科创中国

气阀是活塞式压缩机的核心部件。因为在工作中，阀片会持续受到各种物理、化学因素的破坏作用，外加上气阀本身的制作材料也不是完美无缺，因此气阀非常容易损坏，这将极大降低压缩机使用的可靠性和经济性。众多科研学者通过无数实验证明，气阀处的能量损失在压缩机整个工作过程的能量损失中占很大比例，因此，要提高压缩机的经济性，可以通过优化气阀的结构参数来实现。但是，目前已有的阀片优化方案，大多是从阀片厚度、升程、弹簧刚度等方面进行优化设计，对于阀片本身的尺寸，形状方面的优化设计研究相对较少，并且只给出了优化的方向，缺乏精确地尺寸以及形状优化指导。本项研究的目的在于提供一种跨临界CO2循环系统的压缩机吸排气阀片优化方法，能够根据具体的压缩机系统工况，对吸排气阀片进行优化，相对于现有技术提高吸排气阀片的形状和尺寸设计精度，有效的降低吸排气阀片处的能量损失，提高压缩机的经济性。

本发明采用如下技术方案：一种跨临界CO2循环系统的压缩机的吸排气阀片的优化方法，包括：1、测量待优化吸排气阀片头部的最大长度L1和最大宽度L2的值，通过应力试验分析压缩机吸排气阀片抗压能力与纵横比ε＝L1/L2之间的关系，按照最佳纵横比的尺寸，对吸排气阀片的尺寸进行初步优化；2、测量最佳纵横比下待优化压缩机吸排气阀片的原始面积S，保证第一步确定的最佳纵横比不变的基础上，改变面积S，进而改变类面积比η＝S/(L1*L2)的数值，面积S等梯度减小，每改变一次，通过应力实验分析并且总结出压缩机吸排气阀片类面积比η＝S/(L1*L2) 之间的关系；抗压能力数值最大的值对应的类面积比η为最优类面积比，以最优类面积比对应的面积S及最佳纵横比的比例关系，设计阀片完成第二步优化。3、第一步中，测量待优化吸排气阀片的最大长度L1和最大宽度L2的初始值，然后在初始值的基础上改变吸排气阀片头部的最大长度L1和最大宽度L2这两个尺寸，使纵横比从1开始，以0.01为单位，等梯度减小，每改变一次，就通过仿真记录一次该尺寸下的抗压能力数值，最后，抗压能力数值最大的组合即为最佳纵横比。

本项目适用于跨临界CO2循环系统的压缩机。

西安交通大学新能源车用压缩机及热泵空调技术研究团队，由教育部“长江学者”特聘教授领衔负责。研究团队在“国家863计划”、“国家科技支撑计划”、“国家自然科学基金”、“联合国多边基金”等专项支持下，十余年来一直致力于跨临界CO2技术在冷/热领域的性能强化和应用新技术研究，奠定了丰富的技术基础和产业化推广能力。相关研究成果获得2019年国家科技进步二等奖等。团队展开了跨临界CO2技术在车辆领域的应用研究，开发了系列化新能源乘用车、新能源商用车以及轨道车辆跨临界CO2热泵空调及一体化热管理系统样机，提出了适应不同车辆类型的全局自寻优控制逻辑，并在实验台架上获得了初步的验证，实现了车辆领域氟利昂类工质向天然工质的过度方案推演，并与国内相关领域的代表性企业建立了“电动车CO2热泵空调系统开发技术联盟”，为跨临界CO2技术在车辆领域的应用奠定了理论、实验和产业化基础。

本项目的主要目的就是针对阀片的尺寸和形状优化设计，给出精确的公式数据指导，为以后的气阀设计提供一个准确的指导作用。并且在此基础上，给出了验证方法，以供检验该设计的合理性，更重要的是为不同材质的阀片寻找最佳设计尺寸提供了指导意见。

希望以技术服务的形式与企业合作。