Разработка методики экспериментального исследования масляного насоса вертикального спирального компрессора

При проектировании вертикальных спиральных компрессоров конструкторы часто сталкиваются с необходимостью рассчитывать масляный насос, который влияет на характеристики, работоспособность и надежность компрессора. В статье представлен первый этап работы по разработке методики расчета указанных насосов: разработка экспериментальной методики исследования масляного насоса; сравнение физического эксперимента по разработанной методике с известными закономерностями; проверка влияния угла конуса входной насадки на характеристики насоса.
Авторами были проанализированы представленные в открытом доступе материалы и выбраны конструктивные элементы, влияющие на насос или влияние которых необходимо проверить. Для этого авторы разработали экспериментальный стенд и методику проведения эксперимента, которые позволили учесть конструктивные особенности насоса: диаметр канала; диаметр отверстия насадки; форму насадки; частоту вращения вала.
Анализ погрешностей показал, что относительная погрешность эксперимента не превышает 3 %. На основе экспериментальных данных по разработанной методике были сформулированы следующие зависимости: имеется обратная зависимость напора насоса от отношения радиуса отверстия в насадке к радиусу канала насоса; имеется квадратичная зависимость напора насоса от частоты вращения. Указанные зависимости согласуются с известными данными, на основе чего делается вывод об адекватности разработанной методики и о применяемости её в дальнейших исследованиях. Также было проверено, что форма насадки не влияет на характеристики насоса. Результаты эксперимента, представленные в статье, могут быть использованы для верификации математических моделей насосов спиральных компрессоров.

1. Войнов К. Н., Григорьев А. Ю. Трибология и надёжность: моногр. СПб.: Нестор-История, 2015. 326 с.

2. Bernardi J. de. CFD Simulation of a Scroll Compressor Oil Pumping System. Proceedings of the International Compressor Engineering Conference at Purdue. 2000. Paper 1454.

3. Cui M., Sauls J. Investigation on the oil supply system of a scroll compressor. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part A-journal of Power and Energy. 2007; 221:509–517.https://doi.org/10.1243/09576509JPE286.

4. Kim D. H., Shin D. K., Cho S. O. An experimental analysis on the flow rate in scroll compressors. International Compressor Engineering Conference at Purdue. 1998. Paper 1312.

5. Drost R. T., Quesada J. F. Analytical and experimental investigation of a scroll compressor lubrication system. International Compressor Engineering Conference at Purdue. 1992. Paper 846.

6. Shin C. J., Park J. S., Chang Y. I. An analytical study of the oil supply system in scroll compressors. International Compressor Engineering Conference at Purdue. 1998. Paper 1257.

7. Kim K. H., Lee T. J., Bae Y. J. Numerical Simulation Of Oil Supply System Of Reciprocating Compressor For Household Refrigerators. International Compressor Engineering Conference atPurdue. 2002. Paper 1533.

8. Itoh T., Kobayashi H., Fujitani M., Murata N. Study on the Oil Supply System for Rotary Compressors. International Compressor Engineering Conference at Purdue. 1992. Paper 841.

9. Posh S. A., Hopfgartner J., Heimel M., Berger E., Almbauer R. Numerical Investigation of the Oil Pump Suction Behaviour in a Hermetic Reciprocating Compressor. International CompressorEngineering Conference at Purdue. 2016. Paper 2427.

10. Weifeng W., Li J., Lu L. [et al.]. Analysis of oil pumping in the hermetic reciprocating compressor for household refrigerators. International Compressor Engineering Conference at Purdue. 2010. Paper 1957.

11. Kim H. J., Lee E. S., Kwag S. H. [et al.]. A study on the oil supply system of a rotary compressor. International Compressor Engineering Conference at Purdue. 2000. Paper 1379.

12. Немцев Б. А., Яковлев П. Д., Яковлев С. П. Технология глубокого сверления отверстий малых диаметров с наружным подводом СОЖ // Металлообработка. 2015. № 4 (88). С. 19–24. EDN: VCFSAX.

13. Горелова А. Ю., Кристаль М. Г. Инструмент для обработки глубоких отверстий // Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 2015. № 3 (68). С. 75–81. https://doi.org/10.17212/1994-6309-2015-3-75-81. EDN: UHTHNX.

14. Branch S. Scroll compressor oil pump analysis. IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2015;90(1):2033. https://doi.org/10.1088/1757-899X/90/1/012033.

15. Jorwekar P., Dr. Virendra Bhojwani. Investigation of oil supply system of a scroll compressor. International Engineering Research Journal (IERJ) Special Issue. 2016. P. 971–975. URL: https://web.archive.org/web/20180411195951/http://www.ierjournal.org/pupload/mit/HP9-8%20ok.pdf (accessed: 10.10.2025).