动态信号分析仪所采集到的基元容积内压力的变化曲线,横坐标为时间,纵坐标为绝对压力。此时,压缩机的转速为2000r/min,排气压力为016MPa.中的2个脉冲标识着排气过程的开始。利用压缩机的转速,可以将压力与时间的关系转换为压力与阳转子转角的变化关系,然后利用转角与齿间容积的对应关系,可以做出压缩机的指示。
压力随时间的变化关系所示为改变压缩机的转速、排气压力以及喷油量时压缩机的指示。为压缩机在不同工况下的机械效率曲线和绝热指示效率曲线。在得到压缩机的指示后,可通过计算来得到压缩机实际的指示功率,从而可以获得压缩机的机械效率和绝热指示效率。
排气压力对性能的影响示出了压缩机内外压比不相等时,基元容积内压力的实际变化情况。由a可以看出,由于压缩机的内容积比保持不变,压缩过程受排气压力的影响不是很大。在排气过程的早期,由于基元容积与排气孔口相通的孔口面积是逐渐扩大的,即使在外压比不同于内压比时,齿槽内的气体压力也不会在排气孔打开的瞬时急剧升高,从而不会出现明显的等容压缩现象,这样就可以使同一台压缩机运行在比较宽广的压力范围内而性能基本保持不变。此外,从a还可以看出,在压缩机排气接近终了时,基元容积内的气体压力有一个突升的现象,这主要是由于在该阶段排气孔口的面积急剧减小,压缩后的油气混合物不能被顺利排出,从而导致压力的突升。随着排气压力的增大,阻塞情况有所好转,使压力突升现象有所改善。
示出了不同工况下压缩机的机械效率和指示效率。从a可以看出:当压缩机的排气压力较(a)排气压力和转速不同(b)喷油量和排气压力不同不同工况下压缩机的机械效率和指示效率低时,随着压力的增加,压缩机的绝热指示效率有所上升,这是因为随着排气压力的升高,喷油量增大,气体泄漏量减少,并且冷却效果加强;当压缩机的排气压力比较高时,喷油量的增加虽对冷却和密封有所改善,但由于压差较大,压缩机的泄漏量增加,绝热指示效率开始下降。从a还可以看出,当压缩机的排气压力开始增加时,压缩机的机械效率有所上升,达到一定的值后,又随着排气压力的继续升高而开始下降。这主要是搅油损失和轴承的摩擦功率损失综合作用的结果。
结论(1)本文通过安装在转子上的微型压力传感器,成功地获得了螺杆压缩机的指示,并对其进行了定性和定量的分析,为螺杆压缩机的优化设计提供了可靠的试验依据。(2)当压缩机的内、外压比不相等时,指示上并无明显的等容压缩现象,这说明同一台喷油螺杆压缩机可以运行在宽广的压力范围内,且排气孔口设计时的少许偏差不会对性能产生大的影响。(3)在不同的转速下,压缩机的性能变化并不明显,从而可以通过改变压缩机的转速来调节容积流量。
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