滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)

1、第三章 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)Rolling Rotor Compressor主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、工作過(guò)程和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、工作過(guò)程和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、主要熱力性能參數(shù)二、主要熱力性能參數(shù)三、受力分析及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)三、受力分析及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)四、振動(dòng)和噪聲四、振動(dòng)和噪聲五、擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)五、擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)第一節(jié) 工作過(guò)程和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)l氣缸氣缸l滾動(dòng)轉(zhuǎn)子滾動(dòng)轉(zhuǎn)子l偏心軸偏心軸l滑片滑片l排氣閥排氣閥l彈簧彈簧l外殼等外殼等一、概 述1. 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成l轉(zhuǎn)子沿氣缸內(nèi)壁滾動(dòng)，與氣缸間形成一個(gè)月牙形的工作腔，滑片靠彈簧的作用力使其端部與轉(zhuǎn)子緊密接觸，將月牙形工作腔分隔為兩部分，滑片隨轉(zhuǎn)子的滾動(dòng)沿滑片槽

2、道作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。l端蓋與氣缸內(nèi)壁、轉(zhuǎn)子外壁、滑片及轉(zhuǎn)子與氣缸切線(點(diǎn))構(gòu)成封閉的氣缸容積，即基元容積。l基元容積隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化，是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的函數(shù)。容積內(nèi)氣體壓力隨基元容積大小而改變，從而完成壓縮機(jī)的工作過(guò)程?；莘e二、壓縮機(jī)工作過(guò)程 幾個(gè)特征角幾個(gè)特征角 吸氣孔口后邊緣角吸氣孔口后邊緣角 （順旋轉(zhuǎn)方向）可構(gòu)成吸氣封閉容積=時(shí)吸氣開(kāi)始 ，大小影響吸氣開(kāi)始前吸氣腔中的氣體膨脹，造成過(guò)度低壓或真空。 吸氣孔口前邊緣角吸氣孔口前邊緣角 造成在壓縮過(guò)程開(kāi)始前吸入的氣體向吸氣口回流，導(dǎo)致輸氣量下降。為減少的不利影響，通常3035 排氣孔口后邊緣角排氣孔口后邊緣角 影響余隙容積的大小，通常3035。 排氣孔

3、口前邊緣角排氣孔口前邊緣角 構(gòu)成排氣封閉容積，造成氣體再度壓縮。 排氣開(kāi)始角排氣開(kāi)始角 開(kāi)始排氣時(shí)基元容積內(nèi)氣體壓力略高于排氣管中壓力，以克服排氣閥阻力頂開(kāi)排氣閥。=2+= 2=4-=2+=4-再度壓縮再度壓縮 ：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化的變化氣體壓力氣體壓力- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線基元容積基元容積- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線(1) 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角從從00轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至角，角，基元容積從零擴(kuò)大，且不基元容積從零擴(kuò)大，且不與任何孔相連，產(chǎn)生封閉與任何孔相連，產(chǎn)生封閉容積，容積內(nèi)氣體膨脹，容積，容積內(nèi)氣體膨脹，其壓力低于吸氣壓力其壓力低于吸氣壓力Ps0。當(dāng)當(dāng)從從時(shí)，基元容

4、積時(shí)，基元容積與吸氣孔相通，容積內(nèi)壓與吸氣孔相通，容積內(nèi)壓力恢復(fù)為力恢復(fù)為PS0，壓力曲線，壓力曲線1-2-3。圖圖3 3- -4 4氣體壓力氣體壓力- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線基元容積基元容積- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線(2) 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角從從轉(zhuǎn)成轉(zhuǎn)成2是吸是吸氣過(guò)程，氣過(guò)程，時(shí)，吸氣開(kāi)時(shí)，吸氣開(kāi)始。始。 2時(shí)吸氣結(jié)束，時(shí)吸氣結(jié)束，此時(shí)基元容積最大，為此時(shí)基元容積最大，為Vmax，容積隨轉(zhuǎn)角的變，容積隨轉(zhuǎn)角的變化線為化線為a-b，若不考慮吸，若不考慮吸氣壓力損失，則吸氣壓力氣壓力損失，則吸氣壓力線為水平線線為水平線3-4。圖圖3 3- -4 4工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化的變化氣體

