公式如下P1點(diǎn)坐標(biāo)為(-δ2,r-r1rr2-(d′-δ1)2);]]>P2點(diǎn)坐標(biāo)為(-δ1,r2-(d′-δ1)2);]]>P3點(diǎn)坐標(biāo)為(δ2,r2-(d′+δ2)2);]]>P4點(diǎn)坐標(biāo)為(δ2,r-r2rr2-(d′+δ2)2).]]>
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于應(yīng)用于型號(hào)為YSJ-100的旋葉式壓縮機(jī)的葉片頭部型線，滿足以下方程式主型線圓弧方程為(X+1.2545)2+Y2＝38.2147半徑r＝6.1818mm，圓心坐標(biāo)(-1.2545，0)前段修正的過渡圓弧方程為(X+1.3855)2+(Y-5.5658)2＝0.3776半徑r1＝0.6145mm，圓心坐標(biāo)(-1.3855，5.5658)后段修正的過渡圓弧方程為(X-1.6047)2+(Y-5.0307)2＝0.1563半徑r2＝0.3954mm，圓心坐標(biāo)(1.6047，5.0307)頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(-2，5.5658)P2(-1.4，6.1801)P3(1.8，5.3744)P4(2，5.0307)該壓縮機(jī)參數(shù)取值是定子半徑R＝25.5mm，轉(zhuǎn)子半徑R1＝20.5mm，葉片偏距圓半徑R2＝6mm，葉片寬度δ＝4mm，左段主型線寬度δ1＝1.4mm，右段主型線寬度δ2＝1.8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于應(yīng)用于型號(hào)為YSJ-130的旋葉式壓縮機(jī)的葉片頭部型線，滿足以下方程式主型線圓弧方程為(X+1.4160)2+Y2＝35.5546半徑r＝5.9628mm，圓心坐標(biāo)(-1.4160，0)前段修正的過渡圓弧方程為(X+1.7725)2+(Y-5.5237)2＝0.1828半徑r1＝0.4275mm，圓心坐標(biāo)(-1.7725，5.5237)后段修正的過渡圓弧方程為(X-1.7318)2+(Y-4.5035)2＝0.2193半徑r2＝0.4683mm，圓心坐標(biāo)(1.7318，4.5035)頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(-2.2，5.5237)P2(-1.8，5.9504)P3(2，4.8873)P4(2.2，4.5035)該壓縮機(jī)參數(shù)取值是定子半徑R＝29.5mm，轉(zhuǎn)子半徑R1＝22mm，葉片偏距圓半徑R2＝7.5mm，葉片寬度δ＝4.4mm，左段主型線寬度δ1＝1.8mm，右段主型線寬度δ2＝2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于應(yīng)用于型號(hào)為YSJ-160的旋葉式壓縮機(jī)的葉片頭部型線，滿足以下方程式主型線圓弧方程為(X+1.7182)2+Y2＝33.8512半徑r＝5.8182mm，圓心坐標(biāo)(-1.7182，0)前段修正的過渡圓弧方程為(X+1.8839)2+(Y-5.2995)2＝0.2664半徑r1＝0.5161mm，圓心坐標(biāo)(-1.8839，5.2995)后段修正的過渡圓弧方程為(X-1.5273)2+(Y-3.7316)2＝0.7617半徑r2＝0.8727mm，圓心坐標(biāo)(1.5273，3.7316)頭部型線P1，P2，P3，P4點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(-2.4，5.2995)P2(-1.9，5.8153)P3(2.1，4.3901)p4(2.4，3.7316)該壓縮機(jī)參數(shù)取值是定子半徑R＝32mm，轉(zhuǎn)子半徑R1＝23mm，葉片偏距圓半徑R2＝10mm，葉片寬度δ＝4.8mm，左段主型線寬度δ1＝1.9mm，右段主型線寬度δ2＝2.1mm。
全文摘要
一種涉及汽車空調(diào)的旋葉式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子軸、葉片、前、后端蓋，其中葉片頭部型線包括半徑為r的主圓弧型線、半徑為r
文檔編號(hào)F04C18/344GK1687597SQ200510057059
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者宋立權(quán), 刁錦瑞 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)