第二章 往复式制冷压缩机(3)
第2讲 往复(活塞)式制冷压缩机介绍.ppt
4.15.1 Reciprocating Compressor
continued
• The reciprocating compressor used on automobile air conditioning systems is known as a swash plate (or “wobble plate”) compressor. No connecting rod is used.
lg p h 图上:
Wts
ps0Vp
k
k 1
k 1 k
1
WtS h2 h1
Pts
ps0qmas0
3.6
1
• The swash plate compressor usually has three or more cylinders arranged in a circle around the drive shaft.
• The swash plate compressor is double-acting — a threecylinder compressor gives a pumping action like a sixcylinder conventional compressor.
4.15.1 Reciprocating Compressor
• Used in majority of domestic, commercial, and industrial HVAC systems.
• Basic components include a cylinder and a rod. • Can be classified by cylinder arrangement, number of cylinders,
第二章 -1 往复式制冷压缩机
1.2 压缩机的型号及基本参数
按GB10871－1989规定，中型活塞式单级制冷压缩机的型号 表示如下：
冷凝压力：高冷凝压力用G表示，低冷凝压力不表示 行程：长行程用C表示，短行程不表示 制冷剂：氟利昂用F、氨用A表示 缸数和缸径：用阿拉伯数表示，缸径单位为cm
示例：812.5ACG――8缸、扇形、缸径125mm、制 冷剂为R717、行程为110mm的高冷凝压力压缩机。
4．余隙容积：活塞位于外止点时，活塞顶面与汽缸端 面之间的容积，汽阀通道（与汽缸一直相通的）及第 一道活塞环以上的环形容积总和，Vc。
5．相对余隙容积：余隙容积与汽缸工作容积之比，以 C表示，即 式中：Vc ——余隙容积； Vp ——汽缸工作容积。
2.1.2 工作原理
压缩过程 排气过程 膨胀过程 吸气过程
第二章 往复式制冷压缩机
2.1 基本结构和工作原理
2.2 热力性能
2.3 驱动机构和机体部件 2.4 气阀 2.5 封闭式制冷压缩机的内置电动机 2.6 总体结构 2.7 润滑系统和润滑油 2.8 往复式制冷压缩机的振动和噪声
2.9 安全保护
概述
1.1 分类
(1) 使用的工质：氨压缩机、氟利昂压缩机、异丁烷压缩机。 (2) 气缸布置方式：卧式和立式、角度式、十字形。 符号：Z型―立式; V―夹角90度; W―夹角60度; S―夹角45度。 (3) 压缩机的密封方式：开启式、封闭式、半封闭式。 (4) 制冷量的大小：小型活塞式、中型活塞式。
膨胀过程：活塞运动到上止点时，
由于压缩机结构及制造工艺等原因， 汽缸中仍有一些空间，该空间的容积 称余隙容积。排气过程结束时，余隙 容积中的气体为高压气体。活塞开始 向下移动时，排气阀关闭，吸气腔内 的低压气体不能立即进入汽缸，此时 余隙容积内的高压气体因容积增加而 压力下降，直至汽缸内气体压力降至 稍低于吸气腔内气体压力，即将开始 吸气过程时为止。
制冷压缩机(往复式、螺杆式、离心式)
在制冷系统中，三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）的作用都是将低温物体的热量不断地转移到常温环境介质中，从而到达制冷目的，并且它还提供与蒸发温度与冷凝温度相对应的低压与高压的条件。
根据他们的工作原理的不同，制冷压缩机一般可以分为容积型与速度型。
容积型制冷压缩机包括往复式与螺杆式。
速度型制冷压缩机为离心式。
容积性制冷压缩机的工作原理是用机械的方法使密闭容器的容积变小，使气体压缩而增加气体的压力。
速度性制冷压缩机的工作原理是用机械的方法使流动的获得很高的流速，然后在扩张的通道内使气流的速度减小，使气体的动能转化为压力能，从而到达提高气体压力的目的。
在制冷系统中，因为容积型制冷压缩机与速度型制冷压缩机在工作原理的不同，所以它们在制冷性能上受到的影响也是不同的。
对于容积型制冷压缩机来说，它的制冷性能受到密闭容器的容积的利用率的影响。
因此，如果想提它的制冷性能，就必须充分利用密闭容器的容积的利用率。
对于速度性压缩机来说，它的制冷性能受到气流的速度的影响。
因此，如果想提它的制冷性能，就必须充分提高气流的速度。
在制冷系统中，因为三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）在主要用途上的不同，所以它们的适用温度也是不同的。
往复式制冷压缩机主要适用于家用冰箱，商用冰箱，空调，商用冷藏，办公用冷藏，汽车空调食品工业及其它工业冷冻空调，石油，化工用冷却设备。
