【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于流体机械与车用co2热管理系统领域，尤其是一种co2涡旋压缩机中间排气孔及其设计方法。
技术介绍
1、涡旋压缩机具有高效率、低噪声、运行平稳等特点，广泛应用于各种空调和热泵系统中。特别是在车用co2热管理系统中，涡旋压缩机是优选的压缩机解决方案。涡旋压缩机中存在两个对称的工作腔共同压缩气体，但运行工况的变化、排气孔的设计等因素会导致两个对称的工作腔出现压力不一致的情况。这种压力的不均匀性会对涡旋压缩机的稳定运行造成不利的影响，同时增加对电机的冲击。特别地，对于车用co2热管理系统，其中的制冷热泵循环常在跨临界范围内运行，其工况特点是运行压力高、涡旋压缩机承受压差大，涡旋压缩机对称工作腔的压力均匀性尤为重要。合理的中间排气孔设计，是保证co2涡旋压缩机稳定高效运行的关键。
2、目前针对涡旋压缩机对称工作腔压力非均匀性问题的解决方法主要有两种，一是通过在动涡盘或静涡盘涡圈始端切槽，使得两个工作腔提前联通；二是设立中间排气孔，使两个工作腔可以同时并提前排气。采用上述第一种方案的涡旋压缩机虽然可以有效降低对称工作腔的非均匀性，但会使涡旋压缩机的无效容积变大，进而导致涡旋压缩机的效率降低。而现有的采用第二种方案的涡旋压缩机，一般只关注两个中间排气孔关于静涡盘基圆圆心对称分布，这种设计只能保证两个工作腔同时开始排气。事实上，中间排气孔的具体位置对于对称工作腔压力的均匀性也有很大的影响。当中间排气孔在动涡盘和静涡盘始端脱啮之前就被动涡盘完全遮挡时，两个工作腔均无法通过中间排气孔进行排气，此时若有一个工作腔率先与主排气
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种co2涡旋压缩机中间排气孔及其设计方法，解决现有技术中涡旋压缩机对称工作腔压力非均匀性的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种co2涡旋压缩机中间排气孔，包括第一中间排气孔和第二中间排气孔，所述第一中间排气孔和第二中间排气孔关于静涡盘基圆中心呈对称分布，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线和第二中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线平行。
4、进一步的，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线和静涡盘x轴夹角的范围为(-π，π)。
5、进一步的，所述第一中间排气孔与静涡盘内侧渐开线相切，所述第一中间排气孔的圆心位于切点处渐开线的发生线上，所述发生线与静涡盘基圆相切。
6、进一步的，所述第二中间排气孔与静涡盘外侧渐开线相切，所述第二中间排气孔的圆心位于切点处渐开线的发生线上，所述发生线与静涡盘基圆相切。
7、一种所述co2涡旋压缩机中间排气孔设计方法，包括：
8、根据静涡盘基圆与中间排气孔的位置关系，确定中间排气孔的圆心和半径；
9、对中间排气孔的圆心位置进行修正，根据修正后的圆心和半径确定中间排气孔的位置和大小。
10、进一步的，对于定基圆的静涡盘，所述第一中间排气孔的圆心坐标为：
11、
12、其中，xb和yb分别表示第一中间排气孔的圆心横纵坐标，a表示基圆半径，α表示渐开线起始角，θ表示第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线与静涡盘x轴的夹角，r1表示第一中间排气孔的半径；
13、所述第二中间排气孔的圆心坐标为：
14、
15、其中，xf和yf分别表示第二中间排气孔的圆心横纵坐标，r2表示第二中间排气孔的半径。
16、进一步的，对于变径基圆的静涡盘，所述中间排气孔的圆心确定方法为：
17、根据变基圆半径的渐开线，确定基圆半径，得到外侧型线的曲率半径，构建外侧型线方程；
18、根据内侧型线展角，确定内侧型线的曲率半径，构建内侧型线方程；
19、基于外侧型线方程和内侧型线方程确定第一中间排气孔和第二中间排气孔的圆心坐标。
20、进一步的，所述基圆半径为
21、a(φ)＝a0+δ0φk
22、其中，a0表示基圆初始半径，δ0表示控制基圆半径随角度变化的速率的参数，φ表示展开的角度，k表示用于控制φ对基圆半径的非线性影响的参数；
23、外侧型线的曲率半径为
24、
25、则外侧型线方程为：
26、
27、内侧型线展角为
28、φin＝φ+π-αin-αout
29、其中，αin表示内侧渐开线起始角，αout表示外侧渐开线起始角；
30、内侧型线的曲率半径为
31、
32、则内侧型线方程为：
33、
34、进一步的，所述第一中间排气孔的圆心坐标为：
35、
36、所述第二中间排气孔的圆心坐标为：
37、
38、进一步的，所述修正方法包括对称圆弧修正和对称圆弧加直线修正，修正后的涡旋压缩机存在连接圆弧修正角，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线与静涡盘x轴的夹角小于连接圆弧修正角。
39、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