5、壓力氣體壓力- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線基元容積基元容積- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線(3) 當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始第二轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始第二轉(zhuǎn)時(shí)，原來(lái)充滿(mǎn)吸入蒸氣的吸氣原來(lái)充滿(mǎn)吸入蒸氣的吸氣腔變?yōu)閴嚎s腔，但在腔變?yōu)閴嚎s腔，但在這個(gè)這個(gè)角度內(nèi)，壓縮腔與吸氣腔角度內(nèi)，壓縮腔與吸氣腔相通，因而在轉(zhuǎn)角相通，因而在轉(zhuǎn)角從從2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)至至2+時(shí)產(chǎn)生氣體回流，時(shí)產(chǎn)生氣體回流，吸氣狀態(tài)的氣體回流入吸吸氣狀態(tài)的氣體回流入吸氣口，損失的容積為氣口，損失的容積為V，（曲線（曲線b-b），氣體壓力），氣體壓力不變。不變。圖圖3 3- -4 4工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化的變化氣體壓力氣體壓力- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線基元容積

6、基元容積- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線(4) 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角由由2+ 轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至2+ 時(shí)，是壓縮過(guò)程，時(shí)，是壓縮過(guò)程，此時(shí)基元容積縮小，壓力此時(shí)基元容積縮小，壓力上升。直至達(dá)到排氣壓力上升。直至達(dá)到排氣壓力pdk。對(duì)應(yīng)的壓力變化曲線對(duì)應(yīng)的壓力變化曲線5-6，容積曲線，容積曲線b-c。圖圖3 3- -4 4工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化的變化氣體壓力氣體壓力- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線基元容積基元容積- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線(5) 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角由由2+轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至4-時(shí)，是排氣過(guò)程，排時(shí)，是排氣過(guò)程，排氣結(jié)束時(shí)還有部分高溫高氣結(jié)束時(shí)還有部分高溫高壓氣體，其容積為壓氣體，其容積為Vc。該容積為余隙容積，壓

7、力該容積為余隙容積，壓力為為pdk。容積變化曲線為。容積變化曲線為c-d，壓力變化為，壓力變化為6-7。圖圖3 3- -4 4工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化的變化氣體壓力氣體壓力- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線基元容積基元容積- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線(6) 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角由由4- 轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至4- 時(shí)，是余隙容積中的氣時(shí)，是余隙容積中的氣體的膨脹過(guò)程。余隙容積體的膨脹過(guò)程。余隙容積中的高壓氣體膨脹至吸氣中的高壓氣體膨脹至吸氣壓力壓力Ps0，使其后吸入吸，使其后吸入吸氣腔的氣體減少，而高壓氣腔的氣體減少，而高壓氣體的膨脹功無(wú)法回收。氣體的膨脹功無(wú)法回收。壓力變化為壓力變化為7-8。圖圖3 3-

8、 -4 4工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化的變化氣體壓力氣體壓力- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線基元容積基元容積- -轉(zhuǎn)角曲線轉(zhuǎn)角曲線(7) 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角由由4- 轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至4，工作腔內(nèi)壓力急劇上升且工作腔內(nèi)壓力急劇上升且超過(guò)排氣壓力超過(guò)排氣壓力pdk圖圖3 3- -4 4工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角工作容積與氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化的變化過(guò)程轉(zhuǎn)角壓力變化基元容積準(zhǔn)備過(guò)程0 1-2,從最大降至0 0 吸氣過(guò)程 2p3-4, Ps0ab, 從0升至Vmax氣體倒流 2p 2p + 4-5,Ps0bb,減少 V 壓縮過(guò)程 2p + 2p + 5-6,從Ps0升至Pdkb c排氣過(guò)程 2p + 4p-

9、g6-7 Pdkcd余隙容積氣體膨脹過(guò)程 4p-g 4p 7-8,Pdk降至Ps0再壓縮過(guò)程 4p 4p8-1, 壓力急劇上升，超過(guò)Pdk工作過(guò)程工作過(guò)程總結(jié)工作過(guò)程總結(jié) 氣體的吸氣、壓縮、排氣過(guò)程是在轉(zhuǎn)子的氣體的吸氣、壓縮、排氣過(guò)程是在轉(zhuǎn)子的兩轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)中完成，但中完成，但因轉(zhuǎn)子切點(diǎn)與滑片兩側(cè)的兩個(gè)腔同時(shí)進(jìn)行吸氣、壓縮、排因轉(zhuǎn)子切點(diǎn)與滑片兩側(cè)的兩個(gè)腔同時(shí)進(jìn)行吸氣、壓縮、排氣的過(guò)程。因此，氣的過(guò)程。因此，認(rèn)為壓縮機(jī)一個(gè)工作循環(huán)仍是在一轉(zhuǎn)中認(rèn)為壓縮機(jī)一個(gè)工作循環(huán)仍是在一轉(zhuǎn)中完成的完成的。 特征角特征角,對(duì)壓縮機(jī)的性能有影響。對(duì)壓縮機(jī)的性能有影響。和和角分別決定角分別決定吸、排氣封閉容積的大??；吸、排

