多级无油活塞式压缩机多场耦合特性分析研究

摘要

为提升无油活塞式压缩机的可靠性,满足轨交车辆对压缩机可靠性要求,通过对新研制的无油活塞式压缩机开展热动力学多场耦合分析研究,明确了吸、排气过程中的压力分布特性、不同曲柄角对应的温度分布特性、压缩机工作过程中的气体速度分布和流量特性,呈现了压力和温度发生较明显变化的区域,展示了气体速度场中的涡流分布情况。结果表明,压力波动主要存在于吸、排气口附近,最大压力约为0.51 MPa,其余部分压力均布;压缩机排气时的内部温度均匀分布,在吸、排气口附近存在最大温度梯度约为50 K;运用分析结果对压缩机的设计、可靠性优化进行理论指导,对试制样机在排气压力在1.1 MPa的工况下进行了1000 h疲劳试验,试验全程中重点部位的振动峰值为9.2 mm/s、温度峰值为148℃,满足了规定工况下保证长时间稳定性能运行的要求。研究结果可为无油活塞式压缩机的优化设计提供参考。