它的适用温度为-120度以上，包括单级、双级、复叠。
螺杆式制冷压缩机主要适用于食品及其它工业冷冻空调。
它的适用温度为-80度以上。
离心式制冷压缩机主要适用于石化，纺织等工艺冷却、大型空调。
它的适用温度为-160度以上。
在制冷系统中，因为三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）在适用温度范围的不同，所以它们的单机制冷量也是不同。
在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，单机制冷量最大是离心式制冷压缩机，它的单机制冷量为160至30000千瓦。
往复式制冷压缩机课件-2024鲜版
制冷量与功率关系探讨
制冷量与功率成正比
在相同条件下，制冷量越大，所需功率也越大。
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能效比（EER）
制冷量与功率的比值，用于评价压缩机的能效水平。EER值越高，表示压缩机在相同功率下 能提供更多制冷量。
影响制冷量与功率关系的因素
包括制冷剂种类、环境温度、冷却方式等。不同制冷剂的热力性质不同，导致相同条件下制 冷量和功率的差异。环境温度和冷却方式则影响压缩机的散热效果和运行效率，从而影响制 冷量与功率的关系。
04
安装过程中应避免强烈振动和撞击，以免 影响压缩机性能。
21
调试方法及步骤指导
在调试前，检查压缩机的电源接 线是否正确，电压是否符合要求。
打开压缩机进出口阀门，启动压 缩机进行空载运行。
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观察压缩机运行状况，检查有无 异常声响、振动或泄漏现象。
逐步增加负载，调整压缩机运行 参数，使其达到设计要求的性能 指标。
核对附件、配件是否齐 全，如压力表、温度计、 安全阀等。
20
准备安装工具和设备， 如起重机械、扳手、螺 丝刀等。
安装过程中注意事项
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01 确保安装场地平整、清洁，无杂物和障碍 物。
02 严格按照压缩机安装图纸进行安装，确保 各部件正确就位。
03
注意压缩机进出口管道的连接，确保密封 性良好，防止泄漏。
12
性能参数分析
制冷量
表示压缩机在单位时间内从低温热源吸收的 热量，是评价压缩机性能的重要指标。
效率
制冷量与功率的比值，反映压缩机的能量转 换效率。
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功率
压缩机消耗的电能或机械能，用于驱动活塞 运动并压缩制冷剂。
制冷压缩机2第二章往复式制冷压缩机课件
等于1的计算误差很小,因此可得
p1(Vc+Vp)=ps0(Vc+Vp-ΔV″)
ΔV″=(Vc+Vp)
(
pso ps0
p1 )
=(Vc+Vp)Δps1/ps0
以此式代入式(2-8),则λp=1-
1 c ps1 v pso
(2-16)
在λp的近似计算中,为简便起见,甚至可令c=0,则其近似公式便成为
Vx=V″Ts0/T6
和计算λp时一样,近似地取过程1-6的多变压缩过程指数为1,则T1=T6。用 此关系和上式,从式(2-9)可得
λT=Vx/V″=Ts0/T1
(2-18)
热力性能
λT不同于λV和λp,它的数值不能从示功图上直接求出。利用试验所得的ηV、 λV和λp值,根据式(2-11)可以求得温度系数和泄漏系数的乘积λlλT。对于顺流立 式压缩机,有经验公式
热力性能
4)在排气过程中,气体需克服流动阻力,因而排气终止时,p3>pdk,或写成 p3=pdk+Δpd3,而理论循环的排气过程为b—c,排气过程中气体的状态不变,压力 为pdk,温度为Tdk。
5)气缸内部的不严密性和可能发生的吸、排气阀延迟关闭都会引起气体 的泄漏损失。
6)就进入压缩机的制冷剂成分和状态而言,在理论循环中假设制冷剂为 纯粹的干蒸气,但在实际运转时,往往有一定数量的润滑油随同制冷剂在制冷 系统中循环;此外,有时被吸入的制冷剂为湿蒸气,这均影响压缩机的输气能力 和功耗。
2)由于吸气阀的弹簧力,使余隙容积中的气体一直膨胀至点4,气体才被吸 入气缸。气体进入气缸后,一方面因流动阻力而降低压力,另一方面与所接触 的壁面以及余隙容积中的气体进行热交换,使吸气终止时缸内气体压力变为 p1=ps0-Δps1,温度变为T1(图2-5a的点1),T1>Ts0,而理论循环的吸入过程为d-a,吸入 过程中气体的状态不变,压力为ps0,温度为Ts0。
往复式压缩机原理及结构
往复式压缩机原理及结构----34b4083e-715e-11ec-b982-7cb59b590d7d从世界范围内看压缩机的发展历程和概况。
活塞式压缩机的发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行的经验，至今在各个领域中依然被广泛采用、发展着。
然而，也必须注意到，制冷压缩机的不断进步也反映在其种类的多样性方面，活塞式以外的各类压缩机机型，如离心式、螺杆式、滚动转子式和涡旋式等均被有效地开发和利用，并各具特色，这就为我们制冷工程的业内人士在机型的选择上提供了更多的可能性。