10、氣封閉容積的大?。唤侵苯佑绊懪艢饬?，它的存角直接影響排氣量，它的存在使達(dá)最大基元面積在使達(dá)最大基元面積( =2)后，基元面積在與吸氣孔口相后，基元面積在與吸氣孔口相連通的情況下再次縮小連通的情況下再次縮小(=22+)，產(chǎn)生吸氣倒流；產(chǎn)生吸氣倒流；角角表示余隙容積的大小。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能的前提下，表示余隙容積的大小。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能的前提下， 應(yīng)盡可能小應(yīng)盡可能小。 主要結(jié)構(gòu)形式主要結(jié)構(gòu)形式: : 小型全封閉式小型全封閉式 臥式：主要用于冰箱、冷柜 立式：主要用于空調(diào)器三、主要結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn) 臥式全封閉滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓臥式全封閉滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)縮機(jī)結(jié)構(gòu)n 供油機(jī)構(gòu)：靠吸油和排油二極管將油從底部吸入，

11、通過(guò)供油管供油。n 排氣消聲器：由輔軸承和薄鋼板組成的空腔組成。n 主軸承與機(jī)殼焊成一體，有利于減小氣缸變形 立式全封閉滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式立式全封閉滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 吸氣由機(jī)殼下部接管直接進(jìn)入氣缸，吸氣管上裝有氣液分離器，潤(rùn)滑油經(jīng)下部彎管小孔被吸入氣缸。高壓氣體直接排入機(jī)殼中。外殼還裝有過(guò)載保護(hù)器，內(nèi)部無(wú)減振機(jī)構(gòu)，潤(rùn)滑系統(tǒng)靠離心和壓差供油。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件幾何形狀簡(jiǎn)單，便于加工及流水線生產(chǎn) 體積小，質(zhì)量輕，與同工況往復(fù)式比較，體積、重量可減少4050； 易損件少，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠； 效率高， 沒(méi)有吸氣閥，流動(dòng)阻力小，且吸氣過(guò)熱小，在制冷量為3kW以下場(chǎng)合使用時(shí)尤為突出。 缺點(diǎn)：缺

12、點(diǎn)： 只利用了氣缸的月牙形空間，氣缸容積利用率低 ； 滑片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，依然是易損零件； 存在不平衡的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，需要平衡質(zhì)量來(lái)平衡。 加工精度要求高； 密封線較長(zhǎng)，密封性能較差，泄漏損失較大滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)特點(diǎn)四、發(fā)展?fàn)顩r 變頻壓縮機(jī)的發(fā)展變頻壓縮機(jī)的發(fā)展 采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，使制冷量與系統(tǒng)負(fù)荷協(xié)調(diào)變化，使機(jī)組在各種負(fù)荷條件下都具有較高能效比。具有節(jié)能、舒適、啟動(dòng)快速、溫控精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。（圖3-7由交流變頻式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，依靠電源頻率變化使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)制冷能力的目） 雙缸滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的發(fā)展雙缸滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的發(fā)展 雙缸滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的兩個(gè)

13、氣缸相差180對(duì)稱(chēng)布置，可使負(fù)荷扭矩變化趨于平緩，廣泛用于較大功率場(chǎng)合。（圖3-11） 提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性及可靠性提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性及可靠性借助計(jì)算機(jī)對(duì)壓縮機(jī)工作過(guò)程進(jìn)行性能仿真，對(duì)主要部件如軸承、滑片、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子、排氣閥等結(jié)構(gòu)進(jìn)行特性分析及噪聲、振動(dòng)的仿真，可對(duì)壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性、噪聲和振動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)滿(mǎn)足各種要求的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 對(duì)降低噪聲提出更高要求對(duì)降低噪聲提出更高要求減少曲軸及軸承的振動(dòng)，改進(jìn)壓縮機(jī)與機(jī)殼的連接系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)各種新型消聲結(jié)構(gòu)和排氣閥等其他方面的發(fā)展其他方面的發(fā)展環(huán)保制冷劑，低溫領(lǐng)域四、發(fā)展?fàn)顩r 第二節(jié) 主要熱力性能參數(shù)一、氣缸工作容積的變化規(guī)律RxrOO

