制冷压缩-活塞式压缩机原理

b.吸排气阀（片）阻力的影响(压力系数λP) d.压缩机泄漏损失的影响 （气密系数λg）
c. 汽缸壁与制冷剂的热交换影响(温度系数λT)
第二节活塞式制冷压缩机的结构
1、我国系列活塞制冷压缩机的特点 高速：转速在960～1450r/min； 多缸：开启式压缩机通常有2、4、6、8个汽缸。 多缸结构使压缩机布置紧凑，动平衡性能好，还可以通过使一部分汽缸空载运转达 到调节制冷量的目的。 三种制冷剂通用：新系列大缸径如100、125、170系列压缩机对R717、R12、 R22三种制冷剂都可以使用，只须更换部分零部件，如安全阀、气阀弹簧、轴封、 胶圈等。 2、总体结构 压缩机一般须具备 以下几部分： a.运动部分：包括曲轴、连杆、活塞等。 b.配气部分：包括吸、排气阀，吸、排气通道等。 c.密封部分：包括活塞环、轴封、垫片、填料等。 d.润滑部分：包括油泵、滤油器、油压调节阀等。 e.安全部分：假盖、假盖弹簧、安全阀、高压保护继电器、 油压保护继电器等。 f.能量调节部分：卸载机构。
活塞式制冷压缩机工作过程
2、实际工作过程 压缩机的实际工作过程与理想工作过程有很大不同。实际过程存在余隙容积； 吸排气阀有阻力，工作时存在压力损失；汽缸壁与制冷剂之间有热交换，非 绝热过程；有漏气损失。 a.余隙容积的影响（容积系数λV） 余隙：活塞运动到上止点位置时，活塞顶与阀座之间保持一定的间隙，称为余隙， 余隙所形成的容积称为余隙容积。造成余隙的主要原因是： 防止曲柄连杆机构受热延伸时不至于使活塞撞击阀座而引起机器损坏； 排气阀的通道占据一定的空间； 运动部件的磨损使零件配合间隙变大； 活塞环与阀盖之间的环型空间。 余隙容积的存在，在排气过程结束时不能将汽缸内的气体全部排净，有一部分高压 气体残留在余隙容积内，这样在下一次吸气开始前，这一部分气体首先膨胀减压， 在压力降低到低于吸气压力才能开始吸气。所以，由于余隙容积内的气体膨胀，占据 了部分工作容积，使吸气量减少，称为余隙损失。压比越大使，余隙损失越大。
3、压缩机主要零部件结构 主要介绍开启式压缩机的主要零部件结构。 （1）机体：机体就是压缩机的机身，它由汽缸体、曲轴箱、汽缸盖等组成。 吸气腔就是汽缸体的内腔，吸入气体通过吸气腔时可以冷却汽缸套，散热条件好。 排气腔在汽缸体上端，吸、排气腔之间有隔板分开。对于单机双级压缩机， 高、低压级的吸、排气腔之间都有隔板分开。汽缸盖对汽缸上部起着密封作用， 它和机体、假盖一起形成了高压蒸气的排气腔。在拆卸汽缸盖时，应防止假盖弹簧 将汽缸盖弹出砸伤人。汽缸盖螺栓中有两个长螺栓，在拆卸时先松开短螺栓，再松 长螺栓，慢慢释放弹簧的弹力。 汽缸体下部是曲轴箱，内装曲轴和冷冻油以及粗油过滤器，曲轴箱与低压级吸气腔相通。 曲轴箱两侧有手孔，方便拆装连杆。机体前后端开有两个轴承座孔，安装前后轴承座。 （2）汽阀缸套部件 大中型压缩机的汽缸工作镜面不是和机体铸在一起，另配有可单独装配的汽缸套， 这样做有以下几点好处： a、汽缸套耗材少，可以采用优质材料或表面镀铬，来提高汽缸镜面的耐磨性； b、如汽缸镜面磨损到超过允许范围，只要更换汽缸套，节省修理费用，又简单省时； c、可以简化汽缸体、曲轴箱结构，便于铸造。 汽阀是控制汽缸中依次进行压缩、排气、膨胀、吸气的控制机构。其性能的好坏直接 影响压缩机的制冷量、功耗和运转的可靠性
活塞销
