活塞式制冷壓縮機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)_圖文

1、活塞式制冷壓縮機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)第一節(jié)活塞式制冷壓縮機(jī)工作原理1、活塞壓縮機(jī)的分類按使用的制冷劑來(lái)分，有氨壓縮機(jī)和氟利昂壓縮機(jī)兩種。按壓縮級(jí)數(shù)來(lái)分，有單級(jí)壓縮和雙級(jí)壓縮兩種。按汽缸中心線的位置分，有直立式、V 型、W 型和S （扇）型。 按壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)來(lái)分，有開啟式、半封閉式、全封閉式三種。2、活塞式壓縮機(jī)的工作過(guò)程1 理想工作過(guò)程在分析活塞式壓縮機(jī)的工作過(guò)程中，可以先把實(shí)際過(guò)程簡(jiǎn)化成理想過(guò)程。簡(jiǎn)化時(shí)假定：a. 壓縮機(jī)沒(méi)有余隙容積；b. 吸、排氣過(guò)程沒(méi)有容積損失；c. 壓縮過(guò)程是理想的絕熱過(guò)程；d. 無(wú)泄漏損失。2 實(shí)際工作過(guò)程壓縮機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程與理想工作過(guò)程有很大不同。實(shí)際過(guò)程存在余隙

2、容積；吸排氣閥有阻力，工作時(shí)存在壓力損失；汽缸壁與制冷劑之間有熱交換，非絕熱過(guò)程；有漏氣損失。a. 余隙容積的影響（容積系數(shù)V ）余隙：活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)位置時(shí)，活塞頂與閥座之間保持一定的間隙，稱為余隙，余隙所形成的容積稱為余隙容積。造成余隙的主要原因是：防止曲柄連桿機(jī)構(gòu)受熱延伸時(shí)不至于使活塞撞擊閥座而引起機(jī)器損壞；排氣閥的通道占據(jù)一定的空間；運(yùn)動(dòng)部件的磨損使零件配合間隙變大；活塞環(huán)與閥蓋之間的環(huán)型空間。余隙容積的存在，在排氣過(guò)程結(jié)束時(shí)不能將汽缸內(nèi)的氣體全部排凈，有一部分高壓氣體殘留在余隙容積內(nèi)，這樣在下一次吸氣開始前，這一部分氣體首先膨脹減壓，在壓力降低到低于吸氣壓力才能開始吸氣。所以，由于余

3、隙容積內(nèi)的氣體膨脹，占據(jù)了部分工作容積，使吸氣量減少，稱為余隙損失。壓比越大使，余隙損失越大。b. 吸排氣閥（片）阻力的影響(壓力系數(shù)P由于閥門（片）開啟時(shí)必須克服閥片的慣性力和壓在閥片上的彈簧力，以及氣體通過(guò)閥門的流動(dòng)阻 力，使得實(shí)際吸氣壓力低于P1，產(chǎn)生節(jié)流損失；而排氣壓力高于P2，這使得余隙損失增大。汽缸內(nèi)部壓比大于外部壓比。c. 汽缸壁與制冷劑的熱交換影響(溫度系數(shù)T吸氣時(shí)低溫氣體吸收被排氣加熱了的汽缸的熱量，體積膨脹，壓縮機(jī)吸氣量減少，稱為預(yù)熱損失。d. 壓縮機(jī)泄漏損失的影響（氣密系數(shù)g ）壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于密封不嚴(yán)和磨損會(huì)造成漏氣損失，它常發(fā)生在活塞環(huán)和汽缸壁之間的不密封處，使得氣