14、11ABTA A點(diǎn)相當(dāng)于連桿小頭點(diǎn)相當(dāng)于連桿小頭OO1相當(dāng)于曲柄連桿機(jī)構(gòu)相當(dāng)于曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄半徑中的曲柄半徑O1點(diǎn)相當(dāng)于曲柄銷(xiāo)中心點(diǎn)相當(dāng)于曲柄銷(xiāo)中心O1A相當(dāng)于連桿大小頭中心距相當(dāng)于連桿大小頭中心距e1. 滑片運(yùn)動(dòng)規(guī)律滑片運(yùn)動(dòng)規(guī)律2. 氣缸容積變化規(guī)律 轉(zhuǎn)角在030o和330o360o范圍內(nèi)Vs和Vd的轉(zhuǎn)角的變化很小，變化大約只有氣缸工作容積的0.5，可以看出，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的余隙容積很小。 應(yīng)使近排氣口盡量接近氣缸頂端，孔口寬度不能太大吸氣口前邊緣角及排氣口后邊緣角在30o35o范圍內(nèi)對(duì)輸氣量的影響不明顯。 相對(duì)偏心距越大，Vs/R2L和Vd/R2L值越大，說(shuō)明氣缸利用率越高。二、輸氣

15、量及其影響因素 理論輸氣量（氣缸工作容積與轉(zhuǎn)速的乘積）（氣缸工作容積與轉(zhuǎn)速的乘積） 實(shí)際輸氣量容積效率表征氣缸工作容積的利用程度，反映由于余隙容積、吸氣阻力、吸氣加熱、氣體泄漏和吸氣回流造成的容積損失，其數(shù)值大于往復(fù)式壓縮機(jī)。vtp60qnV(m3/h)(m3/h)0.90.7 vhltpvvvtvvaqqhlllllhh影響輸氣量的因素 容積系數(shù)容積系數(shù)l lv 余隙容積的組成：余隙容積的組成： 轉(zhuǎn)子與氣缸的切點(diǎn)轉(zhuǎn)子與氣缸的切點(diǎn)T 達(dá)到達(dá)到4p-gp-g 位置時(shí)位置時(shí),存有高壓氣體的氣缸容積存有高壓氣體的氣缸容積Vc 排氣閥下方排氣孔的容積；排氣閥下方排氣孔的容積； 排氣孔入口處氣缸被削去部

16、分的容積。排氣孔入口處氣缸被削去部分的容積。 壓力系數(shù)壓力系數(shù)l lp ：表征吸氣壓力損失對(duì)輸氣量造成的影響；：表征吸氣壓力損失對(duì)輸氣量造成的影響； 溫度系數(shù)溫度系數(shù)l lT ：反映由于吸入氣體被加熱造成輸氣量的減少；：反映由于吸入氣體被加熱造成輸氣量的減少； 泄漏系數(shù)泄漏系數(shù)l lf ：表征氣缸中氣體泄漏對(duì)輸氣量造成的影響；：表征氣缸中氣體泄漏對(duì)輸氣量造成的影響； 回流系數(shù)回流系數(shù)l l h ：回流使輸氣量減少。：回流使輸氣量減少。壓縮過(guò)程 壓縮過(guò)程是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至吸氣口前邊緣時(shí)開(kāi)始，即在壓縮過(guò)程是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至吸氣口前邊緣時(shí)開(kāi)始，即在=2p p+時(shí)開(kāi)時(shí)開(kāi)始?jí)嚎s的，容積與壓力關(guān)系滿(mǎn)足方程始?jí)嚎s的，容

17、積與壓力關(guān)系滿(mǎn)足方程 nsnVpVp0其中，轉(zhuǎn)角為其中，轉(zhuǎn)角為時(shí)的基元容積值時(shí)的基元容積值V，壓縮開(kāi)始瞬時(shí)（，壓縮開(kāi)始瞬時(shí)（=2p p+）的基元）的基元容積值容積值V，轉(zhuǎn)角為，轉(zhuǎn)角為時(shí)基元容積的氣體壓力值時(shí)基元容積的氣體壓力值p，吸氣壓力，吸氣壓力ps0。nsVVpp)(0nsopp2sin25. 0sin1 ()5 . 0)(2(2sin25. 0sin1 ()5 . 0)(2(pppp+-+-+-+-）壓縮過(guò)程對(duì)于轉(zhuǎn)角對(duì)于轉(zhuǎn)角的氣體壓力為的氣體壓力為經(jīng)運(yùn)算可得經(jīng)運(yùn)算可得功率及效率1.等熵功率等熵功率等熵功率 計(jì)算式為（單位為KW）吸氣氣體比焓吸氣氣體比焓hs0，kJ/kg; 排氣氣體比焓排