（4）连杆部件 连杆是将曲轴的旋转运动转化为活塞往复运动的中间连接体，把动力传给活塞对 蒸气作功。 连杆结构一般可分为三部分：连杆小头、连杆身、连杆大头。 （5）曲轴 曲轴是压缩机的一个重要零件，压缩机消耗的功率就是通过曲轴输入的，它是主要 的受力部件。曲轴是由曲柄、曲柄销和主轴颈、平衡块四部分组成。平衡块是用以 平衡压缩机运转时曲柄、曲柄销及部分连杆所产生的旋转惯性力和惯性力矩，其目 的是减小压缩机运转时所产生的振动，也可以减轻曲轴主轴承上的负荷，减小轴承 的磨损。 （6）轴封 对于开启式压缩机，驱动轴的一端要伸出机体外部，为了防止制冷剂向外泄漏或 空气渗漏入系统，必须在轴的伸出部位及机体之间设置轴封装置。 如右图所示的弹簧式轴封，是由动环、静环、弹簧、 弹簧座、压环和“O”型密封圈组成 为了润滑动、静环之间的密封面，减少渗漏并带走热量， 轴封室内充满润滑油，通过油泵把油不断地输送到轴封， 然后通过曲轴上的油孔流向主轴颈及曲柄销。因为曲轴 是处在曲轴箱内，轴封所处压力为（低压级）吸气压力， 所以要求油压比（低压级）吸气压力高0.15~0.3MPa 。
3道密封面（1）动环与静环之间形成的径向动密封；（2）内圆橡胶圈密封动环与曲 轴之间的间隙；（3）外圆橡胶圈密封静环与轴封盖间隙。
（7）能量调节机构 压缩机能量调节的方法主要有：
a.改变压缩机转速—需要变频器，影响油压 b.压缩机间隙运行—温度、压力变化大，操作麻烦 c.压缩机吸气节流—压缩机经济性降低 d.顶开吸气阀片—方便，经济，可实现卸载启动
顶开机构的工作原理：通过顶杆将部分汽缸的 吸气阀片顶起，这几个汽缸在吸气之后进行压 缩时，由于吸气阀片不能关闭，汽缸中压力不 能建立，排气阀片始终不能打开，被吸入的气 体没有得到压缩就经过打开的吸气阀片又排回 到吸气腔中。因此，这部分汽缸不能实现排气， 达到改变压缩机排量的作用。
二、活塞式压缩机的工作过程 1、理想工作过程
在分析活塞式压缩机的工作过程中， 可以先把实际过程简化成理想过程。简化时假定： a.压缩机没有余隙容积； a.压缩机没有余隙容积； b.吸、排气过程没有容积损失； b.吸、排气过程没有容积损失； c.压缩过程是理想的绝热过程； c.压缩过程是理想的绝热过程； d.无泄漏损失。 d.无泄漏损失。 可用图2 所示的P 可用图2-1所示的P—V图来表示。纵坐标表示压力P，横坐标表示活塞 图来表示。纵坐标表示压力P 在汽缸中移动时形成的容积V。在图中，4→1表示吸气过程，活塞从上 在汽缸中移动时形成的容积V。在图中，4→1表示吸气过程，活塞从上 止点开始向右移动，排气阀（片）关闭，吸气阀（片）打开，在压力P1 止点开始向右移动，排气阀（片）关闭，吸气阀（片）打开，在压力P1 下吸入制冷剂气；1→2表示压缩过程，活塞从下止点向左移动，制冷剂 下吸入制冷剂气；1→2表示压缩过程，活塞从下止点向左移动，制冷剂 从压力P1绝热压缩到P2，此过程吸、排气阀均关闭；2→3表示排气过程， 从压力P1绝热压缩到P2，此过程吸、排气阀均关闭；2→3表示排气过程， 活塞左行至2位置时排气阀打开，活塞继续左行，在压力P2下把制冷剂 活塞左行至2位置时排气阀打开，活塞继续左行，在压力P2下把制冷剂 排出汽缸。由于假设没有余隙容积 ，活塞运行到3点时制冷剂全部排出。 ，活塞运行到3 当活塞再次向右移动时进行下一次的吸气过程。
缸套
气缸套使 气缸和机体分 开，当气缸磨 损时， 损时，便于更 换。
目前活塞压缩机多数 采用环状阀，如左图 所示为环状阀的结构。 它是由阀座、阀片、 升程限制器、汽阀弹簧 等组成。它的开启和 关闭主要靠阀片两侧的 压力差来实现，因此， 这种阀又称为自动阀
刚性环片阀特 点: 中大型往复制 冷压缩机中采用, 冷压缩机中采用, 结构简单, 结构简单,易于制 造, 工作可靠, 可 工作可靠, 实现顶开吸气阀片 输气量调节, 输气量调节, 但余 隙容积较大, 隙容积较大, 损失 也较大。 也较大。
有 气 缸 套 机 体
无气缸套机体
机体