4、體從高壓腔向低壓腔泄漏。此外，吸、排氣閥片關(guān)閉不嚴(yán)或關(guān)閉滯后，也會(huì)造成汽缸內(nèi)氣體泄漏。這部分損失叫作泄漏損失。由于這些實(shí)際因素的影響，壓縮機(jī)的實(shí)際輸氣量總是小于理論輸氣量實(shí)際耗功總是大于理想過(guò)程的耗功。而影響這些因素最大的外界條件就是壓縮比，即冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的差值。（注：上海藍(lán)門制冷專用供應(yīng)比澤爾、漢鐘、萊富康的壓縮機(jī)機(jī)頭及配件，歡迎訪問(wèn)獲取更多信息。）第二節(jié)活塞式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)1、我國(guó)系列活塞制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)高速：轉(zhuǎn)速在9601450r/min；多缸：開啟式壓縮機(jī)通常有2、4、6、8個(gè)汽缸。多缸結(jié)構(gòu)使壓縮機(jī)布置緊湊，動(dòng)平衡性能好，還可以通過(guò)使一部分汽缸空載運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的。三種

5、制冷劑通用：新系列大缸徑如100、125、170系列壓縮機(jī)對(duì)R717、R12、R22三種制冷劑都可以使用，只須更換部分零部件，如安全閥、氣閥彈簧、軸封、膠圈等。2、總體結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)一般須具備以下幾部分：a. 運(yùn)動(dòng)部分：包括曲軸、連桿、活塞等。b. 配氣部分：包括吸、排氣閥，吸、排氣通道等。c. 密封部分:包括活塞環(huán)、軸封、墊片、填料等。d. 潤(rùn)滑部分：包括油泵、濾油器、油壓調(diào)節(jié)閥等。e. 安全部分：假蓋、假蓋彈簧、安全閥、高壓保護(hù)繼電器、油壓保護(hù)繼電器等。f. 能量調(diào)節(jié)部分：卸載機(jī)構(gòu)。3、壓縮機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)主要介紹開啟式壓縮機(jī)的主要零部件結(jié)構(gòu)。（1）機(jī)體：機(jī)體就是壓縮機(jī)的機(jī)身，它由汽缸體、曲軸

6、箱、汽缸蓋等組成。吸氣腔就是汽缸體的內(nèi)腔，吸入氣體通過(guò)吸氣腔時(shí)可以冷卻汽缸套，散熱條件好。排氣腔在汽缸體上端，吸、排氣腔之間有隔板分開。對(duì)于單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)，高、低壓級(jí)的吸、排氣腔之間都有隔板分開。汽缸蓋對(duì)汽缸上部起著密封作用，它和機(jī)體、假蓋一起形成了高壓蒸氣的排氣腔。在拆卸汽缸蓋時(shí)，應(yīng)防止假蓋彈簧將汽缸蓋彈出砸傷人。汽缸蓋螺栓中有兩個(gè)長(zhǎng)螺栓，在拆卸時(shí)先松開短螺栓，再松長(zhǎng)螺栓，慢慢釋放彈簧的彈力。汽缸體下部是曲軸箱，內(nèi)裝曲軸和冷凍油以及粗油過(guò)濾器，曲軸箱與低壓級(jí)吸氣腔相通。曲軸箱兩側(cè)有手孔，方便拆裝連桿。機(jī)體前后端開有兩個(gè)軸承座孔，安裝前后軸承座。（2）汽閥缸套部件大中型壓縮機(jī)的汽缸工作鏡面不是

7、和機(jī)體鑄在一起，另配有可單獨(dú)裝配的汽缸套，這樣做有以下幾點(diǎn)好處：a 、汽缸套耗材少，可以采用優(yōu)質(zhì)材料或表面鍍鉻，來(lái)提高汽缸鏡面的耐磨性；b 、如汽缸鏡面磨損到超過(guò)允許范圍，只要更換汽缸套，節(jié)省修理費(fèi)用，又簡(jiǎn)單省時(shí)；c 、可以簡(jiǎn)化汽缸體、曲軸箱結(jié)構(gòu)，便于鑄造。汽閥是控制汽缸中依次進(jìn)行壓縮、排氣、膨脹、吸氣的控制機(jī)構(gòu)。其性能的好壞直接影響壓縮機(jī)的制冷量、功耗和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。目前活塞壓縮機(jī)多數(shù)采用環(huán)狀閥，如圖2-3所示為環(huán)狀閥的結(jié)構(gòu)。它是由閥座、閥片、升程限制器、汽閥彈簧等組成。它的開啟和關(guān)閉主要靠閥片兩側(cè)的壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，這種閥又稱為自動(dòng)閥。汽閥按其作用不同，分為排氣閥和吸氣閥。排氣閥的閥座分