40、本专利技术提供一种co2涡旋压缩机中间排气孔，针对车用co2热管理系统涡旋压缩机，通过对中间排气孔位置进行优化设计，设置第一中间排气孔和第二中间排气孔关于静涡盘基圆中心呈对称分布，第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线和第二中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线平行，以避免涡旋压缩机在工作时，涡旋压缩机对称工作腔压力的非均匀性，减少因压力不均带来的机械应力集中和振动。本专利技术这种对称设计有助于确保涡旋压缩机在运行过程中各部分的受力均衡，减少因受力不均而导致的机械磨损和故障，从而增强涡旋压缩机特别是co2涡旋压缩机运行的稳定性。还通过保持对称工作腔压力的一致，优化了涡旋压缩机的内部流体动力学特性，有助于减少压缩过程中的能量损失，提高压缩效率，使得气体在涡旋压缩机内的流动更加顺畅，减少了因流阻而产生的能耗，从而提升涡旋压缩机的整体性能。相比于现有技术，本专利技术可以在不增加涡旋压缩机无效容积的前提下，保证对称工作腔压力一致，提高了涡旋压缩机运行的能效比，在相同的输入功率下，该涡旋压缩机能够输出更多的有用功，或者在输出相同的有用功时，消耗的功率更少，这对于提高能源利用效率和降低运行成本具有重要意义。本专利技术对需要高稳定性和高效率的场合，例如，在新能源汽车、冷链物流等领域，具有广泛的适用性和潜在的市场价值，能够推动相关产业的发展和进步。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种CO2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，包括第一中间排气孔和第二中间排气孔，所述第一中间排气孔和第二中间排气孔关于静涡盘基圆中心呈对称分布，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线和第二中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线平行。
2.根据权利要求1所述的一种CO2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线和静涡盘x轴夹角的范围为(-π，π)。
3.根据权利要求1所述的一种CO2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，所述第一中间排气孔与静涡盘内侧渐开线相切，所述第一中间排气孔的圆心位于切点处渐开线的发生线上，所述发生线与静涡盘基圆相切。
4.根据权利要求1所述的一种CO2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，所述第二中间排气孔与静涡盘外侧渐开线相切，所述第二中间排气孔的圆心位于切点处渐开线的发生线上，所述发生线与静涡盘基圆相切。
5.一种权利要求1～4任一项所述CO2涡旋压缩机中间排气孔设计方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的CO2涡旋压缩机中间排气孔设计方法，其特征在于，对
7.根据权利要求5所述的CO2涡旋压缩机中间排气孔设计方法，其特征在于，对于变径基圆的静涡盘，所述中间排气孔的圆心确定方法为：
8.根据权利要求7所述的CO2涡旋压缩机中间排气孔设计方法，其特征在于，所述基圆半径为
9.根据权利要求7所述的CO2涡旋压缩机中间排气孔设计方法，其特征在于，所述第一中间排气孔的圆心坐标为：
10.根据权利要求5所述的CO2涡旋压缩机中间排气孔设计方法，其特征在于，所述修正方法包括对称圆弧修正和对称圆弧加直线修正，修正后的涡旋压缩机存在连接圆弧修正角，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线与静涡盘x轴的夹角小于连接圆弧修正角。
...【技术特征摘要】
1.一种co2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，包括第一中间排气孔和第二中间排气孔，所述第一中间排气孔和第二中间排气孔关于静涡盘基圆中心呈对称分布，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线和第二中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线平行。
2.根据权利要求1所述的一种co2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，所述第一中间排气孔的圆心与静涡盘基圆的切线和静涡盘x轴夹角的范围为(-π，π)。
3.根据权利要求1所述的一种co2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，所述第一中间排气孔与静涡盘内侧渐开线相切，所述第一中间排气孔的圆心位于切点处渐开线的发生线上，所述发生线与静涡盘基圆相切。
4.根据权利要求1所述的一种co2涡旋压缩机中间排气孔，其特征在于，所述第二中间排气孔与静涡盘外侧渐开线相切，所述第二中间排气孔的圆心位于切点处渐开线的发生线上，所述发生线与静涡盘基圆相切。
5.一种权...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，胡昊宇，曹锋，殷翔，宋昱龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。