18、氣氣體比焓hdk，kJ/kg; 實(shí)際質(zhì)量輸氣實(shí)際質(zhì)量輸氣量量qma，kg/h; 實(shí)際容積輸氣量實(shí)際容積輸氣量qva,m3/h; 氣氣體比體積氣氣體比體積vs0，m3/kg.tsP3600)(0sdkmatshhqp-0sVamavqq2.指示功率及指示效率指示功率及指示效率pi單位為單位為kW，表示為，表示為) 1(1) 1(1111-nnkkTinnkkllhitsipph指示功率及指示效率機(jī)械效率3.機(jī)械效率機(jī)械效率 機(jī)械效率反映了機(jī)械摩擦損失的大小，機(jī)械效率高低只要取決機(jī)械效率反映了機(jī)械摩擦損失的大小，機(jī)械效率高低只要取決于油和制冷劑的粘度及運(yùn)動(dòng)副的間隙值，難以用計(jì)算式表達(dá)。于油和制冷劑

19、的粘度及運(yùn)動(dòng)副的間隙值，難以用計(jì)算式表達(dá)。 通常，中溫全封閉滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)通常，中溫全封閉滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)h hm=0.750.85；冰箱用滾；冰箱用滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式動(dòng)轉(zhuǎn)子式h hm=0.400.70.電動(dòng)機(jī)效率及電效率4.電動(dòng)機(jī)效率電動(dòng)機(jī)效率h hmo及電效率及電效率h hel 全封閉式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)電全封閉式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)效率反映電動(dòng)機(jī)的損失，動(dòng)機(jī)效率反映電動(dòng)機(jī)的損失，即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的鐵損、定子繞即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的鐵損、定子繞組的銅損和風(fēng)損組的銅損和風(fēng)損 電動(dòng)機(jī)效率及電效率和電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)效率及電效率和電動(dòng)機(jī)的原始設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，也與電的原始設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，也與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況、冷卻介質(zhì)、安動(dòng)機(jī)運(yùn)

20、行工況、冷卻介質(zhì)、安裝結(jié)構(gòu)有關(guān)。裝結(jié)構(gòu)有關(guān)。 一般小冰箱一般小冰箱h hmo0.65，商用制，商用制冷機(jī)的冷機(jī)的h hmo0.8。五、熱力計(jì)算 試計(jì)算一臺(tái)滾動(dòng)式壓縮機(jī)在高溫工況下的制冷量、壓縮機(jī)功率和COP值。（1）主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 氣缸直徑D=0.054m；氣缸高度L=0.0293m；轉(zhuǎn)子直徑D2=0.04364m；相對(duì)余隙容積c=1.2%；轉(zhuǎn)速n=2980r/min。（2）制冷劑的選取 使用R22（3）計(jì)算工況 參考GB/T 15765-2006 房間空氣調(diào)節(jié)器用全封閉型電動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)的工況為蒸發(fā)溫度7.2，冷凝溫度54.4，吸氣溫度18.3，液體溫度46.1.（4）制冷循環(huán)各點(diǎn)參數(shù)（5）熱力

21、計(jì)算第三節(jié) 受力分析及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)一、轉(zhuǎn)子的受力分析 作用于作用于AA弧段和弧段和TT弧段的氣弧段的氣體力大小相等，方向相反?；ハ囿w力大小相等，方向相反?；ハ嗟窒?。抵消。 作用于作用于AT弧段上的氣體壓力是吸弧段上的氣體壓力是吸氣腔壓力，而作用于氣腔壓力，而作用于AT弧段的氣體弧段的氣體壓力是壓縮腔氣體壓力，大小不等，壓力是壓縮腔氣體壓力，大小不等，方向相反。其合力方向相反。其合力Fg從從AT側(cè)指向側(cè)指向AT側(cè)。其作用結(jié)果是產(chǎn)生軸承負(fù)側(cè)。其作用結(jié)果是產(chǎn)生軸承負(fù)荷和使轉(zhuǎn)子彎曲。荷和使轉(zhuǎn)子彎曲。)2cos1 (1)cos1 (2)(1 (0-+-sgppRLF1.氣體力氣體力AATTFg2. 阻力

