采用MSC.ADAMS 軟件對一款汽車(chē)空調壓縮機進(jìn)行運動(dòng)

　　5.1 運動(dòng)學(xué)分析

　　在轉速為900rpm、吸氣壓強為0.358Mpa、排氣壓強為2.97Mpa 的工況下，如圖7 和圖8 所示，由于正五邊形的對稱(chēng)性，所有活塞的位移幅值和端面受力曲線(xiàn)基本一致，相位差為2π /5。

　　圖7 活塞位移曲線(xiàn)(900rpm)

　　圖8 活塞壓力曲線(xiàn)(900rpm)

　　在活塞端面受力曲線(xiàn)中可以很明顯的看到兩段壓力恒定的直線(xiàn)，對應了壓縮機工作中的吸氣和排氣狀態(tài)(上端為吸氣，下端為排氣)，兩段曲線(xiàn)則分別對應了膨脹和壓縮狀態(tài)(左端為壓縮，右端為膨脹)，和上文利用速度方向和活塞質(zhì)心位置判定結果一致。

　　由于導向桿的約束所帶來(lái)的對稱(chēng)性，使得靠近導向桿軸線(xiàn)的活塞(1 和5)，其速度幅值要略大于遠離軸線(xiàn)的活塞(2 和4)速度幅值，如圖9 所示。導向桿所帶來(lái)的對稱(chēng)性在加速度曲線(xiàn)圖中尤為明顯，如圖10 所示，且處于對稱(chēng)軸線(xiàn)上的活塞3 的加速度曲線(xiàn)變化平穩而光滑，遠離軸線(xiàn)的活塞(1 和5)的加速度曲線(xiàn)則出現了一定的畸變，加速度的峰值相對原相位出現了超前或滯后的現象。

　　圖9 活塞速度曲線(xiàn)(900rpm)

　　圖10 活塞加速度曲線(xiàn)(900rpm)

　　出現這種情況在很大程度上是由于導向桿的運動(dòng)約束造成的“軸對稱(chēng)性”而非理想狀態(tài)下的空間對稱(chēng)性，五個(gè)活塞在機構上并不處于完全對等的地位所致。在滿(mǎn)足了五個(gè)活塞在周向位移的要求的同時(shí)，因為連桿與行星盤(pán)的球鉸鏈球心有不同程度的空間運動(dòng)，使得速度和加速度的傳遞出現了不同的結果。

　　5.2 動(dòng)力學(xué)分析

　　通過(guò)分析可得導向桿頭部的受力情況(圖11)和壓縮機的功耗(圖12)。通過(guò)導向桿的受力曲線(xiàn)我們可將其作為有限元分析的邊界條件，分析其應力，應變，和疲勞。

　　通過(guò)將模擬所得的功耗同實(shí)際情況的功耗進(jìn)行比較，按標準在該工況下功耗應為2.75KW，同模擬所得的曲線(xiàn)平均在2.7KW 是相當接近的，從而也可證明分析的精度是非常高的。

　　圖11 導向桿頭部受力曲線(xiàn)

　　圖12 壓縮機功耗曲線(xiàn)

　　6. 結語(yǔ)

　　通過(guò)分析，我們發(fā)現理論公式推導，和試驗數據同軟件運動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)仿真所得數據能達成較好的一致性。這說(shuō)明前期三維實(shí)體建模和實(shí)體模型上的力學(xué)模型搭建的正確性，并進(jìn)一步驗證了軟件動(dòng)力學(xué)仿真的可行性。這不僅節省了大量的人力物力資源，更重要的是縮短了產(chǎn)品設計周期以減短了產(chǎn)品的生產(chǎn)制造周期，提高了優(yōu)化設計的便捷性，降低了成本。