在这样的背景之下，活塞式压缩机的使用范围必然受到一定影响而出现逐渐缩小的趋势，这一趋势在大冷量范围内表现得更为显著。
在中小冷量范围内，实际上还是以活塞式压缩机为主往复式压缩机的优缺点优点：适应各种压力热效率高、单位耗电量少、加工方便对材料要求低，造价低廉成熟的生产、使用、设计和制造技术，简单的设备系统，缺点：结构复杂、易损件多、维修工作量大运转时有震动不连续气体传输和气体压力波动第一章热力循环（1）理论循环与实践循环的区别（2）实际循环的压缩机的性能1.制冷压缩机性能指标输气量：单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称谓压缩机的质量输气量q，单位为kg/h，此气体若换算为吸气状态的容积，则是压缩机的容积输气量q，单位为立方米/h。
制冷量：表示制冷压缩机工作能力的重要指标之一，即单位时间内可产生的制冷量。
输气系数：表示压缩机气缸工作容积的有效利用率，即压缩机实际输气量与理论输气量之比值－－称为输气系数。
指示功率和指示效率：单位时间消耗的指示功是压缩机的指示功率。
制冷压缩机的指示效率是压缩一千克工作介质所需的绝热循环理论功的值。
轴功率、轴效率和机械效率：由原动机传到压缩机主轴上的功率，称为轴功率。
制冷压缩机的等熵理论功率与轴功率之比称为轴效率，用于评估压缩机主轴输入功率利用的完善程度。
机械效率是压缩机的指示功率和轴功率之比，用以评定压缩机摩擦损耗的大小程度。
《制冷压缩机》第3-2章_往复式制冷压缩机祁 (1)
容积系数 V
V 越大。而减小 c 受到结构、工艺和 c 越小， 气阀通流能力的限制。 c 还与压缩机的结构参 数S / D 有关。S / D 大的压缩机易获得较小的 c 值。现代中小型制冷压缩机的 c 值约为1.5% ~ 6%之间，低温机取小的 c 值。
(b) 相对余隙容积 c VC VP
成一个理论循环所消耗的理论功可用P-V图面积a-bc-d-a 求得
压缩机消耗的理论功率
Wt Vdp
a
b
(J/kg)
wt vdp
a
b
(2-4)
被压缩工质为过热蒸气，可将其视为理想气体； 设a-b为等熵压缩过程
k ( Wts Ps 0Vp k 1
k 1 k
1)
(J)
理论功率计算
(2-5) J (2-6) (2-7) J/Kg
Wts H dk H s 0 qmt (hdk hs 0 )
wts (hdk hs 0 )
inWts Pts 601000
i —汽缸数;
压缩机所消耗的理论功率 ： (kw)
n —转速，r/min
2.3.2 单级往复式制冷压缩 机的实际循环
D S
图2-1 单级往复式压缩机的理论循 环
2。
汽缸工作容积Vp
当余隙容积为零，按压缩机进口吸气状态计算，活塞移动 一个行程所扫过的汽缸容积，即每一循环从汽缸中排出的气体 容积。
压缩机的理论输气量
Vp
D
4
2
S
(m3)
(2-1)
D—汽缸直径, m S—活塞行程, m
理论容积输气量
qvt 60inVp
容积效率影响因素小结
三种压缩机(往复式、螺杆式、离心式)性能特点、优缺点
三种压缩机（往复式、螺杆式、离心式）性能特点、优缺点一、三种常见压缩制冷机介绍1、螺杆式压缩机螺杆式压缩机又称螺杆压缩机。
20世纪50年代，就有喷油螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节性，很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。
以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。
在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收。
2、离心式压缩机离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。
在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用, 使气体压力得到提高。
早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。
由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。
随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。
3、往复活塞压缩机是各类压缩机中发展最早的一种，公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。
18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。
20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。
50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小，并且实现了单机多用。
活塞式压缩机使用历史悠久，是目前国内用得最多的制压缩机。
由于其压力范围广，能够适应较宽的能量范围，有高速、多缸、能量可调、热效率高、适用于多种工况等优点；其缺点是结构复杂，易损件多，检修周期短，对湿行程敏感，有脉冲振动，运行平稳性差。
