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1、单元14蒸气压缩式制冷压缩机,目录,空调用制冷方式有蒸气压缩式、吸收式以及蒸汽喷射式。其中蒸气压缩式制冷是最常用的方式之一，此制冷循环是利用压缩机等设备，以消耗机械能作为补偿，借助制冷剂的状态变化达到制冷的目的。 而制冷压缩机是蒸气压缩式制冷系统的心脏，是保证制冷系统循环运作的关键部件。它的作用是抽取蒸发器中产生的低温低压气体制冷剂，将其压缩成为高温高压的气体制冷剂，并排至冷凝器冷却。目前生产和使用的制冷压缩机种类和形式很多，根据工作原理可分为容积型和速度型两大类（图14.1）。,容积型压缩机靠缩小气体的可变体积来提高压力，根据其运动形式，又可分为往复式和回转式。前者依靠活塞在气缸内作往复运动
2、来改变气缸的工作容积而压缩气体，如活塞式；后者依靠转体在气缸内作回转运动来改变气缸的工作容积而压缩气体，如螺杆式、涡旋式、滚动转子式和滑片式。 速度型压缩机靠叶片对气体做功，使气体速度得到提高，再将动能转化为压能，从而提高气体的压力。属于这一类型的压缩机有离心式和轴流式。,目前各种制冷系统较常用的压缩机类型有活塞式、螺杆式、离心式和涡旋式。,图14.1制冷压缩机的分类,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,1 按制冷剂蒸气在气缸中的运动分类 按制冷剂蒸气在气缸中的运动可分为直流式和逆流式（图14.2）。所谓直流式是指蒸气的运动从吸气到排气都沿同一个方向进行；而逆流式在吸气与排气时蒸气的运动方
3、向是相反的。直流式与逆流式相比，由于蒸气在气缸中温度及比热容的变化较少，性能较好。但此类压缩机的进气阀需装在活塞上，相对增加了活塞的长度和重量，功耗较多、检修麻烦，所以目前生产的压缩机大都采用逆流式。,2 按压缩机的气缸布置方式分类 按压缩机的气缸布置方式可分为卧式、立式和角度式（图14.3）。 卧式压缩机的气缸呈水平布置（气缸轴线水平方向），管道布置和机器拆装与维修比较方便，属大型低速压缩机，转速大多在200300r/min。此种压缩机占地面积大，耗材多。 立式压缩机的气缸为垂直布置（气缸轴线垂直方向），转速不大于750r/min。此种压缩机占地面积小，气缸与活塞间的磨损较小且均匀，受力情况
4、较好，拆装和维修比较方便，一般为中小型压缩机。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,角度式压缩机的压缩气缸多且小，各缸的气缸轴线在垂直于曲轴轴线的平面内呈一定的夹角，其排列形式有V形、W形、S形（扇形）等，其速度一般为9601440rmin，气缸数目多为2、4、6、8四种，字母表示气缸的排列形式。此类压缩机具有结构紧凑、质量轻、运转平稳、便于拆装和维修等特点，常用于中小型空调制冷系统。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,3 按压缩机的密封方式分类 按压缩机的密封方式分为开启式、半封闭式、全封闭式压缩机，见图14.4。 （1）开启式压缩机 开启式压缩机的驱动电机和压缩机分别为两个设备。
5、压缩机的动力输入轴伸出机体外，通过联轴器或皮带轮与电动机联结，在伸出处为了防止轴和机体间的泄漏而用轴封装置密封。目前，氨压缩机和容量较大的氟利昂压缩机都采用这种结构形式。 我国开启式活塞制冷压缩机气缸直径主要有50 mm、70 mm、100 mm、125 mm、170 mm五个系列。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,（2）半封闭式压缩机 半封闭式压缩机的驱动电机与压缩机的曲轴箱封闭在同一个空间内，压缩机曲轴和驱动电机的主轴共用一根主轴，机壳为可拆式，其上开有各种工作孔，用盖板密封。由于电动机在气态制冷剂中运行，因此电动机所用的材料须与制冷剂和润滑油相容共处。此类压缩机不适于有爆炸危险的
6、制冷剂，所以只应用于氟利昂系统中。 我国半封闭式活塞制冷压缩机气缸直径主要有50 mm、70 mm、100 mm三个系列。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,（3）全封闭式压缩机 全封闭式压缩机的驱动电机与压缩机一起密封在一个不能拆开的耐压金属封闭外壳内，压缩机曲轴和驱动电机的主轴共用一根主轴，封闭外壳只有吸气管（粗径管）、排气管（细径管）及电动机电源的三个接线柱。这种压缩机结构紧凑，密封性好，使用方便，振动小、噪音小，但是平时不能拆卸。目前广泛应用在小型自动化制冷和空调装置中。 我国全封闭式活塞制冷压缩机气缸直径主要有40 mm、50 mm两种基本系列。,14.1 活塞式制冷压缩机的分