22、矩阻力矩 MMgMf 氣體力的合力作用線不經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)中心氣體力的合力作用線不經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)中心O，而是通過(guò)轉(zhuǎn)子的幾何中心，而是通過(guò)轉(zhuǎn)子的幾何中心O垂直于垂直于AT的連線。因此構(gòu)成力矩的連線。因此構(gòu)成力矩Mg，其方向與，其方向與壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，為壓縮機(jī)阻力矩壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，為壓縮機(jī)阻力矩的主要部分。的主要部分。AATTMgl lMfOOnPMppLRlFMmifsgg1) 11(9550)2cos1 (1)cos1 (2)(1 (2102-+-h 另外，由于轉(zhuǎn)子和氣缸之間還存在著另外，由于轉(zhuǎn)子和氣缸之間還存在著摩擦阻力，因此摩擦阻力對(duì)旋轉(zhuǎn)中心摩擦阻力，因此摩擦阻力對(duì)旋轉(zhuǎn)中心O還還存在著旋轉(zhuǎn)摩擦力

23、矩存在著旋轉(zhuǎn)摩擦力矩Mf，方向和旋轉(zhuǎn)方向，方向和旋轉(zhuǎn)方向相反。相反。3. 飛輪矩飛輪矩 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩Md是常量，但是因?yàn)樽枇仉S是常量，但是因?yàn)樽枇仉S轉(zhuǎn)角在不斷變化，因此在某時(shí)刻驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩不相等，轉(zhuǎn)角在不斷變化，因此在某時(shí)刻驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩不相等，從而會(huì)使得曲軸產(chǎn)生角加速度從而會(huì)使得曲軸產(chǎn)生角加速度a，并滿(mǎn)足以下關(guān)系：，并滿(mǎn)足以下關(guān)系： MdMJa（J：旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性矩）：旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性矩）因此，為保證壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，避免由曲軸角加速度帶來(lái)的因此，為保證壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，避免由曲軸角加速度帶來(lái)的曲軸旋轉(zhuǎn)速度不均勻引起的曲軸、機(jī)體和機(jī)殼的振動(dòng)，就必曲軸旋轉(zhuǎn)速

24、度不均勻引起的曲軸、機(jī)體和機(jī)殼的振動(dòng)，就必須通過(guò)加大旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性矩須通過(guò)加大旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性矩J來(lái)解決。來(lái)解決。4. 旋轉(zhuǎn)慣性力和力矩平衡旋轉(zhuǎn)慣性力和力矩平衡對(duì)于單缸機(jī)：對(duì)于單缸機(jī)： 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子對(duì)旋轉(zhuǎn)中心存在偏滾動(dòng)轉(zhuǎn)子對(duì)旋轉(zhuǎn)中心存在偏心距，因此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)心距，因此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，可以采用添加平衡塊的慣性力，可以采用添加平衡塊的方法對(duì)其進(jìn)行平衡。方法對(duì)其進(jìn)行平衡。 但是平衡質(zhì)量也不能加在電但是平衡質(zhì)量也不能加在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的一側(cè)，而是必須裝在動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的一側(cè)，而是必須裝在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的兩側(cè)。以保證消除電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的兩側(cè)。以保證消除不平衡力和不平衡力矩。不平衡力和不平衡力矩。對(duì)于雙缸機(jī)：對(duì)于雙

25、缸機(jī)： 平衡塊只需用于補(bǔ)償兩個(gè)偏心轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量的位置差異所產(chǎn)生的平衡塊只需用于補(bǔ)償兩個(gè)偏心轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量的位置差異所產(chǎn)生的力矩，所以只需用很小質(zhì)量的平衡塊進(jìn)行平衡。計(jì)算方法見(jiàn)式力矩，所以只需用很小質(zhì)量的平衡塊進(jìn)行平衡。計(jì)算方法見(jiàn)式3-283-28二、滑片的受力分析滑片滑片壓縮腔壓縮腔吸氣腔吸氣腔滑滑槽槽壁壁滑滑槽槽壁壁吸氣壓力吸氣壓力排氣壓力排氣壓力1. 氣體力：氣體力： 作用于滑片兩側(cè)的氣體作用于滑片兩側(cè)的氣體 壓力差使壓力差使滑片承受彎曲載荷，產(chǎn)生變形?；惺軓澢d荷，產(chǎn)生變形。排氣壓力排氣壓力吸氣壓力吸氣壓力滑滑槽槽腔腔背背壓壓彈彈簧簧彈彈力力 2. 縱向作用力：縱向作用力： 包括滑片彈

