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摘要：為揭示旋葉式壓縮機(jī)排氣閥片振動特性，建立閥片單質(zhì)點模型。①研究排氣工況、幾何參數(shù)與閥片振動位移的關(guān)系，得到升程限制器改進(jìn)結(jié)構(gòu)；而后，建立改進(jìn)閥片排氣結(jié)構(gòu)流固耦合模型，研究閥片流動特性；②基于流場湍流參數(shù)建立排氣閥片寬頻噪聲模型，研究改進(jìn)閥片噪聲分布規(guī)律，借助旋葉式壓縮機(jī)噪聲實驗臺，對改進(jìn)前后壓縮機(jī)整機(jī)噪聲進(jìn)行測試。

隨后的壓縮過程吸排氣閥片均處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)活塞將要抵達(dá)上止點附近時，缸內(nèi)氣體大于排氣壓力，排氣閥片被氣體力推動而打開，開始排氣過程。從圖5中排氣閥片升程可以看到，排氣閥片迅速打開到最大升程，與升程限位器發(fā)生碰撞接觸后發(fā)生振顫，升程迅速下降到一定位置。維持一段時間后在氣體即將排盡時，升程逐漸下降為0。

因此，排氣閥的工作原理也至關(guān)重要，排氣閥片安放在排氣口位置，通常由薄金屬制成，其作用是封閉氣缸內(nèi)的冷媒，當(dāng)壓縮腔壓力達(dá)到某一定值時，閥片被壓開，壓縮后的冷媒從排氣口排出。

氣閥工作過程如圖１所示，活塞運動初期壓縮機(jī)處于膨脹過程，吸排氣閥片均處于關(guān)閉狀態(tài)，隨著活塞向下運動壓縮腔內(nèi)壓力逐漸減小；當(dāng)壓縮腔內(nèi)壓力ｐｓ小于吸氣壓力ｐ１時吸氣閥片打開進(jìn)行吸氣過程，活塞運動到下止點時吸氣過程結(jié)束；隨后活塞開始向上運動進(jìn)入壓縮過程，此時吸氣閥片關(guān)閉，壓縮腔內(nèi)壓力ｐｓ逐漸升高；當(dāng)ｐｓ大于排氣壓力ｐ２時排氣閥片打開進(jìn)入排氣階段；活塞繼續(xù)運行到上止點后排氣結(jié)束，壓縮機(jī)完成一個工作循環(huán)。

針對滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)排氣噪聲問題，趙旭敏等對不同的排氣路徑下壓縮機(jī)排氣噪聲進(jìn)行分析，應(yīng)用STAR-CD仿真軟件計算得到排氣的壓力脈動曲線，同時檢測壓縮機(jī)殼內(nèi)的排氣壓力脈沖。結(jié)果表明：壓縮機(jī)殼體內(nèi)的一次排氣脈動更加明顯，所以對排氣路徑進(jìn)行優(yōu)化后可以有效改善壓縮機(jī)噪聲問題。 JANG（2019）等對轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的噪聲進(jìn)行研究。

氣閥的故障機(jī)理和特征分析 壓縮機(jī)氣閥為自動閥，由閥座、閥片、彈簧和升程限制器組成。它借助于氣缸和閥腔之間的氣體壓力差而開啟，并由于受到進(jìn)、排氣過程中流經(jīng)氣閥的氣流推力作用而上升;當(dāng)推力大于彈簧的反作用力時，閥片停留在升程限制器上;反之，當(dāng)氣流推力小于彈簧力時，閥片便向下關(guān)閉。氣閥是活塞壓縮機(jī)中最為關(guān)鍵的一個組件，也是易于損壞且故障率最高的部件，占總故障的60%以上。

排氣過程：活塞繼續(xù)向上移動，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運動到上止點。此時由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。

往復(fù)式壓縮機(jī)通常有三個獨立的運動部件:具有規(guī)律運動的活塞，根據(jù)作用在其上的壓力而動態(tài)開啟的進(jìn)氣閥和排氣閥。壓縮機(jī)活塞和進(jìn)出口閥片在運行時相互作用，閥片動力學(xué)對壓縮機(jī)系統(tǒng)的效率和性能起到很大的作用，因此在仿真模型中必須同時考慮活塞壓縮機(jī)和閥片之間的耦合關(guān)系。在已有的報道中鮮有這種活塞壓縮機(jī)-閥系統(tǒng)耦合CFD模型。

03 壓縮機(jī)進(jìn)出口配有閥片，控制氣體的吸入和排出，如何通過CFD方法實現(xiàn)閥片的開關(guān)及與壓縮機(jī)運動的匹配過程顯得尤為重要，而傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)壓縮機(jī)與閥片的聯(lián)合。

排氣過程：活塞繼續(xù)向上移動，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運動到上止點。此時由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。

A80：活門閥片、彈簧、墊子、銅套、曲軸、軸瓦、活塞環(huán)、活塞、缸套、填料、支承環(huán)等。 Q81：活塞式壓縮機(jī)的工作原理及優(yōu)缺點。A81：工作原理：又稱往復(fù)壓縮機(jī)，它是靠氣缸內(nèi)的活塞往復(fù)運動來壓縮氣缸內(nèi)氣體的。優(yōu)點：1、壓力范圍最廣，從低壓到超高壓都可使用；2、工作效率高3、適應(yīng)性強(qiáng)，排氣量范圍大。缺點：外形尺寸和重量較大，需要較大的基礎(chǔ)，氣流有脈動性，易損件較多。