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空压机气阀运动分析及其结构参数优化研究

柯常忠  
【摘要】: 汽车空压机的研究有助于空压机部件与汽车整车系统的合理匹配,从而保证其稳定性与效率。气阀是空压机的最重要的部件之一,气阀的设计合理与否会直接影响空压机整机工作的可靠性和经济性。因此对气阀运动分析是空压机研究中极其重要的一环。 本文在研究空压机气阀工作原理的基础上,重点分析了簧片阀的结构、工作过程及影响因素。在上述深入研究的基础上,通过建立空压机气阀运动的数学模型,进气过程流量、排气过程流量、簧片阀运动和进排气簧片阀工作过程的微分方程组,揭示气阀的运动规律;并运用有限元法和Ansys软件探讨对簧片阀运动的数学模型的求解方法。 对空压机簧片阀阀片进行受力分析,并进行相应边界条件的处理;结合相关实验数据,完成了进排气阀片的有限元分析。 通过对空压机气阀阀片的固有频率与振型、阀片工作状况的测试、试验和分析,在得到该进、排气阀片的固有频率、振型的基础上,通过空压机整机试验,对阀片的运动参数进行了测量,并得到阀片的工作特性;将整机试验结果与理论分析计算进行了对比分析研究,验证上述空压机气阀理论计算的合理性。 从数学建模入手,分析影响空压机容积效率的因素,对空压机容积效率进行了理论计算,将空压机容积效率理论分析结果与实验结果进行对比分析,并探讨影响空压机容积效率的因素,为簧片阀的优化设计提供相应的依据。 在上述理论计算和实验分析的基础上,采用COSMOSWorkS软件对空压机的阀片进行了结构优化分析,为改善空压机的整机性能提供了理论依据,而且通过实际工程应用表明,在提高空压机气阀性能和容积效率方面取得了较为满意的应用成果。


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