涡旋压缩机排气管道进气口与扩张腔对压力脉动影响研究

针对涡旋压缩机排气压力脉动值大的问题，以某型号涡旋压缩机为对象，基于声音传递损失特性，研究了对消音器的进气口与扩张腔进行不同的串并联管道腔后对压力脉动的影响。提出四种变更方案，应用actran软件对原始方案和四种变更方案进行仿真计算得到声压响应对比图，并在消音室内完成压力脉动试验以验证研究方案的合理性和有效性。研究结果表明，四种方案的仿真计算及实验验证结果均对脉动改善产生积极的效果，其中改善效果最明显的是方案四提出的消音器双进气管搭配扩张腔加缩小腔的变更结构，在3000 rpm下，排气压力脉动相比原始方案降低了13,022 Pa。

涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机， 压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。

其工作原理是利用动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化，实现压缩气体的目的。由于压缩机吸、排气阀片的间歇性开启和关闭，制冷剂在压缩机管路中指定点的气流压力、速度呈周期性变化，这种现象叫做气流脉动[1] [2]。

随着电动车的高速发展， 暖通空调系统(Heating, Ventilation and Air Conditioning， 简称HVAC)多元化的出现，单冷以及热泵系统管路的交汇越来越复杂，由压缩机高压排气侧产生的气流脉动很容易产生激励起管路共振，恶化HVAC 系统整体的NVH 性能指标，故优化压缩机排气脉动是HVAC 系统管路一个比较重要的NVH 问题，同时也是衡量压缩机NVH 综合性能的一个重要指标[3] [4]。目前，国内外对管道压力脉动研究已经取得了一定的成果，文献[5]通过实验和数据分析研究了两台往复式压缩机冰机运行时管道系中关键部位的气流脉动，分析了层流和三种不同流动模型下的气流脉动特性。文献[6]综述了压缩机气流脉动的分析方法及其研究现状，指出了后面需要重点关注的研究内容。文献[7]以平面波动理论为基础，建立压缩机管路系统气流压力脉动计算模型，研究了压缩机排气缓冲罐直径、排气口到缓冲罐连接管长度两个因素，总结了这二者对管道内气流压力脉动大小的影响规律。文献[8]通过声学有限元法研究了滚动转子压缩机消音器内的压力脉动，优化了压缩机消音器的压力传递损失。

在管道压力脉动研究方面，多数研究未考虑阀腔对气流压力脉动的影响，然而气阀管道的结构和尺寸对流体的压力脉动影响显著。本文首先对压力脉动相关理论部分进行分析，确定评价参数为声学特性即声学传递损失，然后从原始管路的声损失特性出发，提出变更消音器的管路结构来研究压力脉动，提出四种变更方案，通过仿真计算得到最优解，最后进行试验验证对比改进方案的有效性。