8、為內(nèi)、外閥座兩部分。外閥座用螺釘與汽缸套一起固定在機(jī)體上，而內(nèi)閥座用螺釘和假蓋固定在一起。排氣閥的兩條密封線分別做在內(nèi)、外閥座上，排氣閥片上壓有數(shù)個(gè)閥片彈簧，它的左右的密封面，又稱閥線。閥線之間有一環(huán)形凹槽，槽中有均布的吸氣孔與吸氣腔相通。吸氣閥片也壓有閥片彈簧。排氣外閥座的下端面就是吸氣閥的升程限制器。 因?yàn)槲?、排氣壓力不同，吸、排氣閥片彈簧的彈力也不同，裝配時(shí)應(yīng)注意區(qū)分。閥片彈簧程錐形，大頭裝到彈簧座中，應(yīng)旋轉(zhuǎn)安裝。假蓋被假蓋彈簧. 緊緊壓在排氣閥座上。作用是：當(dāng)汽缸內(nèi)產(chǎn)生液擊（液體制冷劑或潤(rùn)滑油大量吸入汽缸時(shí)，由于液體的不可壓縮，活塞的運(yùn)動(dòng)使液體產(chǎn)生巨大的沖擊力）時(shí)，假蓋被汽缸內(nèi)的壓力頂

9、起，打開一條額外的通道，讓汽缸內(nèi)液體迅速排出，避免事故，起到安全閥的作用?；钊麎嚎s機(jī)最大的安全隱患就是回液（潮車），操作時(shí)應(yīng)盡量避免。汽缸套內(nèi)腔是氣體在其內(nèi)壓縮、膨脹的部位，對(duì)活塞起導(dǎo)向作用，直接承受氣體壓力和活塞的側(cè)壓力，是壓縮機(jī)最重要的摩擦面之一，其內(nèi)徑尺寸及橢圓度超過(guò)規(guī)定尺寸就需要更換。汽缸套通過(guò)螺釘或定位銷固定在機(jī)體上，可以通過(guò)汽缸墊片的厚度來(lái)調(diào)整活塞上死點(diǎn)間隙（余隙）。因?yàn)槠左w內(nèi)腔（缸套外側(cè)）與曲軸箱相通，安裝高壓級(jí)汽缸時(shí)，機(jī)體與缸套之間應(yīng)加膠圈密封。（3）活塞部件活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓縮由汽缸、閥片等組成的封閉容積內(nèi)的氣體。為減少往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力，活塞常用鋁合金制成，并做成中空

10、形式。它由頂部、環(huán)部、裙部和銷座四部分組成?；钊敳砍拾夹危ㄅc假蓋凸起相配合），上面有起吊螺孔。它承受蒸汽壓力。環(huán)部開有環(huán)槽，在其中放置汽環(huán)和油環(huán)，油環(huán)槽的內(nèi)壁圓周上開有很多回油孔，油環(huán)從汽缸壁上刮下的潤(rùn)滑油可通過(guò)它流回曲軸箱。裙部略粗，在汽缸中起導(dǎo)向作用并承受側(cè)壓力?；钊N座位于裙部，裝配活塞銷使活塞與連桿小頭相連?；钊h(huán)分為汽環(huán)和油環(huán)兩種。汽環(huán)的作用是密封蒸汽，減少汽缸內(nèi)的高壓氣體通過(guò)活塞與汽缸的間隙泄漏到曲軸箱中。油環(huán)的作用是將汽缸內(nèi)壁的油刮下流回曲軸箱。為保證活塞環(huán)在汽缸中有足夠的彈力，在自由狀態(tài)時(shí)，它的直徑比汽缸直徑大。在壓入環(huán)槽并進(jìn)入汽缸后，鎖口間隙及其與環(huán)槽的軸向間隙有嚴(yán)格要求，

