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1、第2章 往复式制冷压缩机,第1节第3节 第二讲 2013年9月5日,0、活塞式压缩机概述,0.1压缩机分类 1）按使用的工质分 氨压缩机、氟利昂压缩机、异丁烷压缩机等。 2）按气缸布置方式分 卧式、直立式和角式（V型、Y型、W型、S型） 3）按压缩机的密封方式分 开启式、半封闭式、封闭式 4）按制冷量大小分 小型气缸直径小于70mm； 中型-汽缸直径为70-170mm。 5）按气体压缩的级数分 单级、两级、多级（较少） 6）按活塞行程分 短行程压缩机、长行程压缩机,2.1活塞式压缩机的基本结构和工作原理,2.1.1基本结构 各种压缩机的制冷量、外形、制冷剂、用途等不尽相同，但其基本结构和组成的
2、主要零部件都大体相同，即包括： 主体 运动机构：曲轴、连杆组件、（十字头）、轴承、（联轴器或皮带轮） 工作机构：活塞组件、气阀组件、 （气缸套组件） 机身 辅助系统：润滑系统、冷却系统、调节系统,。,名词术语,1）外止点（上止点）：活塞在汽缸中作反复运动时，离曲轴旋转中心最远的位置。 （图2-3（a） 2）内止点（下止点）：活塞在汽缸中作反复运动时，离曲轴旋转中心最近的位置（图2-3（b）。 3）活塞行程S ：外止点与内止点之间的距离，等于曲柄半径R的两倍，即S=2R，单位为米（或毫米）。 4）余隙容积Vc ：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
3、活塞环以上的环形容积的总和（图2-3（a）。 5）相对余隙容积C ：余隙容积与汽缸工作容积之比，即 C=Vc/Vp Vc 余隙容积； Vp 汽缸工作容积。,2.1.2工作原理,吸气阶段,排气阶段,行程,1,2,3,4,P,V,0,压缩阶段,工作过程,曲轴旋转一周，活塞左右往复运动一次，完成一次吸气、排气、压缩、膨胀过程。,2.1.2.1理想工作过程,压缩排气吸气,2.1.2.2实际工作过程,四个过程: 压缩-排气-膨胀-吸气,工作原理,由于活塞在气缸内的来回运动与气阀相应的开闭动作相配合，使气缸内气体依次实现膨胀、吸气、压缩、排气四个过程，并不断循环，源源不断地将低压气体升压并输出，完成对气体
4、（制冷剂）的吸入、压缩和输送任务。,1）压缩过程,制冷剂在汽缸内从吸气时的低压升高到排气压力的过程。 内止点某一位置“2” 活塞力推动气体压缩 力的传递：电机转轴曲柄连杆 （活塞杆）活塞气体,2）排气过程,-缸内压力略高于排气管内压力，排气阀打开，开始排气，直至活塞运动到外止点结束。 缸内压力应略高于排气管内压力：克服排气管内压力、排气阀弹簧回复力、排气口流动阻力、气阀摩擦阻力 可近似于等压过程。 实际排气过程中，活塞起推动作用。排气压力并不恒定，而是波动的。 气阀、活塞行程、排气管路等的匹配：不是简单的配置，而是要作精细计算。,气阀,3）膨胀过程,-活塞运动到外止点后，排气结束，在曲柄连杆的
5、带动下，活塞要往内止点运动。由于缸内余隙的存在，缸内气体随活塞返回而碰撞，压力逐渐降低，达到某点“4”结束。 缸内余隙：安全间隙、结构间隙 P吸Ps0 需克服吸入阀弹簧回复力、吸气口流动阻力、气阀摩擦阻力。,4）吸气过程,-缸内气体压力低于吸气管内压力时，吸气阀打开，随着活塞向内止点回移，吸气管内的气体源源不断地进入缸内，直至活塞运动到内止点结束。,2.2 活塞式压缩机的热力性能,【学习目标】 针对制冷工质，用热力学理论分析压缩机的工 作循环，确定压缩机的热力性能参数功率、 效率、排气温度、排气量（制冷量、输气量） 2.2.1容积效率及其影响因素 2.2.1.1容积效率（输气系数）与实际循环,
6、容积效率-压缩机的实际输气量与理论输气量之比。,容积效率综合考虑了影响压缩机实际排气量的各种因素。,1）压缩机中存在的压力降，如： 气体通过吸排气阀的压力降；气体通过吸气过滤器的压力降；气体通过内置电动机的压力降（封闭式压缩机中）；气体流过吸排气管道的压力降。 2）制冷剂受热：与压缩机中的各零部件进行热交换；吸收从摩擦损耗所转换的热量；从压缩机内置电动机吸热。 3）气阀运动规律不完善，导致效率下降。 4）再膨胀的影响 5）压缩过程为多变过程，偏离绝热过程。 6）压缩过程的过压缩和欠压缩。 7）润滑油循环量的影响。 8）压缩机的机械摩擦损失和内置电动机的（封闭式压缩机）的电动机损失。,实际排气量,理论排气量与实际排气量的关系 容积效率,Vy-实际排气量 V/-由于余隙容积的存在，导致吸气量的减少量。 V/-由于缸内吸气压力不等于理论吸气压力，导致吸气量的减少量。 VT-气缸内气体温度高于气体温度，使吸入气体被气缸加热，导致吸气量的减少量。（P-V图无法反映出来） Vl-气体泄漏量（阀门、活塞）。（P-V图无法反映出来）,往复压缩机实际示功图,Vc,Ps0,Pdk,2,3,4,1,a,b,c,d,V/,V/,V/,Vp,V/,P1,Ps1,Pd3,5,6,
