燃料電池用高速無油雙螺桿壓縮機的設計與研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟、工業(yè)的發(fā)展和人類生活水平的提高，全球車輛的數(shù)量越來越大，汽車排出的尾氣對城市環(huán)境的污染已經(jīng)成為不可忽視的問題；同時一次能源如石油、天然氣等能源儲量有限，難以作為永久性能源。在這樣嚴峻的形勢下，人們迫切需要開發(fā)再生資源，尋找不依賴不可再生資源，無污染的新能源來為車輛提供未來的驅動動力源。燃料電池由于具有能量轉換效率高、對環(huán)境幾乎無污染等優(yōu)點而有可能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，成為主要動力來源之一?？諝鈮嚎s機是車用燃料電池系統(tǒng)中的重要部件之一

2、，它主要為燃料電池反應堆提供高壓氧氣。作為燃料電池系統(tǒng)的一部分，空氣壓縮機的工作特性對車載燃料電池發(fā)動機具有顯著影響，這就要求空氣壓縮機需具備體積小、重量輕、能耗低等特點。 本文根據(jù)課題要求設計研發(fā)出一種適用于車載燃料電池的高速無油雙螺桿空氣壓縮機，并建立了壓縮機工作過程的數(shù)學模型，在此基礎上對壓縮機的工作過程和性能進行了模擬仿真。最后，通過實驗驗證了數(shù)學模型的準確性和壓縮機的工作性能。 論文主要研究內(nèi)容如下：

3、第一章論述了課題研究的意義和來源，闡述了燃料電池電動汽車的發(fā)展概況以及空氣壓縮機在燃料電池反應堆中的作用，并對國內(nèi)外車載燃料電池空氣壓縮機的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了綜述。 第二章闡述了雙螺桿壓縮機基本結構和工作原理，以及壓縮機的分類及應用，然后指出了雙螺桿壓縮機工作特點及研究發(fā)展方向。最后提出了本文主要研究目標和研究內(nèi)容。 第三章根據(jù)課題要求設計一種新型線，根據(jù)壓縮機流量公式計算出雙螺桿壓縮機轉子的參數(shù)以及斜齒輪、軸承、

4、殼體和其它零部件結構參數(shù)，在此基礎上對雙螺桿轉子進行了機械仿真分析。然后，根據(jù)壓力要求和嚙合原理，設計計算出吸排氣孔口的大小和位置。 第四章為了深入研究無油雙螺桿壓縮機的微觀工作過程，以質量守恒定律和熱力學第一定律為基礎，建立了雙螺桿工作過程的數(shù)學模型。該模型以一個齒間容積為研究對象，全面的考慮各泄漏通道損失、水氣混合物的熱交換。在此基礎上對壓縮機的工作過程和工作性能進行了仿真分析。 第五章在第四章數(shù)學模型的基礎上，對壓