4.2 零部件的物理参数
其几何参数和惯性参数采用三维CAD 实体建模软件UG-Ⅱ计算得到,如表1 所示。这对几何形状极不规则,采用计算方法很难得到准确数值的物体,如斜盘等,将大大简化计算过程。
表1 空调压缩核心部件力学参数

4.3 约束的选定
在ADAMS 的VIEW 模块对模型中的零件之间的运动副进行约束定义。下表为运动副的约束定义。
表2 空调压缩核心部件运动约束

4.4 确定边界条件(活塞压力的确定)
4.4.1 仿真工况:
按试验要求,如表4.2.3-1 所示,仿真过程将在900rps、5500rps、7000rps 三种转速及各自相对应的吸气压强、排气压强下进行测试。
表3 空调压缩机试验工况

4.4.2 活塞顶部压力公式推导:
根据气体方程:多变过程的 P*VN=C 得出:
压缩过程:P1=Ps*((L+C)/( .5H11G.cm_dis+d3+C)) N
排气过程:P2=Pd
膨胀过程:P3=Pd*(C/(.5H11G.cm_dis+d3+C)) N
吸气过程:P4=Ps
其中:
L=压缩机平均行程
C=余隙
N=多变指数
d3=活塞下止点平均位置
.5H11G.cm_dis=活塞质心点位置
4.4.3 多变指数的确定
实际热机中,有些过程工质的状态参数p、v、T 等都有显著的变化,与外界之间换热量也不可忽略不计,这时它们不能简化为四种基本的热力学过程(定容、定压、定温和绝热)。试验测定了一些过程中1kg 工质的压力p 和v 的关系,发现它们接近指数函数,用数学表达式描述即:p*vn=定值。该式即多变过程的过程方程式。n 为多变指数,它可以是负无穷到正无穷之间的任意数值。多变过程比前述几种特殊过程更为一般化,但也并非任意的过程,它仍根据一定的规律变化:整个过程服从过程方程p*vN=定值,n 为某一定值。
实际过程往往更为复杂。譬如柴油机气缸中的压缩过程,开始时工质温度低于缸壁温度,边吸热边压缩而温度升高,高于缸壁温度后则边压缩边放热,整个过程n 大约从1.6 变化到1.2 左右;至于膨胀过程,由于存在后燃及高温时被离解气体的复合放热现象,情况更为复杂,其散热规律的研究已不属于热力学的范围。对于多变指数n 式变化的实际过程,若n 的变化范围不大,则可用一个不变的平均值近似地代替实际变化地n;若n 地变化较大,则可将实际过程分成数段,每一段都近似为n 值不变。
本课题中,由于n 值的变化范围不大,根据以往实际工况和以往经验,选取n=1.3。
如图3 所示,压缩和膨胀为多变过程,多变指数n=1.3。膨胀结束点A 的压力应小于吸气压力Ps,压缩结束点B 的压力应大于排气压力Pd,但考虑影响有限,故膨胀结束点A 的压力=Ps,压缩结束点B 的压力=Pd。

图 3 压缩机整个行程中的P-V 关系
4.4.4 活塞顶部压力在运动分析中的体现:
4.4.4.1 MSC.ADAMS 中IF 函数的定义
IF(expr1:expr2,expr3,expr4)
式中,expr1 为控制变量,expr2,expr3 和expr4 均为表达式。
函数F=IF(expr1:expr2,expr3,expr4)的含义为: