渦旋機構早在20世紀初就由法國人Cruex提出，并于1905年在美國取得發(fā)明專(zhuān)利。但由于渦旋盤(pán)加工中需要嚴格的誤差要求，所以直到20世紀70年代制造工藝的提高才使得渦旋盤(pán)對的加工成為可能。此后，渦旋壓縮機由于其獨一無(wú)二的優(yōu)勢，例如：低噪音，低潤滑，高效以及高可靠性，得到了迅速發(fā)展。

　　渦旋壓縮機的幾何模型是指渦旋壓縮機的渦旋盤(pán)盤(pán)面、壓縮容積和泄漏線(xiàn)面積等與渦旋盤(pán)轉角之間的數學(xué)關(guān)系。它直接影響渦旋壓縮機效率，是渦旋壓縮機可視化實(shí)現和建立渦旋壓縮機熱力學(xué)模擬的基礎。渦旋盤(pán)的線(xiàn)型主要包括圓的漸開(kāi)線(xiàn)、多邊形漸開(kāi)線(xiàn)和混合線(xiàn)型等形式�，F有渦旋壓縮機絕大多數采用圓漸開(kāi)線(xiàn)的線(xiàn)型，本文亦基于此。

　　渦旋壓縮機的線(xiàn)型直接影響到壓縮比和壓縮機的性能。國內外的很多學(xué)者已經(jīng)在這一方面完成了大量?jì)?yōu)秀的工作。由于外部渦旋盤(pán)盤(pán)面是簡(jiǎn)單的圓的漸開(kāi)線(xiàn)，比較簡(jiǎn)單，所以對于壓縮盤(pán)線(xiàn)型的研究主要集中于內部區域。部分學(xué)者研究了內部線(xiàn)型的嚙合關(guān)系。大量的研究集中于PMP（PerfectMeshing Profile）的研究。實(shí)際上，對于未修正的內部線(xiàn)型，刀具在切削漸開(kāi)線(xiàn)時(shí)會(huì )與內部的漸開(kāi)線(xiàn)發(fā)生干涉。對于干涉圓弧的幾何表達未見(jiàn)公開(kāi)發(fā)表，本文給出干涉圓弧以及外部?jì)韧獗P(pán)面的幾何表達，為渦旋盤(pán)的可視化實(shí)現提供依據。

　　另一類(lèi)對于渦旋壓縮機幾何模型的研究主要集中在壓縮機工作腔容積和泄漏面積與壓縮機轉角之間的幾何關(guān)系。日本學(xué)者M(jìn)orishita[1]和國內學(xué)者李連生[2]等以2π為周期給出了渦旋壓縮機壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程的工作腔容積的計算公式。這一幾何模型基于特殊的起始角情況（αi等于-αo）。Yanagisawa[3]、Hirano[4]和Halm[5]分別研究了吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過(guò)程的統一表達。但這一模型的主要缺點(diǎn)同樣在于采用了特殊的起始角以及分別表述三個(gè)過(guò)程的工作腔容積。

　　本研究建立了渦旋壓縮機更為通用的壓縮腔容積和泄漏面積的幾何模型，其特點(diǎn)主要是：

　�。�1）建立包含吸氣、壓縮和排氣完整三個(gè)過(guò)程的容積的分段函數形式的計算模型；

　�。�2）建立包含吸氣、壓縮和排氣全過(guò)程的徑向泄入，徑向泄出，切向泄入和切向泄出泄漏面積的分段函數幾何模型，同時(shí)將吸氣和排氣過(guò)與泄漏統一處理。

　　本文是渦旋壓縮機制冷系統特性研究的一部分。

　　研究了適合于以圓的漸開(kāi)線(xiàn)為線(xiàn)型的渦旋壓縮機通用幾何模型。建立了漸開(kāi)線(xiàn)發(fā)生角和渦旋圈數不受限制的渦旋盤(pán)盤(pán)面，內部干涉段圓弧的幾何模型；建立了包含吸氣、壓縮和排氣完整三個(gè)過(guò)程的分段函數形式通用壓縮腔計算模型；建立了包含吸氣、壓縮和排氣全過(guò)程的徑向泄入，徑向泄出，切向泄入和切向泄出泄漏線(xiàn)長(cháng)度的幾何模型，首次將吸氣預壓縮、壓縮過(guò)程泄漏、排氣過(guò)壓縮和容積系數計算統一處理。