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压力润滑设备
➢ 油泵 (oil pump) （外啮合齿轮油泵，月牙形齿轮油泵，内啮合转子油泵 ） ➢ 滤油器 (oil filter) ➢ 油冷却器 (oil cooler) ➢ 油压调节阀（oil pressure regulate valve） ➢ 油压继电器 (oil pressure relay) ➢ 油压表 (oil pressure meter)
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润滑的作用
润滑是压缩机中的重要问题之一，它不仅影响压缩机的性能指标， 且与压缩机寿命、可靠性、安全性直接相关。
➢ 减少摩擦
使摩擦表面(即轴与轴承、活塞环与气缸壁等运动部件接触面)被油 膜分隔，形成液体摩擦或半干摩擦，降低压缩机的摩擦功、摩擦热 和零件磨损，提高压缩机的机械效率，增加压缩机的可靠性和耐久 性。
产量最大的开启式制冷压缩机－斜盘式
滑履 滚珠
斜盘 应用领域：汽车空调
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产量最大的开启式制冷压缩机－斜盘式
主轴： 压缩机主轴由带轮
通过离合器带动。当 车内温度超过设定值， 离合器线圈通电，离 合器吸合，压缩机工 作。当车内温度低于 设定值，离合器线圈 断电，离合器大开， 主轴停止工作。
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模块化机组
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模块化机组占用的空 间较小，大约是常规 冷水机组的40%，而 且不要管道、蒸发器、 冷凝器的拆卸空间。 亦可不设专用机房， 将其安装在一般的地 方。
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第七节 润滑系统和润滑油
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甩油盘
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单机双级半封闭制冷压缩机
来自蒸发器的制冷剂经 吸气管过滤器进入低压缸， 压缩后与具有中间压力的 低温制冷剂两相流混合， 低压缸排气降温，混合后 的制冷剂流经电动机，对 它进行冷却后进入高压缸， 压缩后排入油分离器中， 分离出来的润滑油从回油 管道返回曲轴箱，高压气 体流向冷凝器
低温吸气冷却电机 结合面
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另一种半封闭式压缩机
特点: ①机体结构: 压缩机与
电机共机体和主轴 (偏心轴),整体式连 杆大头,平顶活塞, 无输气量调节装置。
②电机的冷却方式:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机体外表面的散热
肋片,不适用于较大功
率的压缩机 。
③润滑方式:
溅油勺
采用飞溅润滑和离心供油两种方式联合润滑
④润滑方式: 压力润滑。
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开启式制冷压缩机
排气阀用弹簧压在气缸套上： 1、壁面了使用螺栓将排气阀 紧固在气缸套上产生的机构和 尺寸方面的困难 2、缓解液击产生的危害。
当液击发生时，缸内气 体压力迅速上升，克服作用 于排气阀上的弹簧力，排气 阀脱离气缸套，液体从排气 阀与气缸间的缝隙泄出，缸 内压力下降。当压力降至一 定数值后，排气阀又回落至 缸套上。
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产量最大的开启式制冷压缩机－斜盘式
驱动机构： 1、主轴带动滑履、 滚珠传递作用力，活 塞作往复运动。斜盘 转动一圈，几个气缸 各完成一个循环，因 此输气量大。 2、省去了连杆，结 构紧凑
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➢ 半封闭式 机体和电动机的外壳铸成一体，电动机转子直接装在压缩机 曲轴的悬臂部分，不需轴封和联轴器 ，机体密封面以法兰 连接。
➢ 全封闭式 电动机和压缩机装在一个机壳内，共用一根主轴，上、下机 壳焊封。
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二、多机组合机组和模块化机组的特点
往复式制冷压缩机需要与冷凝器、蒸发器、节流元 件以及其它附属件配套，才能构成一个完整的制冷系 统。随着对产品质量要求的提高和安装、使用的方便 ，很多产品在出售前在工厂中就安装成机组，再进行 销售。
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半封闭式制冷压缩机
特点: ① 机体结构: 压缩机 与电机共机体和共主 轴,但气缸体与电机室 设有结合面,易于修理 又减少了泄漏.
