活塞式制冷壓縮機的種類及工作過程

〔一）活塞式制冷壓縮機的種類活塞式壓縮機的機型種類很多，主要可以按以下兩種方式分類：

1.按壓縮機的密封方式分類為防止制冷系統(tǒng)內(nèi)的制冷工質(zhì)從運動著的制冷壓縮機中泄漏，必須采取密封措施。制冷壓縮機的密封結(jié)構(gòu)可分為開片式和封閉式，封閉式又可分為半封閉式和全封閉式。開啟式壓縮機的曲軸功率輸人端伸出機體之外，通過傳動裝置與原動機相連。曲軸伸出機體處用軸封加以密封。由于軸封裝置不可能實現(xiàn)完全密封，機體內(nèi)工質(zhì)的泄漏和外界空氣的滲人是不可能完全避免的。

采用封閉式結(jié)構(gòu)的可以避免或大大減少滲漏。封閉式壓縮機所配用的電動機和壓縮機一起裝在同一機體內(nèi)并共用一根主軸，依靠機體結(jié)構(gòu)密封。除減少泄漏外還降低了噪聲，吸入的低溫制冷工質(zhì)還可以冷卻電動機，使電動機大為減小。半封閉式和全封閉式壓縮機的區(qū)別是前者機體的密封面以法蘭連接，靠墊片或墊圈密封，維修時可拆卸：后者的機殼分為兩部分，壓縮機與電動機裝人后，殼體兩部分焊接密封。除車輛等場合外，目前空調(diào)設(shè)備中應(yīng)用的制鈴壓縮機一般均為封閉式。

這三種壓縮機的結(jié)構(gòu)見圖3-2所示。

2.按壓縮機的氣缸布置方式分類壓縮機的氣缸布置方式可分為臥式、立式利和角度式三種。

臥式壓縮機的氣缸為水平布置，屬老式壓縮機，多屬大型低速機，一般不用于空調(diào)工程。

立式壓縮機的氣缸為垂直設(shè)置，氣缸數(shù)多為兩個以下，如圖3-3（）所示，目前應(yīng)用較少。

角度式正縮機的氣缸軸線在垂直于曲軸軸線的平面內(nèi)具有一定角度（圖3-3），其排列形式有V形、W形、S形（扇形）等。這種壓縮機具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點，因而在現(xiàn)代中小型高速多缸壓縮機系列中得到廣泛應(yīng)用。

（二）活塞式制冷壓縮機的工作過程概述

1.常用術(shù)話分析壓縮機結(jié)構(gòu)特點及性能時，常用到一些術(shù)語，現(xiàn)簡單予以說明。

（I）壓縮機轉(zhuǎn)速n。壓縮機曲軸單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)即為轉(zhuǎn)速，計量單位為r/min

（轉(zhuǎn)/分）。當(dāng)皮帶傳動時，電動機的轉(zhuǎn)速經(jīng)換算才為壓縮機轉(zhuǎn)速。

（2）上、下止點。當(dāng)活塞在氣缸中沿中心軸線上移至運動軌跡最高點時（離曲軸中心最

遠點），就是活塞運動的上止點，如圖3-4（a）所示。當(dāng)活塞下移至運動軌跡最低點時（離曲軸中心最近點），就是活塞運動的下止點，如圖3·4（b）

所示。

（3）活塞行程S?；钊跉飧字杏缮现裹c至下止點之間移動的距離稱活塞行程，它等于曲軸回轉(zhuǎn)半徑R的2倍，即S=2R。

（4）工作容積V，。活塞移動一個行程時在氣缸內(nèi)所打過的容積稱為氣缸的L作容積V:，即V.=

系DS，式中D為氣缸內(nèi)徑，對于個有Z個氣缸，轉(zhuǎn)速為n的壓縮機，其理論容積V=V,Zm DS2n高（m/s，理論容積也稱為理論排氣量。

（5）余隙容積V，?；钊幵谏现裹c時，為了防止活塞頂部與閥板、閥片等零件撞擊，并考慮熱服冷縮和裝配允許誤差等因素，活塞頂部與閥板之間必留有-一定的間隙，其直線距離稱為線性余隙，線性余隙與氣缸壁之間所含的空間（包括排氣樹孔容積，對于裝活塞環(huán)的壓縮機包括第一道環(huán)以上的空間）稱為余隙容積。

（6）相對余隙容積C。余隙容積與氣缸工作容積之比稱為相對余嗽容積，C一VcVr。，表示余隙容積占氣缸工作容積的比例?，F(xiàn)代中、小型活塞式制冷壓縮機的C值約為2%一6%，我國系列產(chǎn)品C值約為4%。

（7）吸（排）氣閥片升程Hs，（Hd），吸（排）氣閥片山關(guān)閉狀態(tài)運動到升程限止器的距離稱為吸（排）氣閥片的升程。

2.活塞式壓縮機工作過程的概述活塞式制冷正縮機實際工作過程是相當(dāng)復(fù)雜的，為了便于分析討論，假定縮機在沒有任何損失（容積和能量損失）的狀況下運行，以此作為壓縮機的理想工作過程。

壓縮機在理想工作過程中，氣缸中制冷工質(zhì)壓力p隨容積V的變化如圖3-5（即示功圖）所示。

活塞式壓縮機的理想丁作過程包括吸氣、壓縮、排氣三個過程。

吸氣過程：活塞由上止點下行時，排氣閥片關(guān)閉，氣缸內(nèi)壓力瞬間下降，當(dāng)?shù)陀谖鼩夤軆?nèi)壓力：

時，吸氣閥開啟，吸氣過程開始，低壓氣體在定壓下被吸人氣缸內(nèi)，直至活塞行至下止點為止，如圖3-5所示p一V過程線。

壓縮過程：活塞由下止點上行，當(dāng)氣缸內(nèi)制冷工質(zhì)壓力等于吸氣管內(nèi)壓力，時，吸氣閥關(guān)閉，氣缸內(nèi)形成封閉容積，缸內(nèi)氣體被絕熱壓縮，隨者活塞上行到某-一位置，缸內(nèi)氣體被壓縮至壓力與排

氣管內(nèi)壓力：相等時，壓縮過程結(jié)束

排氣過程開始，如圖中1一2過程線。

排氣過程：排氣過程特續(xù)進行到活塞行至上止點，將氣缸內(nèi)高壓氣體在定壓2下全部排出為止，即圖中2一3過程線。

這樣，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，活塞往返一次，壓縮機完成吸氣、壓縮、排氣過程，將一定量低壓氣體吸入經(jīng)絕熱壓縮提高壓力后全部排出氣缸。所以，一個氣缸的工作容積V.就是一個氣缸理論容積輸氣量。在一定的工況條件下運行的制冷壓縮機，其理論制冷量主要取決于理論輸氣量Vh。