School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing University第四章 滚动转子式制冷压缩机 Rolling rotor compressorSchool of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing University第一节工作过程和结构特点School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversityØ气缸 Ø滚动转子 Ø偏心轴 Ø滑片 Ø排气阀 Ø弹簧 Ø外壳等一、概 述1. 结构组成School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversityØ 转子沿气缸内壁滚动，与气缸间形成 一个月牙形的工作腔，滑片靠弹簧的 作用力使其端部与转子紧密接触，将 月牙形工作腔分隔为两部分，滑片随 转子的滚动沿滑片槽道作往复运动。
Ø 端盖与气缸内壁、转子外壁、滑片及 转子与气缸切线(点)构成封闭的气缸 容积，即基元容积 Ø 基元容积随转子转角变化，是转子转 角θ的函数容积内气体压力随基元 容积大小而改变，从而完成压缩机的 工作过程基元容积School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing University二、压缩机的工作过程Ø 几个特征角 § 吸气孔口后边缘角α （顺旋转方向）可构成吸气 封闭容积θ=α时吸气开始 ，α大小影响吸气开始前吸气 腔中的气体膨胀，造成过度 低压或真空 § 吸气孔口前边缘角β 造成在压缩过程开始前吸入 的气体向吸气口回流，导致 输气量下降为减少β的不利 影响，通常β＝30˚～35˚θ=αθ=2π+βθ= 2πθ=4π-γθ=2π+ψθ=4π-φ再度压缩θ ：转子转角§ 排气孔口后边缘角γ影响余隙容积的大小 ，通常γ＝30˚～35˚ § 排气孔口前边缘角ф构成排气封闭容积， 造成气体再度压缩 § 排气开始角Ψ开始排气时基元容 积内气体压力略高于排 气管中压力，以克服排 气阀阻力顶开排气阀。
θ=αθ=2π+βθ= 2πθ=4π-γθ=2π+ψθ=4π-φ再度压缩θ ：转子转角School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversitySchool of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqingChongqing University University工作容积与气体压力随转角θ的变化气体压力-转角曲线基元容积-转角曲线(1) 转角θ从00转至α角， 基元容积从零扩大，且不 与任何孔相连，产生封闭 容积，容积内气体膨胀， 其压力低于吸气压力Ps0 当θ从θ＝α时，基元容 积与吸气孔相通，容积内 压力回复为PS0，压力曲 线1-2-3图4-3School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqingChongqing University University气体压力-转角曲线基元容积-转角曲线(2) 转角θ从α转成2π是 吸气过程，θ＝α时，吸 气开始。
θ＝2π时吸气结 束，此时基元容积最大 ，为Vmax，容积随转角 的变化线为a-b，若不考 虑吸气压力损失，则吸 气压力线为水平线3-4图4-3工作容积与气体压力随转角θ的变化School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqingChongqing University University气体压力-转角曲线基元容积-转角曲线(3) 当转子开始第二转时， 原来充满吸入蒸气的吸气 腔变为压缩腔，但在β这个 角度内，压缩腔与吸气腔 相通，因而在转角θ从2π转 至2π+β时产生气体回流， 吸气状态的气体回流入吸 气口，损失的容积为ΔV， （曲线b-b’），气体压力 不变图4-3工作容积与气体压力随转角θ的变化School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqingChongqing University University气体压力-转角曲线基元容积-转角曲线(4) 转角θ由2π+ β转至 2π+ Ψ时，是压缩过程， 此时基元容积缩小，压力 上升。
直至达到排气压力 pdk对应的压力变化曲线 5-6，容积曲线b’-c图4-3工作容积与气体压力随转角θ的变化School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqingChongqing University University气体压力-转角曲线基元容积-转角曲线(5) 转角θ由2π+Ψ转至4π -γ时，是排气过程，排气 结束时还有部分高温高压 气体，其容积为Vc该 容积为余隙容积，压力为 pdk容积变化曲线为c-d ，压力变化为6-7图4-3工作容积与气体压力随转角θ的变化School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqingChongqing University