离子液体氢气压缩机整机系统动力学特性仿真分析

曲殿君; 魏双会; 张鑫; 赵强; 王增丽

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (2) : 201 -210.

曲殿君, 魏双会, 张鑫, 赵强, 王增丽

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

针对离子液体氢气压缩机中，液压驱动和氢气增压复杂耦合引起的整机系统动力平衡困难以及振动噪声问题，基于SimulationX设计构建了三级离子液体氢气压缩机的多系统耦合动力学分析模型，对氢气增压系统和液压驱动系统的瞬态动力学特性开展研究。通过多周期仿真，得到液压油和氢气作用下活塞启动阶段和稳定运行阶段的动力学特性；计算曲轴切向和法向合力，分析各级活塞力对曲轴不平衡性的影响；在变工况条件下运行系统，研究不同进气压力下电机的转速不均匀系数。计算结果表明：气阀开度的频繁变化和液压油的可压缩性会引起压缩活塞速度波动，活塞在上、下止点处会发生合外力突变，减小二级活塞力可有效提高曲轴平衡性；在进气压力由30 bar下降到15 bar过程中，各工况下电机转速不均匀系数均小于1%,且压力变化会导致系统运行不稳定，从而影响系统耗能。研究结果可为离子液体氢气压缩机的设计优化提供参考。