汪克尔四角转子压缩机的设计毕业论文

第一章 绪论

1.1 国内外空气压缩机的发展现状

目前国际上空气压缩机的发展趋势重在向大容积率，高效率，低成本，大压缩比，以下是我们对目前最为常见的压缩机进行简单对比分析。 （1）活塞式压缩机适用压力范围广，流量大小皆宜，并且对材料和工艺要求比较低，技术上也较为成熟，在生产使用上积累了丰富的经验。但是由于转速不高，机器大结构复杂，排气不连续，造成气流脉动；运转时有较大的震动； 往复运动，无用功较多，机械效率不高。同时活塞式压缩机主要是向大容量、高压力、低噪声、高效率、高可靠性等方向发展；所以我们不加以采用。

（2）滚动活塞压缩机结构简单，零部件相对较少，以及运行平稳，振动较小， 几何形状都是圆形或平面，便于制造。但是由于滚动活塞与壳体之间的间隙不容易控制，运转一周，压缩做功一次排气不连续，造成气流脉动较大，以及工作中存在死区，效率相对较低，可靠性相对较低，因此滚动式活塞压缩机是不适宜用于大排量的压缩机的。

(3)滑块式压缩机基本消除了各种泄漏，容积效率较高，是目前机械效率最高的压缩机，它不仅在使用过程中，工作效能下降不大，而且装置系统比较简单。但是由于加工要求很高，滑块依靠离心力作用在缸体上，容易造成磨损，可靠性也相对较差，所以它也同样不适宜用于制造高压和大流量的工况的压缩机。 (4)涡旋式压缩机的结构简单，体积小，重量轻，无吸排气阀，它的容积效率较高，摩擦损失小，机械效率高，多压缩室同时工作，工作连续，压缩力矩变化平稳。但是因为它的精度要求高，形位公差

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都在微米级，并且是无排气阀，变工况性能欠佳，工作腔不易实施外部冷却，压缩过程的热量难排出，因此只能够压缩绝热指数小的气体或者内冷却，大排量涡旋压缩机难实现，排量大直径大，不平衡旋转质量增大，机器不紧凑且重量增加，所以也不加以采用。

（6）螺杆压缩机的可靠性高，螺杆空压机零部件少，易损件少，寿命长，单位排气量体积小，技术成熟，它是目前市场上的主力压缩机。但是因为螺杆的制造成本太高，并不被广泛应用，所以我们也不采纳这种螺杆机构的压缩机。

在生产实践中，由于以上六种压缩机存在各种各样的缺陷，在现今压缩机大容积率，结构简单，效率高，压缩比大，制造成本低的发展趋势下，我们有必要研究创新一种新型的适合发展趋势的气体压缩机--汪克尔四角转子压缩机。 汪克尔四角转子压缩机的结构简单，体积小，零部件少；无余隙容积，且直接利用电机的回转运动，效率高，压缩比大，单级压力高，运行平稳，噪音较小，内泄漏非常小，机械效率高。但是因为这是属于一项全新的压缩机技术，所以无工程应用实例，需要我们自己分析计算数据等。

我们在比较中发现，由于汪克尔四角转子压缩机它的结构简单，零部件数量相对较少，制造成本相对较低，而且节能环保，能耗也至少降低 了15 %，它

的制冷系数（ COP 值）也达到了2.0，因此我们制造压缩机采用四角转子式具有广阔的前景。

由于上述等等优势，我们决定涉及汪克尔四角转子压缩机，由此我们对汪克尔四角转子压缩机进行了设计分析等工作。

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第二章 汪克尔四角转子压缩机的基本原理

及其构造研究

2.1 汪克尔三角转子发动机的基本原理及其构造 2.1.1 汪克尔三角转子发动机的基本构造

从工作过程的角度来看，转子发动机是一种四冲程循环的内燃扎但它在构造上与往夏式发动机大不相同，主要由于它们的主机构及其几伺原理不同．往复式发动机的主机构是曲柄连杆机构，气缸和活塞是圆筒形，几何原理较为简单。而转子发动机的主机构是由一对相位内外齿轮和偏心轴所组成的行星机构．气缸理论型线为双弧长短期回外旋轮线，转子的理论型线为气缸型线族的内包络线，几何原理较为复杂。如图2.1所示。但是，由于转于发动机没有连杆、进排气门及其配气机构，因而在结构上转子发动机则比往夏机简单得多．

图2.1 转子机与往复机构造原理的对比

（a） 往复机（b）转子机

转子机的基本构造是由转子、前后端盖、缸体和偏心轴等主要零件组成，如图2.2所示。在多缸转子机中，相邻两缸需设中隔板。由图2.2可看出；转于是在缸体和前、后端盖所形成的腔内，转子中央装有偏心轴承，并与偏心期的偏心轴颈配合，转子上的内齿轮和固定在端益上的外齿轮相啮合。偏心轴的主轴颈支承在前、后端盖的主轴承中，偏心轴的前端通常装有皮带抡、平衡重和驱动附件用的齿轮等，后端装有带平衡重的飞轮并由此输出动力。图3.3为GZ2—900型汽油转子机的纵、横剖视及前图。

汽油转于发动机除上述的基本构造外，还应有燃料供给系统点火系统，润滑

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和冷却系统。这些系统的作用与往复式发动机基本相同。

转子机的主要特点是：转子只作旋转运动，就其工作循环特点而言，属四冲程循环，分进气、压缩．燃烧和膨胀及排气四个过程。由于没有作往复运动的质量，故有良好的高速性能。在一定程度上它兼有往复机和燃气轮机的某些特点，而与它们相比，转子机的构造是最简单的，且还有重量轻、体积小等优点。这是转子机之所以能在某些领域中迅速发展和应用的主要原因。

以100kw左右的双缸汽油转子机为例，与功率相同、指标先进的6-8缸汽油往复机相比，重量仅为往复机的50-70％．体积约小30-50％，零件总效约少20-40％，运动件数约少40-60％．如果在主要工艺过程实现大规模生产后，估计转子机的成本约为同功率往复机的80％。在实际应用中表明，转子机还以消耗钢材少，运转平稳，高速性能好，维修简便等技术特点优于往复机。转子机也有它本身的缺点，如转子机的高速性能虽优于往复机但低速性能却不很理想。

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