26、簧力、作用于滑片包括滑片彈簧力、作用于滑片下端面氣體力和滑片上與機(jī)殼相通下端面氣體力和滑片上與機(jī)殼相通產(chǎn)生的背壓力。產(chǎn)生的背壓力。 因?yàn)榛馁|(zhì)量很小卻滑片與因?yàn)榛馁|(zhì)量很小卻滑片與轉(zhuǎn)子之間充分潤(rùn)滑，因此滑片的慣轉(zhuǎn)子之間充分潤(rùn)滑，因此滑片的慣性力、滑片與滑槽之間的往復(fù)摩擦性力、滑片與滑槽之間的往復(fù)摩擦力、滑片與轉(zhuǎn)子間的切向摩擦力可力、滑片與轉(zhuǎn)子間的切向摩擦力可以不考慮。以不考慮?；苷９ぷ鞯那疤幔簭椈闪苷９ぷ鞯那疤幔簭椈闪?吸氣壓力排氣壓力滑槽腔背壓力吸氣壓力排氣壓力滑槽腔背壓力滑滑片片三、主要結(jié)構(gòu)參數(shù)滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：氣缸直徑滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：氣

27、缸直徑D、氣缸（或、氣缸（或轉(zhuǎn)子）的軸向長(zhǎng)度轉(zhuǎn)子）的軸向長(zhǎng)度L、轉(zhuǎn)子偏心距、轉(zhuǎn)子偏心距e及相對(duì)氣缸長(zhǎng)度及相對(duì)氣缸長(zhǎng)度 =L/D。1.主要結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系主要結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系由式（由式（3-5）可推出氣缸直徑）可推出氣缸直徑D的表達(dá)式的表達(dá)式3/1)2(4p-pVD)2(1)(222pp-LrRLRVVBP2.相對(duì)偏心距相對(duì)偏心距 和相對(duì)氣缸長(zhǎng)度和相對(duì)氣缸長(zhǎng)度 對(duì)壓縮機(jī)性能的影響對(duì)壓縮機(jī)性能的影響 相對(duì)偏心距和相對(duì)氣缸長(zhǎng)度對(duì)壓縮機(jī)性能的影響主要表現(xiàn)在相對(duì)偏心距和相對(duì)氣缸長(zhǎng)度對(duì)壓縮機(jī)性能的影響主要表現(xiàn)在 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子和滑片受力的變化及壓縮腔向吸氣腔泄漏量的變化。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子和滑片受力的變化及壓縮腔向吸氣腔

28、泄漏量的變化。 相對(duì)偏心距影響氣缸的有效利用率，可以從氣缸容積相對(duì)偏心距影響氣缸的有效利用率，可以從氣缸容積V與氣與氣缸工作容積缸工作容積Vp之比之比B的表達(dá)式看出，即的表達(dá)式看出，即 越大，越大，B值越小，即氣缸有效利用率越高；值越小，即氣缸有效利用率越高； 也影響其體力的大小，說(shuō)明偏心距大，則滑片的行程長(zhǎng)，作也影響其體力的大小，說(shuō)明偏心距大，則滑片的行程長(zhǎng)，作用于滑片的氣體力就增加；用于滑片的氣體力就增加； 從（從（3-9)式知，作用于轉(zhuǎn)子上的氣體力卻減少了，對(duì)應(yīng)于大的式知，作用于轉(zhuǎn)子上的氣體力卻減少了，對(duì)應(yīng)于大的 可以有較短的泄漏圓周長(zhǎng)，減少軸向泄漏?？梢杂休^短的泄漏圓周長(zhǎng)，減少軸向泄漏

29、。三、主要結(jié)構(gòu)參數(shù)3.主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)系列化，主要零件通用化某些典型尺寸統(tǒng)一 化考慮，和數(shù)值應(yīng)該在一定范圍內(nèi)選取。 通常=0.110.16，=0.251.0 商用制冷設(shè)備=0.140.16 壓縮機(jī)使用工質(zhì)和工況不同、零部件的制造和安裝精度及所用材料和處理工藝不同，和的選取差別很大。三、主要結(jié)構(gòu)參數(shù)三、主要結(jié)構(gòu)參數(shù)4.關(guān)于間隙關(guān)于間隙主要間隙有： 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子與蓋端間的端面間隙滾動(dòng)轉(zhuǎn)子與蓋端間的端面間隙 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子與氣缸間的徑向間隙；滾動(dòng)轉(zhuǎn)子與氣缸間的徑向間隙； 滑片與端蓋間的端面間隙；滑片與端蓋間的端面間隙； 滑片與滑片槽間的側(cè)面間隙；滑片與滑片槽間的側(cè)面間隙；

