活塞式制冷壓縮機(jī)的種類及工作過程

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

1.按壓縮機(jī)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(yùn)動(dòng)著的制冷壓縮機(jī)中泄漏，必須采取密封措施。制冷壓縮機(jī)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(jī)的曲軸功率輸人端伸出機(jī)體之外，通過傳動(dòng)裝置與原動(dòng)機(jī)相連。曲軸伸出機(jī)體處用軸封加以密封。由于軸封裝置不可能實(shí)現(xiàn)完全密封，機(jī)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(jī)所配用的電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)一起裝在同一機(jī)體內(nèi)并共用一根主軸，依靠機(jī)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(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)大為減小。半封閉式和全封閉式壓縮機(jī)的區(qū)別是前者機(jī)體的密封面以法蘭連接，靠墊片或墊圈密封，維修時(shí)可拆卸：后者的機(jī)殼分為兩部分，壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)裝人后，殼體兩部分焊接密封。除車輛等場(chǎng)合外，目前空調(diào)設(shè)備中應(yīng)用的制鈴壓縮機(jī)一般均為封閉式。

這三種壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)見圖3-2所示。

2.按壓縮機(jī)的氣缸布置方式分類壓縮機(jī)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(jī)的氣缸為水平布置，屬老式壓縮機(jī)，多屬大型低速機(jī)，一般不用于空調(diào)工程。

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

角度式正縮機(jī)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(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點(diǎn)，因而在現(xiàn)代中小型高速多缸壓縮機(jī)系列中得到廣泛應(yīng)用。

（二）活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過程概述

1.常用術(shù)話分析壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能時(shí)，常用到一些術(shù)語，現(xiàn)簡(jiǎn)單予以說明。

（I）壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速n。壓縮機(jī)曲軸單位時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)即為轉(zhuǎn)速，計(jì)量單位為r/min

（轉(zhuǎn)/分）。當(dāng)皮帶傳動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)換算才為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。

（2）上、下止點(diǎn)。當(dāng)活塞在氣缸中沿中心軸線上移至運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)時(shí)（離曲軸中心最

遠(yuǎn)點(diǎn)），就是活塞運(yùn)動(dòng)的上止點(diǎn)，如圖3-4（a）所示。當(dāng)活塞下移至運(yùn)動(dòng)軌跡最低點(diǎn)時(shí)（離曲軸中心最近點(diǎn)），就是活塞運(yùn)動(dòng)的下止點(diǎn)，如圖3·4（b）

所示。

（3）活塞行程S。活塞在氣缸中由上止點(diǎn)至下止點(diǎn)之間移動(dòng)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(dòng)一個(gè)行程時(shí)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(duì)于個(gè)有Z個(gè)氣缸，轉(zhuǎn)速為n的壓縮機(jī)，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，。活塞處在上止點(diǎn)時(shí)，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(duì)于裝活塞環(huán)的壓縮機(jī)包括第一道環(huán)以上的空間）稱為余隙容積。

（6）相對(duì)余隙容積C。余隙容積與氣缸工作容積之比稱為相對(duì)余嗽容積，C一VcVr。，表示余隙容積占?xì)飧坠ぷ魅莘e的比例。現(xiàn)代中、小型活塞式制冷壓縮機(jī)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(yùn)動(dòng)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(jī)工作過程的概述活塞式制冷正縮機(jī)實(shí)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(jī)在沒有任何損失（容積和能量損失）的狀況下運(yùn)行，以此作為壓縮機(jī)的理想工作過程。

壓縮機(jī)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(jī)的理想丁作過程包括吸氣、壓縮、排氣三個(gè)過程。

吸氣過程：活塞由上止點(diǎn)下行時(shí)，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(shí)，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(diǎn)為止，如圖3-5所示p一V過程線。

壓縮過程：活塞由下止點(diǎn)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(shí)，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(shí)，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(jìn)行到活塞行至上止點(diǎn)，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(jī)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(gè)氣缸的工作容積V.就是一個(gè)氣缸理論容積輸氣量。在一定的工況條件下運(yùn)行的制冷壓縮機(jī)，其理論制冷量主要取決于理論輸氣量Vh。