11、過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響壓縮機(jī)的正常工作，必須更換?；钊N是活塞與連桿小頭的連接體。當(dāng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在活塞銷座和連桿小頭襯套中相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而承受磨損。為減少活塞銷的磨損，常采用浮動(dòng)式配合方式，即活塞銷在銷座和小頭襯套中都沒(méi)有固定，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止浮動(dòng)活塞銷軸向竄動(dòng)伸出活塞擦傷汽缸，在銷座兩端的環(huán)槽內(nèi)裝上彈簧擋圈予以阻擋。（4）連桿部件連桿是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的中間連接體，把動(dòng)力傳給活塞對(duì)蒸氣作功。 連桿結(jié)構(gòu)一般可分為三部分：連桿小頭、連桿身、連桿大頭。連桿小頭一般都是整體式結(jié)構(gòu)，內(nèi)摩擦面裝配軸承襯套，襯套材料一般采用磷青銅。小頭軸承的潤(rùn)滑一般是靠從連桿體內(nèi)鉆孔輸送過(guò)來(lái)的潤(rùn)滑油進(jìn)行壓

12、力潤(rùn)滑。高壓級(jí)汽缸的壓力比較大，連桿小頭常采用滾針軸承結(jié)構(gòu)，提高使用壽命。同時(shí)，為減小耗油量，潤(rùn)滑方式也采用飛濺潤(rùn)滑。連桿大頭是連桿與曲軸連接的一端。除小型壓縮機(jī)連桿的大頭為整體式外，其余大部分為剖分式結(jié)構(gòu)。在與曲軸銷相配合的連桿大頭內(nèi)孔里一般裝有薄壁軸瓦連桿螺栓是剖分式連桿大頭中用以連接大頭蓋的緊固件，起著定位大頭蓋的作用。連桿螺栓在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受力非常嚴(yán)重，如果在運(yùn)轉(zhuǎn)中斷裂，會(huì)造成壓縮機(jī)的嚴(yán)重破壞。為了防止連桿螺栓在運(yùn)轉(zhuǎn)中松動(dòng)，連桿螺母必須設(shè)有防松裝置。嚴(yán)禁用其它螺栓替代連桿螺栓。（5）曲軸曲軸是壓縮機(jī)的一個(gè)重要零件，壓縮機(jī)消耗的功率就是通過(guò)曲軸輸入的，它是主要的受力部件。曲軸是由曲柄、曲

13、柄銷和主軸頸、平衡塊四部分組成。平衡塊是用以平衡壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲柄、曲柄銷及部分連桿所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力和慣性力矩，其目的是減小壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)，也可以減輕曲軸主軸承上的負(fù)荷，減小軸承的磨損。（6）軸封對(duì)于開啟式壓縮機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸的一端要伸出機(jī)體外部，為了防止制冷劑向外泄漏或空氣滲漏入系統(tǒng)，必須在軸的伸出部位及機(jī)體之間設(shè)置軸封裝置。為了潤(rùn)滑動(dòng)、靜環(huán)之間的密封面，減少滲漏并帶走熱量，軸封室內(nèi)充滿潤(rùn)滑油，通過(guò)油泵把油不斷地輸送到軸封，然后通過(guò)曲軸上的油孔流向主軸頸及曲柄銷。因?yàn)榍S是處在曲軸箱內(nèi)，軸封所處壓力為（低壓級(jí)）吸氣壓力，所以要求油壓比（低壓級(jí)）吸氣壓力高0.150.3MPa 。注意事項(xiàng)：