30、間隙值直接影響到泄漏量、摩擦功率與磨損、運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)和間隙值直接影響到泄漏量、摩擦功率與磨損、運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)和噪音等。噪音等。第四節(jié) 振動(dòng)與噪聲一、振動(dòng)源與噪聲源1. 振動(dòng)源振動(dòng)源全密封滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的主軸承或氣缸體和電動(dòng)機(jī)的定子和全密封機(jī)殼剛性連接，使得曲軸扭矩變化引起的曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)成為振動(dòng)源，并導(dǎo)致壓縮機(jī)振動(dòng)曲軸包括轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)不平衡慣性力造成的軸振動(dòng)，并直接導(dǎo)致壓縮機(jī)振動(dòng)1.壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的激振力通過(guò)氣缸、軸承和滾動(dòng)轉(zhuǎn)子作用于曲軸等部件，進(jìn)一步導(dǎo)致機(jī)殼的振動(dòng)。（特別是2kHz以上的高頻振動(dòng)）2. 噪聲源噪聲源v電磁噪聲電磁噪聲v制冷劑氣流噪聲制冷劑氣流噪聲機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲主要表現(xiàn)形式是主要

31、表現(xiàn)形式是500Hz500Hz以下的低頻噪聲。主要由電磁力引以下的低頻噪聲。主要由電磁力引起的定子和轉(zhuǎn)子夾持機(jī)構(gòu)的振動(dòng)而產(chǎn)生。起的定子和轉(zhuǎn)子夾持機(jī)構(gòu)的振動(dòng)而產(chǎn)生。 主要表現(xiàn)形式是主要表現(xiàn)形式是1kHz1kHz以下的高頻噪聲。主要包括兩部以下的高頻噪聲。主要包括兩部分：一部分由氣流脈動(dòng)導(dǎo)致的壓縮機(jī)振動(dòng)并帶動(dòng)機(jī)殼的振分：一部分由氣流脈動(dòng)導(dǎo)致的壓縮機(jī)振動(dòng)并帶動(dòng)機(jī)殼的振動(dòng)而產(chǎn)生；另一部分由氣體從排氣閥排出時(shí)的流體噪聲而動(dòng)而產(chǎn)生；另一部分由氣體從排氣閥排出時(shí)的流體噪聲而產(chǎn)生。產(chǎn)生。 對(duì)整機(jī)的噪聲影響小，主要是排氣閥片與閥座和升程對(duì)整機(jī)的噪聲影響小，主要是排氣閥片與閥座和升程限制器之間的敲擊聲、滑片和滑片

32、槽的敲擊聲以及滑片端限制器之間的敲擊聲、滑片和滑片槽的敲擊聲以及滑片端部與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子的敲擊聲。另外還有壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)部與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子的敲擊聲。另外還有壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦噪聲。頻率：滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦噪聲。頻率：1.61.62kHz2kHz。一、振動(dòng)源與噪聲源二、減振降噪措施l提高曲軸動(dòng)力平衡性能;l嚴(yán)格控制曲軸的旋轉(zhuǎn)不均勻度;l機(jī)殼的優(yōu)化設(shè)計(jì);l消減氣流壓力脈動(dòng);l降低電磁噪聲;l降低機(jī)械噪聲;l降低停機(jī)過(guò)程中的振動(dòng)與噪聲;l有源噪聲控制降噪方法。第五節(jié)擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)一、概述 20世紀(jì)世紀(jì)70年代，擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)曾一度被采用。年代，擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)曾一度被采用。 20世紀(jì)世紀(jì)80年代，由于擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)尺寸大，加工較為復(fù)雜而年代，由于擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)尺寸大，加工較為復(fù)雜而很少采用。很少采用。 20世紀(jì)世紀(jì)90年代，隨著替代年代，隨著替代HCFC的研究進(jìn)一步深入，發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)轉(zhuǎn)的研究進(jìn)一步深入，發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)能承受較大的壓力差，使用替代工質(zhì)時(shí)，比滾動(dòng)轉(zhuǎn)子子式壓縮機(jī)能承受較大的壓力差，使用替代工質(zhì)時(shí)，比滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式有明顯優(yōu)勢(shì)，又重新被重視。式有明顯優(yōu)勢(shì)，又重新被重視。二、工作原理 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)中，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)中，滾動(dòng)滾動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子與與滑塊滑塊是兩個(gè)獨(dú)立的零是兩個(gè)獨(dú)立的零件，滑塊靠背部的作用力壓件，滑塊靠背部的作