三維滾動渦旋壓縮機的發(fā)展摘要：渦旋壓縮機因為其高效率，低振動的優(yōu)勢已被廣泛應用于各種場合。為了進一步提高渦旋壓縮機性能，作者發(fā)展了一個新的三維壓縮機制（立體滾動） ，即通過添加一個軸向壓縮，到傳統(tǒng)的徑向壓縮。三維壓縮的實現，使得傳統(tǒng)壓縮機不可能實現的更高效率，更高的可靠性，體積小得以實現。由于立體滾動從滾動頂端到端板有步驟，使得三維壓縮效率提高的關鍵點是要盡量減少氣體在端板出的泄漏。通過氣缸壓力測量及可視化試驗，可獲得端板泄漏特性，得到了最佳間隙范圍。在此基礎上，作者開發(fā)了高效率，體積小，重量輕的立體滾動商用空調壓縮機。所研發(fā)的三維滾動與傳統(tǒng)的壓縮機相比，壓縮機體積減小 35%，重量減輕 26%，效率提高 5.5%。關鍵詞：壓縮機，設計，制冷，控制，性能，開發(fā)，仿真1 引言從環(huán)境保護和應對全球變暖的角度出發(fā)，節(jié)約能源的要求越來越緊迫。由于大多數的制冷和空調電器是由壓縮機轉化的能源，因此它的效率的提高是節(jié)能不可缺少的。同時，這些設備往往在其安裝空間受到限制。因此，每個組件，包括壓縮機都應小型化，從而提高了安裝的靈活性。今天，渦旋壓縮機，它具有高效率，低振動的優(yōu)勢，已為各種電器使用，以滿足對節(jié)約能源的需求和它的更廣泛的使用。為了進一步提高渦旋壓縮機性能，作者發(fā)展了一個新的三維壓縮機制（立體滾動） ，即通過添加一個軸向壓縮，到傳統(tǒng)的徑向壓縮。本文介紹了三維滾動的效率改進技術和立體滾動商業(yè)空調壓縮機的發(fā)展。2 三維結構渦旋2.1 三維滾動的立體特征圖 1 三維滾動渦旋壓縮機圖 1 展示了商用立體滾動壓縮機和其立體滾動渦旋型線。從圖中看出氣體達到了壓縮室正從外側壓縮到內側。壓縮機的制冷劑是從固定渦旋的中心流出。圖 2 傳統(tǒng)壓縮和三維滾動的剖視圖圖 2 從剖視結構揭示了常規(guī)壓縮和立體滾動的原理。傳統(tǒng)渦旋齒的高度在整個壓縮過程為常數，壓縮制冷劑從外側到壓縮腔內側數量不斷變小。對于立體滾動，相反，在頂端和末端通過安裝使得外側端板比內側端板高。從而使得三維壓縮，即徑向和軸向方向成為可能。三維滾動具有以下特點。1) 通過徑向和軸向壓縮得到了更高的壓縮比。2)由于降低了內側齒的重量，渦旋齒的強度得到提高，獲得了高的可靠性，這樣便減輕了一個沉重的負擔。3)由于增加了外齒的高度，滾動外徑沒有擴展，使得壓縮空間更大，因此三維壓縮的積小，重量更輕。2.2 壓縮機制和立體滾動間隙泄漏在圖 3 中展示了三維滾動的壓縮機制。從滾動頂端到端板，三維壓縮是有步驟進行的。當不符合這些壓縮步驟時（見圖3（b）到（d）項）切線看，壓縮腔具有相同的壓力因此，在這一過程中沒有泄露。另一方面，當符合這一壓縮步驟時（見圖3（a）到（c）項） ，密封線是由兩個步驟結合而來的。圖 3 也顯示了第一步的局部放大圖和在軌道縱向方向滾動剖面圖。每兩步的間隙（以下簡稱步間隙） ，大致可分為末端間隙和側面間隙，氣體從高壓腔到低壓腔的泄露是從這些間隙發(fā)生的。因此，立體滾動壓縮效率提高的關鍵點是通過優(yōu)化步間隙來減少氣體在步間隙的泄露。圖 3 三維滾動的壓縮機制