14、對(duì)于氟利昂壓縮機(jī)，“O ”型圈應(yīng)使用耐氟橡膠；軸封少量滲漏是允許的。（注：上海藍(lán)門制冷專用供應(yīng)比澤爾、漢鐘、萊富康的壓縮機(jī)機(jī)頭及配件，歡迎訪問(wèn)獲取更多信息。）（7）能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)的方法主要有：a. 改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速需要變頻器，影響油壓b. 壓縮機(jī)間隙運(yùn)行溫度、壓力變化大，操作麻煩c. 壓縮機(jī)吸氣節(jié)流壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)性降低d. 頂開吸氣閥片方便，經(jīng)濟(jì)，可實(shí)現(xiàn)卸載啟動(dòng)頂開機(jī)構(gòu)的工作原理：通過(guò)頂桿將部分汽缸的吸氣閥片頂起，這幾個(gè)汽缸在吸氣之后進(jìn)行壓縮時(shí)，于吸氣閥片不能關(guān)閉，汽缸中壓力不能建立，排氣閥片始終不能打開，被吸入的氣體沒(méi)有得到壓縮就經(jīng)過(guò)打開的吸氣閥片又排回到吸氣腔中。因此，這部分汽缸不能

15、實(shí)現(xiàn)排氣，達(dá)到改變壓縮機(jī)排量的作用。能量調(diào)節(jié)裝置是由能量控制閥和卸載機(jī)構(gòu)兩部分組成，兩者之間通過(guò)油管相連，并用油泵輸出的壓力油作為動(dòng)力。卸載機(jī)構(gòu)是一套裝在壓縮機(jī)內(nèi)部卸載機(jī)構(gòu)的液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要由油缸、油活塞、拉桿、彈簧、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、頂桿等組成。拉桿上的凸環(huán)嵌在汽缸套外部的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)中。卸載機(jī)構(gòu)的工作原理：卸載啟動(dòng)的原理：壓縮機(jī)左右兩側(cè)汽缸外的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上斜槽方向不同。（8）油泵及潤(rùn)滑系統(tǒng)飛濺潤(rùn)滑：借助曲軸連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，把曲軸箱中的潤(rùn)滑油甩向需要潤(rùn)滑的表面，或是讓飛濺起來(lái)的油按設(shè)定的路線流過(guò)需要潤(rùn)滑的表面。壓力潤(rùn)滑：利用油泵加壓的潤(rùn)滑油通過(guò)輸油管路輸送到需要潤(rùn)滑的摩擦面。這種供油方式油壓穩(wěn)定，油量充足，潤(rùn)

16、滑安全可靠。潤(rùn)滑系統(tǒng)油路的流向：曲軸箱中的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)裝在曲軸箱底部的濾網(wǎng)式（粗）油過(guò)濾器和三通閥后被油泵吸入，提高壓力后，經(jīng)梳片式（精）濾油器濾去雜質(zhì)后分成兩路：一路去后主軸承座，潤(rùn)滑主軸頸，并通過(guò)主軸頸內(nèi)的油道去相鄰的一個(gè)曲柄銷潤(rùn)滑該曲柄銷上的連桿大頭軸瓦，再通過(guò)連桿體中的油孔輸送到連桿小頭襯套，潤(rùn)滑活塞銷。這一路在后軸承座上設(shè)有油壓調(diào)節(jié)閥，一部分油經(jīng)過(guò)油壓調(diào)節(jié)閥旁通流回到曲軸箱；另一路進(jìn)入軸封箱，潤(rùn)滑和冷卻軸封摩擦面并形成油封，然后進(jìn)入前主軸承，潤(rùn)滑主軸頸及相鄰曲柄銷；此外再?gòu)妮S封箱引出一路，供給卸載裝置的油分配閥，作為能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的液壓動(dòng)力。油泵：常用內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子式油泵（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子泵），由曲軸驅(qū)動(dòng)，對(duì)旋轉(zhuǎn)方向有要求。壓縮機(jī)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是由油泵轉(zhuǎn)向決定的。曲軸箱壓力過(guò)低（汽蝕）或