7、类及构造,4 按压缩机气缸级数分类 按压缩机气缸级数可分为单级压缩机和双级压缩机。单级压缩是指压缩过程中制冷剂蒸气由低压至高压只经过一次压缩；而双级压缩是指压缩过程中制冷剂蒸气由低压至高压要连续经过两次压缩。 如果由一台压缩机实现两级压缩，则称为单机双级压缩；如果两台压缩机实现双级压缩，则称为双机双级压缩。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,5 按压缩机内制冷剂的不同分类 按压缩机内制冷剂的不同分为氟利昂活塞式压缩机和氨活塞式压缩机。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,6 按压缩机的作用类型分类 按压缩机的作用类型可分为单作用压缩机和双作用压缩机（图14.5）。单作用压缩机是指制冷
8、剂气体只在活塞的一侧被压缩，活塞往返一个行程，吸气排气各一次。双作用压缩机是指制冷剂气体轮流在活塞两侧的气缸内被压缩，活塞往返一个行程，吸、排气各两次。所以相同的气缸，双作用压缩机的吸气量较单作用的大。但由于双作用压缩机的结构较复杂，目前大都采用单作用式。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,7 按压缩机的制冷量分类 国家标准GB/T 108711989中，根据压缩机制冷量不同分为小型和中型两种。配用电动机功率不小于0.37 kW，气缸直径小于70 mm的压缩机为小型；气缸直径为70170 mm的压缩机为中型。 小型、中型活塞式单级制冷压缩机的基本参数见表14.1和表14.2（见P194）
9、。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,图14.2制冷剂蒸气在气缸内的运动 (a)直流式；(b)逆流式,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,图14.3活塞式压缩机 (a)立式；(b)V形；(c)W形,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,图14.4压缩机的密封类型 (a)开启式；(b)半封闭式；(c)全封闭式,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,图14.5压缩机的作用方式 (a)单作用；(b) 双作用,每台活塞式压缩机的基本形式都用一定的符号表示，这些符号亦称为型号。目前最常用的型号是按照压缩机行业国家标准编制的。单级产品型号主要由气缸数目
10、、所用制冷剂的种类、气缸布置形式与气缸直径四项内容组成。 原机械工业部标准中活塞式压缩机型号的标注方法如下：,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,1 开启式活塞制冷压缩机 单级产品的型号：,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,例如：4AV12.5A，表示压缩机为4缸，采用氨制冷剂，气缸排列方式为V形，气缸直径为12.5 cm，直接传动。高速多缸型机器都是直接传动，所以传动方式的标注一般省略。例如：6AW12.5，表示压缩机为6缸，采用氨制冷剂，气缸布置形式为W形，气缸直径为12.5 cm，直接传动。 单机双级产品的型号在前面加“S”，并去掉气缸排列方式。例如：S8A12.5，表示压缩机
11、为双级8缸，采用氨制冷剂，气缸直径为12.5 cm。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,2 半封闭式制冷压缩机 半封闭式制冷压缩机的型号标注方法与开启式的基本相同，只是第五个单元用字母“B”表示半封闭式。 例如：8FS7B，表示压缩机为8缸，采用氟利昂制冷剂，气缸布置为扇形，气缸直径为7 cm，半封闭式。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,3 全封闭式制冷压缩机 例如：3FY5Q，表示压缩机为3缸，采用氟利昂制冷剂，气缸布置为Y形，气缸直径为5 cm，全封闭式，高温用。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,1 活塞式压缩机的基本结构 各种活塞式制冷压缩机的制冷量、外形、制冷剂以