University气体压力-转角曲线基元容积-转角曲线(6) 转角θ由4π-γ 转至4π- ф时，是余隙容积中的气 体的膨胀过程余隙容积 中的高压气体膨胀至吸气 压力ps0，使其后吸入吸 气腔的气体减少，而高压 气体的膨胀功无法回收 压力变化为7-8图4-3工作容积与气体压力随转角θ的变化School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqingChongqing University University气体压力-转角曲线基元容积-转角曲线(7) 转角θ由4π- ф转至4π ，工作腔内压力急剧上升 且超过排气压力pdk图4-3工作容积与气体压力随转角θ的变化School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing University过程转角压力变化基元容积准备过程0~α 1-2,从最大降至0 0 吸气过程α~ 2p3-4, Ps0a~b, 从0升至 Vmax气体倒流 2p ~ 2p + β 4-5,Ps0b~b’,减少Δ V 压缩过程 2p + β ~ 2p + 5-6,从Ps0升至Pdkb’ ~c排气过程 2p + ~ 4p-g6-7 Pdkc~d余隙容积气体膨 胀过程 4p-g ~ 4p– 7-8,Pdk降至Ps0再压缩过程 4p– ~ 4p8-1, 压力急剧上 升，超过Pdk工作过程School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing University工作过程总结Ø 气体的吸气、压缩、排气过程是在转子的两转中完成 ，但因转子切点与滑片两侧的两个腔同时进行吸气、 压缩、排气的过程，因此，可以认为压缩机一个工作 循环仍是在一转中完成的。
Ø 特征角α,β,γ,φ对压缩机的性能有影响α和φ 角分别决定吸、排气封闭容积的大小；β角直接影响 排气量，它的存在使达最大基元容积(θ =2π)后， 基元容积在与吸气孔口相连通的情况下再次缩小 (θ=2π~2π+β)，产生吸气倒流；γ角表示余隙容 积的大小在结构设计可能的前提下，α，β，γ， φ应尽可能小School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversityØ 主要结构形式: 小型全封闭式 § 卧式：主要用于冰箱、冷柜 § 立式：主要用于空调器三、主要结构形式及特点Ø 卧式全封闭滚动转子式 压缩机结构n 供油机构：靠吸油和排油 二极管将油从底部吸入，通 过供油管供油n 排气消声器：由辅轴承和 薄钢板组成的空腔组成n 圆环形主轴承与机壳焊成 一体，可减小气缸变形 Ø 立式全封闭滚动转子式 压缩机结构吸气由机壳下部接管直接 进入气缸，吸气管上装有 气液分离器，润滑油经下 部弯管小孔被吸入气缸 高压气体直接排入机壳中 外壳还装有过载保护器 ，内部无减振机构，润滑 系统靠离心和压差供油。
School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversitySchool of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversitySchool of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversityØ 优点： § 结构简单，零部件几何形状简单，便于加工及流水线生 产； § 体积小，质量轻，与同工况往复式比较，体积、重量可 减少40～50％； § 易损件少，运转可靠； § 效率高， 因为没有吸气阀故流动阻力小，且吸气过热 小，在制冷量为3kW以下场合使用时尤为突出 Ø 缺点： § 只利用了气缸的月牙形空间，气缸容积利用率低 ； § 滑片作往复运动，依然是易损零件； § 存在不平衡的旋转质量，需要平衡质量来平衡滚动转子式压缩机特点School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing University四、目前发展趋势Ø 变频压缩机的发展采用变频调速技术进行能量调节，使制冷量与系统负荷 协调变化，使机组在各种负荷条件下都具有较高能效比。
具 有节能、舒适、启动快速、温控精度高、易于实现自动控制 等优点图4-6由交流变频式电动机驱动曲轴旋转，依靠电 源频率变化使电动机转速变化，达到连续调节制冷能力的目 的Ø 双缸滚动转子式压缩机的发展双缸滚动转子式压缩机的两个气缸相差180°对称布置， 可使负荷扭矩变化趋于平缓，广泛用于较大功率场合图 4-8）Ø 提高压缩机的经济性及可靠性借助计算机对压缩机工作过程进行性能仿真，对主要部 件如轴承、滑片、滚动转子、排气阀等结构进行特性分析 及噪声、振动的仿真，可对压缩机的经济性和可靠性、噪 声和振动进行预测，对满足各种要求的滚动转子式压缩机 进行优化设计Ø 对降低噪声提出更高要求减少曲轴及轴承的振动，改进压缩机与机壳的连接系统 ，开发各种新型消声结构和排气阀等 School of Power EngineeringSchool of Power EngineeringChongqing UniversityChongqing UniversitySchool of Power EngineeringSchool of Power Engin。