摘要: 对制冷压缩机的曲轴构造实行模态理解,可能使压缩机的额定管事频率避开共振频率区域,从而消浸压缩机的振动与噪声。为了确定几何排量为28 mL的电动汽车空调

摘要: 对制冷压缩机的曲轴构造实行模态理解,可能使压缩机的额定管事频率避开共振频率区域,从而消浸压缩机的振动与噪声。为了确定几何排量为28 mL的电动汽车空调涡旋压缩机的额定转速,著作通过UG软件兴办了压缩机转子的实体模子,并将该模子导入到有限元理解软件ANSYS Workbench中对压缩机转子的模态实行有限元理解,获得了前4阶固有频率和相应振型图,个中一阶固有频率为87 Hz;行使激振器法对28 mL电动汽车空调涡旋压缩机的转子零件实行了模态测试,试验测得的转子本质固有频率及其振型等数据与有限元措施的推算结果吻合度较高。

弁言正在电动汽车的空调体系中,电动压缩机是其中心部件。对电动涡旋压缩机的转子实行模态理解,提取其固有频率和相应的振型,可认为涡旋压缩机的管事转速策画供应根据,避免管事频率与固有频率重合形成的共振,消浸动涡旋盘传动组件因振动形成的委顿毁伤和噪声,普及驾驶舒坦度和压缩机运用寿命。

28 mL电动涡旋压缩机的构造示贪图如图1所示,正在其运转进程中,曲轴的振动通过轴承转达到壳体上,从而饱励壳体及其他零部件的振动,当激振频率与体系的某阶固有频率亲密时,振幅会快速增大。

固有频率和振型是转子构造策画中的要紧动力学参数。文献[2]基于动力学表面计划了涡旋压缩机曲轴的振动特性,兴办了振动理解数学模子;文献[3]对六缸柴油机曲轴的模态实行了有限元理解;文献[4]对有限元理解中畛域前提对模态试验的影响实行了商讨;文献[5]对模态试验中测试点的拣选措施实行了优化;文献[6]对涡旋分子泵的转子实行了模态理解和实行验证;文献[7]理解较量了曲轴和曲轴部件的固有频率和振型的差别;文献[8]对模态试验中力传感器的附加质料辨识及撤消措施实行了商讨;文献[9]展开了对模态试验中差异附加管束形式的对照试验。

本文以振动理解表面为商讨基本,行使ANSYS软件对28 mL电动涡旋压缩机曲轴转子实行模态理解[10],并行使激振器法对28 mL电动汽车空调涡旋压缩机的转子零件实行了模态测试。

个中,M为体系的质料矩阵;C为体系的阻尼矩阵;K为体系的刚度矩阵;x为位移矩阵;为速率矩阵;为加快率矩阵;F(t)为激振力矩阵[11]。

实行如下简化假设:M、K是常量;不思虑阻尼影响,C=0;构造没有饱舞,F(t)=0;质料为线弹性质料,不包括非线性个性。

当不思虑阻尼和外界前提等影响身分时,方程(1)可简化为具有n个自正在度的无阻尼自正在振动微分方程:

求解方程(3)的特色值题目,也便是求解方程(4)的根ωi(i=1,2,…,n),即可获得构造的固有频率和固有振型。

28 mL电动涡旋压缩机的转子由曲轴转子、同步永磁体和固定于同步永磁体上用于二次均衡的均衡块3个部件构成。行使UG软件对其实行实体修模,如图2所示。

将实体模子导入ANSYS时,转子的同步永磁体和曲轴之间为过盈配合,过盈量取0.04 mm,网格划分后,转子的有限元模子如图3所示,含有38 810个节点和11 674个单位。

ANSYS中模态提取措施重要有缺省措施(Block Lanczos)、子空间法(Subspace)、Power Dynamics法、缩减法(Reduced)、非对称法(Unsymmetric)、阻尼法(Damped)等。针对电动涡旋压缩机转子实体模子几何尺寸小的特性,采用缺

提取前4阶振动模态,振型如图4所示,对应的固有频率睹表2所列。一阶振型涌现为改变振型,固有频率为87 Hz,可视为刚体模态;二阶和三阶振型涌现为转子的两轴承中央段沿径向弯曲,固有频率连接近;四阶振型涌现为二阶弯曲,振动的倾向位于差异的平面内,曲柄销端部弯曲度较大。

由于转子具有较强的磁场,采用饱舞锤措施形成的偏差较大,是以激振体系拣选越发牢固的激振器来施加饱舞频率。

转子模态试验装配如图5所示，由转子、激振器、加快率传感器、数据搜罗器、功率放大器以及推算机构成[12-13]。

试验理解采用17A软件,提取转子正在无管束状况的固有频率,行使实测数据来验证有限元模子的切实性。

激振器赐与转子饱舞频率使其形成振动,振动信号通过6个加快率传感器和数据线通道的NVH测试理解体系,记实饱舞和反响的信号,经历数字信号经管,取得与反响饱舞自正在度对应的频响函数,通过Modal Analysis中的Poly MAX提取出频响函数中的固有频率和振型。

试验获取的频响函数如图6所示,稳态图如图7所示,一阶模态的稳态图如图8所示，图6～图8中，振幅反响由加快率/力表征，加快率以g为基准，力的单元为N。

求取固有频率和振型,转子的振型如图9所示。转子固有频率的试验结果与推算结果对照睹表3所列。

表3数据解释,2种措施获取的固有频率值之间的最小偏差为四阶的0.8%,最大偏差为二阶的7.9%。

(2) 仿真算法基于线性表面,而本质转子由很众部件构成,存正在非线) 试验时转子行使胶水和磁性固定于激振器上,对试验结果有必然影响。

(4) 电动涡旋压缩机转子体积小、质料轻,6个加快率传感器的附加质料对模态试验形成了必然的偏差影响。

对涡旋压缩机转子实行模态理解的重要主意是为了避免饱舞频率亲密一阶模态固有频率而惹起的共振,一阶临界转速为87 Hz(5 220 r/min),本质转速应偏离临界转速20%以上,于是压缩机转子的额定管事转速应低于4 176 r/min或者高于6 264 r/min。

试验测得的转子模态参数与仿真推算的结果基础吻合,解释晰本文模态理解的有限元模子是较为切实的。

(1) 本文兴办了电动涡旋压缩机转子的有限元模子,通过网格划分与管束,获得了前4阶固有频率和相应的振型图,个中一阶固有频率为87 Hz。

(2) 用激振器法对压缩机转子实行了模态试验,并对仿真结果与试验结果形成偏差的因由实行了理解。较量试验数据与推算模态结果可知,前4阶的固有频率最大偏差为7.9%,小于10%,验证了压缩机转子模态理解有限元模子的切实性。

(3) 转子的模态理解为其曲轴的研发与优化策画供应了表面数据,依据仿线 mL电动涡旋压缩机转子的额定管事转速应低于4 176 r/min。