MSC.adams在汽車空調(diào)壓縮機中的應(yīng)用

　　4．4．3 多變指數(shù)的確定

　　實際熱機中，有些過程工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)p、v、T 等都有顯著的變化，與外界之間換熱量也不可忽略不計，這時它們不能簡化為四種基本的熱力學(xué)過程（定容、定壓、定溫和絕熱）。試驗測定了一些過程中1kg 工質(zhì)的壓力p 和v 的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)它們接近指數(shù)函數(shù)，用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述即：p*vn=定值。該式即多變過程的過程方程式。n 為多變指數(shù)，它可以是負(fù)無窮到正無窮之間的任意數(shù)值。多變過程比前述幾種特殊過程更為一般化，但也并非任意的過程，它仍根據(jù)一定的規(guī)律變化：整個過程服從過程方程p*vN=定值，n 為某一定值。

　　實際過程往往更為復(fù)雜。譬如柴油機氣缸中的壓縮過程，開始時工質(zhì)溫度低于缸壁溫度，邊吸熱邊壓縮而溫度升高，高于缸壁溫度后則邊壓縮邊放熱，整個過程n 大約從1.6 變化到1.2 左右；至于膨脹過程，由于存在后燃及高溫時被離解氣體的復(fù)合放熱現(xiàn)象，情況更為復(fù)雜，其散熱規(guī)律的研究已不屬于熱力學(xué)的范圍。對于多變指數(shù)n 式變化的實際過程，若n 的變化范圍不大，則可用一個不變的平均值近似地代替實際變化地n；若n 地變化較大，則可將實際過程分成數(shù)段，每一段都近似為n 值不變。

　　本課題中，由于n 值的變化范圍不大，根據(jù)以往實際工況和以往經(jīng)驗，選取n=1.3。

　　如圖3 所示，壓縮和膨脹為多變過程，多變指數(shù)n＝1.3。膨脹結(jié)束點A 的壓力應(yīng)小于吸氣壓力Ps，壓縮結(jié)束點B 的壓力應(yīng)大于排氣壓力Pd，但考慮影響有限，故膨脹結(jié)束點A 的壓力＝Ps，壓縮結(jié)束點B 的壓力=Pd。

圖 3 壓縮機整個行程中的P-V 關(guān)系

　　4．4．4 活塞頂部壓力在運動分析中的體現(xiàn)：

　　4．4．4．1 MSC.ADAMS 中IF 函數(shù)的定義

　　IF（expr1：expr2，expr3，expr4）

　　式中，expr1 為控制變量，expr2，expr3 和expr4 均為表達(dá)式。

　　函數(shù)F＝IF（expr1：expr2，expr3，expr4）的含義為：


　　4．4．4．2 在本課題中IF 語句算法

　　圖4 所示為本課題中壓縮機活塞端面受力IF 語句算法。先由活塞的速度方向（大于零/小于零），判斷活塞運動處于吸氣/膨脹狀態(tài)，還是壓縮/排氣狀態(tài)，再根據(jù)活塞質(zhì)心位置與膨脹結(jié)束點的關(guān)系確定是吸氣狀態(tài)還是膨脹狀態(tài)；根據(jù)活塞質(zhì)心位置與壓縮結(jié)束點關(guān)系確定是壓縮狀態(tài)還是排氣狀態(tài)。

圖4 活塞端面受力IF 語句算法

　　程序框圖如圖5 所示：

圖5 活塞端面受力IF 語句程序框圖

　　4．4．4．3 If 語句公式

　　將在UG 中建好的模型導(dǎo)入ADAMS 后，根據(jù)實際情況施加所需的運動約束。設(shè)定End Time = 10，step = 100，進行初步動態(tài)運行，測量所得數(shù)據(jù)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)經(jīng)過計算，得出在三種不同工況下，活塞的排氣點d1，吸氣點d2 的位置，如表5 所示。

表5 壓縮機活塞行程參數(shù)（2）

　　以活塞3 在工況900rps 下端面受力為例：吸氣壓力Ps=0.358MPa, 排氣壓力Pd=2.97MPa, 排氣起始點位置d1=-80.9924, 吸氣起始點位置d2=-83.9607,活塞平均下止點位置d3=-85.1881, 活塞表面積S=897.2703, 活塞平均行程L=22.5889,余隙C=0.3,多變系數(shù)n=1.3。

　　900r/min：

　　Piston_3 氣體方程：

IF( VZ(piston3.cm):
IF(.5H11G.cm_dis3+80.9924:897.2703*2.97,897.2703*2.97,897.2703*0.358*((22.5889+0.3)/( .5H11G.cm_dis3+85.1881+0.3))**1.3),
IF(.5H11G.cm_dis3+80.9924:897.2703* 0.358, 897.2703*2.97, 897.2703 *2.97),
IF(.5H11G.cm_dis3+83.9607:897.2703*2.97*(0.3/(.5H11G.cm_dis3+85.1881+0.3))**1.3, 897.2703*0.358, 897.2703*0.358)