②电机和气缸体的冷 却方式: 低温吸气冷却。适用 于制冷量和输气量大 的空调和中温压缩机
③润滑方式: 使用液压油泵强制润滑
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蒸发器
6台半封闭压缩机
冷凝器
压缩机可以置于机组的顶部、中部和上部。置于顶部和中部的 压缩机须采用高转速封闭式压缩机。因为它们体积小，振动小。
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2、模块化机组
1、模块是独立的单元机组，有独立的蒸发器和冷凝器, 根据冷量的需要，可以
半封闭式制冷压缩机
半封闭制冷压缩机的电动机和压缩机装在同一机体内并共用一 根主轴，因而不需要轴封装置，避免了轴封处的制冷剂泄漏。 半封闭式制冷压缩机的机体在维修时仍可拆卸，其密封面以法 兰连接，用垫片或垫圈密封。这些密封面为静密封，但难免会 有所泄漏。
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全封闭制冷压缩机
特点： 1. 是将压缩机与电动机一 起组装在一个密闭的罩壳内， 形成一个整体，从外表上看 只有压缩机进、排气管和电 动机引线。
2. 维修时需剖开机壳，维 修后再重新焊接，一般要求 全封闭式制冷压缩机有10～ 15年的使用期，该期限内不 必拆修。
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产量最大的开启式制冷压缩机－斜盘式
压缩机的润滑： 1、经过油泵加压后输 送至各摩擦表面。 2、通过斜盘旋转时产 生的离心力将沾在斜盘 表面的润滑油飞溅至所 需要的润滑点。
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➢ 带走摩擦热和磨屑
➢ 密封
润滑油充满活塞与气缸间隙和轴封的摩擦表面之间，增强了密封 作用。
➢ 向能量调节装置供油
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一、制冷压缩机的润滑方式
➢ 飞溅润滑
利用运动零件的机械作用，将润滑油送至需要的摩擦表面。一方面在 连杆大头下端装设甩油勺，将曲轴箱中的油甩向气缸镜面，润滑活塞 与气缸壁之间的摩擦表面；另一方面，在电动机一端的轴上装有甩油 盘，将油甩起并收集在电动机侧端盖的集油小室上，通过曲轴中的油 道，润滑主轴承和连杆轴承。
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二、润滑油
1. 润滑油的特性
➢ 粘度（润滑油粘度随温度而变，冷冻机油的粘度值是指在40℃时的数值。粘度
过大或过小都是不利的。粘度过大会增加摩擦功率和摩擦热，而粘度过小又难 以建立起所需油膜，使润滑性能恶化。使用不同制冷剂的压缩机对润滑油粘度 的要求不同。粘度大小通常以运动粘度表示，单位：m2/s。）
第六节 总体结构
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第六节 总体结构
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一、各种典型总体结构
➢ 开启式 曲轴功率输入端伸出机体外，通过传动装置（联轴器或皮带 轮）和原动机相连接。曲轴伸出部位装有轴封装置，防止泄 漏。
离心油泵(centrifugal oil pump)润滑系统
✓ 广泛应用于小型全封闭式制冷压缩机中。由于此类压缩机偏心轴普遍为 垂直安装，故可利用轴的下端做成偏心油道来作为泵油机构。油从底部 经过滤网进入立轴中的偏心孔道，在离心力作用下，沿径向小孔和纵向 孔道输送至主轴承和连杆轴承处。主轴中钻有两个偏心孔道，一个通向 主轴承，一个通向连杆轴承。在主轴颈上开有交叉的油槽，一方面起布 油作用，另一方面保证压缩机在正、反向旋转时都能正常供油。
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滑槽式全封闭制冷压缩机
1、压缩机上有两个按90o角度布置的 滑槽，带动四个活塞。
2、吸气阀安装在活塞顶部，排气阀 安装在气缸盖上。气阀布置属于 顺流式。
优点： 1、由于采用了滑槽结构，气缸上的侧
向力小，活塞与气缸之间的摩擦损 失小。 2、吸排气阀的顺流布置有利于提高气 阀的通流面积，提高压缩机的输气 量。 3、十字型布置的四个气缸使得结构更 加紧凑。
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12缸W形压缩机
60O
60O
压缩机共有12个气缸，四个曲 柄销，每个装三根连杆。用三 个支撑保证曲轴的刚度。
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