气缸体和曲轴箱，可以是分体和整体， 气缸体和曲轴箱，可以是分体和整体，机体上设有 冷却水、润滑油、气流的通道和阀腔等结构。 冷却水、润滑油、气流的通道和阀腔等结构。 气缸体、排气腔及内置电机的温度较高，需要设置 气缸体、排气腔及内置电机的温度较高， 冷却结构。冷却方式有：水冷、风冷和制冷工质冷却。 冷却结构。冷却方式有：水冷、风冷和制冷工质冷却。
连杆组件
曲轴除传递动力作用外，通常还起输送润滑油的 作用，通过曲轴上的油孔，将油泵供油输送到连杆大 头、小头、活塞及轴承处，润滑各摩擦表面。 曲轴
连杆与活塞
轴封原理
径向静 密封面 轴向 静密 封面
泄漏方向
径向动 密封面
动摩擦副材料：磷青铜—5Cr(20Cr) 动摩擦副材料：磷青铜 5Cr(20Cr) 浸渍石墨—HT200 磷青铜—T200Q HT200， 浸渍石墨 HT200，磷青铜 T200Q 密封橡胶圈材料: 密封橡胶圈材料:氯醇橡胶和丁晴 橡胶
转动摩擦环6与压盖7之间构成径向动密封面；波纹状密封橡胶圈4与轴颈8之间构成轴向静密封面；波纹状密封 橡胶圈4与转动摩擦环6之间构成径向静密封面。 弹簧2通过钢圈5、波纹状密封胶圈4将转动摩擦环6与端面紧贴 在压盖7上，两者接触的平面上有充足的润滑油，使摩擦表面的摩擦力降低，密封性改善。波纹形密封橡胶圈的 右端在弹簧2的压力下与转动摩擦环紧贴，橡胶圈的波纹状结构使它可以在轴向作小量的变形，以适应曲轴转动 时可能产生的轴向跳动以及摩擦环与压盖接触表面的磨损，始终维持摩擦环与压盖之紧贴。压紧圈3将橡胶圈4左 端的圆柱面紧紧地抱住，确保轴向的密封。摩擦环材料通常为磷青铜和浸渍石墨的铸铁。密封橡圈的材料为氯醇 橡胶和丁腈橡胶。
制冷压缩机
制冷培训用课件第一章活塞式制冷缩机第一节 活塞式制冷压缩机工作原理 一、活塞式制冷压缩机分类 按使用的制冷剂来分：氨压缩机和氟利昴压缩机 按压缩机级数来分：单级压缩和双级压缩 按活塞作用方式来分：单作用和双作用（已淘汰）压缩机 按制冷剂蒸汽在气缸中的运动方向分：顺流式和逆流式 按汽缸中心线的位置分：直立式、V型、W型和S（扇）型 分：直立式、V型、W型和S 按压缩机的总体结构分：开启式、半封闭式、全封闭式
制冷压缩机在系统中的作用： 为了能连续不断地制冷，需用压缩机将 已汽化的低压蒸气从蒸发器中吸出并对其做 功，压缩成为高压的过热蒸气，再排入冷凝 器中( 器中(提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在 常温下放出热量而冷凝成液体) 常温下放出热量而冷凝成液体)。在冷凝器 中利用冷却水或空气将高压的过热蒸气冷凝 成为液体并带走热量，制冷剂液体又从冷凝 器底部排出。如此周而复始，实现连续制冷。
汽阀按其作用不同，分为排气阀和吸气阀。排气阀的阀座分为内、外阀座两部分。 外阀座用螺钉与汽缸套一起固定在机体上，而内阀座用螺钉和假盖固定在一起。 排气阀的两条密封线分别做在内、外阀座上，排气阀片上压有数个阀片弹簧，它的 升程限制器就是假盖。吸气阀的阀座是做在汽缸套的凸缘上形成的两圈凸出宽度为 1.5mm左右的密封面，又称阀线。阀线之间有一环形凹槽，槽中有均布的吸气孔与 吸气腔相通。吸气阀片也压有阀片弹簧。排气外阀座的下端面就是吸气阀的升程限制器。 （3）活塞部件 活塞在汽缸内往复运动，压缩由汽缸、阀片等组成的封闭容积内的气体。 为减少往复运动的惯性力，活塞常用铝合金制成，并做成中空形式。 它由顶部、环部、裙部和销座四部分组成。 活塞顶部呈凹形（与假盖凸起相配合）， 上面有起吊螺孔。它承受蒸汽压力。环部 开有环槽，在其中放置汽环和油环，油环 槽的内壁圆周上开有很多回油孔，油环从 汽缸壁上刮下的润滑油可通过它流回曲轴 箱。裙部略粗，在汽缸中起导向作用并承 受侧压力。活塞销座位于裙部，装配活塞 销使活塞与连杆小头相连。 活塞组部件由活塞、气环、油环、活塞销、 弹簧挡圈 组成。（细分）