12、及用途各不相同，但基本结构和组成的主要零部件大体相似，即包括机体、传动机构、吸排气组件、轴封装置、润滑油系统、能量调节系统（卸载装置）。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,（1）机体 压缩机的机体是支撑气缸套、曲轴连杆机构及其他所有零部件的全部重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体（图14.6）。它包括气缸体和曲轴箱两个部分。安装气缸套的部位称为气缸体，安装曲轴的部位称曲轴箱，一般采用高强度灰铸铁（HT2040）铸成一个整体。气缸采用气缸套结构，安装在气缸体上的缸套坐孔中，当气缸套磨损时便于维修或更换。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,（2）传动装置 传动装置可传递动作，
13、实现对气体做功，包括曲轴、连杆组件、活塞组件等。 曲轴 曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造，但现在已广泛采用球墨铸铁（如QT50-1.5与QT60-2等）铸造。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造, 连杆组件 连杆组件是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功。连杆组件包括连杆体、连杆
14、小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓（图14.7）。 连杆与曲轴相连的一端称连杆大头，做旋转运动。通过活塞销与活塞相连的部分称为连杆小头衬套，做往复运动。大头与小头之间称为连杆体，做往复与摆动的复合运动。连杆螺栓用于连接剖分式连杆大头与大头盖。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一般用优质中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT40-10）铸造，杆身多采用工字形截面，且中间钻一长孔作为油道，以便使润滑油能从大头通过油孔送到小头，润滑小头轴承。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,活塞组件 活塞组件是活塞、活塞销及活塞环的总称（图14.8）。活塞组件在连杆带动下，
15、在气缸内做往复直线运动，从而与气缸等组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过程。 活塞可分为筒形和盘形两大类。我国系列制冷压缩机的活塞均采用筒形结构，它由顶部、环部和裙部三部分组成。活塞顶部组成封闭气缸的工作面。活塞环部的外圆上开有安装活塞环的环槽，环槽的深度略大于活塞环的径向厚度，使活塞环有一定的活动余地。活塞裙部在气缸中起导向作用并承受侧压力。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,活塞销是用来连接活塞和连杆小头的零件，在工作时承受复杂的交变载荷。活塞销的损坏将会造成严重的事故，故要求其有足够的强度、耐磨性和抗疲劳、抗冲击的性能。 活塞环包括气环和油环。气环的主要作用是使活塞和
16、气缸壁之间形成密封的工作容积，防止被压缩蒸气从活塞和气缸壁之间的间隙中泄漏。油环的作用是布油和刮去气缸壁上多余的润滑油。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,（3）吸排气组件 吸排气组件也称为气阀组，主要由阀座、阀片、弹簧和阀盖组成，是保证压缩机实现吸气、压缩、排气、膨胀四个过程的部件。 气阀包括吸气阀和排气阀，它的启闭是依靠阀片两侧的压力差来实现的。活塞每上下往复运动一次，吸气阀、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机完成从吸气到压缩的整个工作过程。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,气阀的结构多样，最常见的是环片阀和簧片阀。其中环片阀的应用比较广，我国缸径70 mm以上的中小型活塞式制冷压缩机系列均采用此类型。簧片阀又称舌簧阀或簧状阀，阀片一端固定在阀座上，另一端可以上下运动，以达到启闭的目的。阀片由厚度为0.10.3 mm的弹性薄钢片组成，质量轻、启闭迅速，适用于小型高转速压缩机。,14.1 活塞式制冷压缩机的分类及构造,（4）轴封装置 轴封装置的作用在于防止制冷剂蒸气沿曲轴伸出端向外泄漏，或者是当
