科技创新虚拟样机技术在汽车空调压缩机中的应用.pdf

虚拟样机技术在汽车空调压缩机中的应用 杨伟锋 徐柏兴 陈莉华 (上海三电贝洱汽车空调有限公司，上海 200232) 【摘要】应用虚拟样机技术对活塞式汽车空调压缩机进行仿真分析，研究其运动、动力特性。缩短了产 品开发周期 ，提高开发效率，并且具有广泛的工程应用前景。 【Abstract】 Simulationanalysisiscarriedoutbyapplyingvirtualprototypingtechnologyinauto- mobileair-conditionerpiston—compressortostudyitskinematicsanddynamiccharacteristic．Itshort— ensthedevelopmentperiodandincreasestheefficiencyofproductresearchanddevelopment．Italso hasengineeringpracticalvalue． 【主题词】 汽车空调 压缩机 虚拟样机 0 引言 1 汽车空调压缩机运动机构概述 随着人们生活水平 的提高，对汽车舒适性的 汽车空调压缩机可分为往复式和旋转式两大类。 要求也越来越高。汽车空调的质量影响到对整车 往复式又分曲轴连杆式、轴向活塞式和径向活塞式。 的评价。由于汽车直接暴露在太阳或风雪下，而 其中轴向活塞式又分旋转斜盘式和摇摆斜盘式。本 且汽车行驶的速度变化无常，车内的空间有限，这 文主要研究5缸摇摆斜盘式汽车空调压缩机。 都加大了汽车空调的设计难度。一般来说汽车空 摇摆斜盘式汽车空调压缩机的工作原理是通 调由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀组成。汽车 过主轴的旋转带动斜盘的转动，通过只能进行摆 空调压缩机是汽车空调的关键零部件，也是主要 动的行星盘将旋转运动转化为活塞的往复运动， 的运动部件。采用虚拟样机技术可以研究汽车空 活塞在气缸里对制冷剂进行压缩 (见图1)。 调压缩机的运动规律和动力性能，为设计和优化 提供帮助。 虚拟样机技术是在产品的设计开发中，将分 散的零部件设计和分析技术融合在一起，在计算 机上建造出产品的整体模型，并对该产品在投入 使用后的各种工况进行仿真分析，预测产品的整 体性能，进而改进设计，提高产品质量。 本文采用 MSC．ADAMS软件对一款汽车空调 压缩机进行运动、动力分析，从而了解其运动规 律，并计算一些联接副的受力情况和确定功耗。 图1 空调压缩机核心部件装配图 收稿 日期：2009—12—17 上海汽车 2010．02 · 15 · 2 活塞运动学公式推导 3 通过MSC．ADAMS对压缩机进行 运动动力分析 在研究压缩机时，活塞的运动规律十分重要。 下面以活塞3为例，对压缩机的活塞质心运动进 3．1 分析的基本步骤 行公式推导。 汽车空调压缩机的仿真过程如下：(1)运用UG 如图2所示，对该几何关系构建封闭矢量多 的三维实体建模模块对压缩机核心运动机构进行 边形，f。、Z2、Z3、S4均为相应的杆矢量，。、2、3、 三维建模，主要包括主轴、斜盘、行星盘、连杆和活塞 为杆件的方位角，各杆件矢量方向不影响计算结 五大部件，并在UG环境下进行装配。(2)将建好的 果，但方位角均应 由 轴开始，并以沿逆时针方向 实体模型以Parasolid格式输出，导入ADAMS中，添 计量为正。