活塞式制冷压缩机制冷压缩机(第2版)教学.ppt
2023/10/15,1,第 二 章,活塞式制冷压缩机,2023/10/15,2,第一节 活塞式压缩机概述 一、压缩机分类 1、按使用的工质分类:分为氨压机、氟利昂压缩机、异丁烷压 缩机等。2、按压缩机的密封方式分类:分为开启式和封闭式 两大类 3、按气缸布置方式分类 分为卧式、直立式和角度式三种类型。,2023/10/15,3,2023/10/15,4,4、按制冷量的大小分类 分为小、中、大 三类。5、按气体压缩的级数分类 分为单级压缩和多级(一般为两级)压缩制 冷压缩机。6、按活塞行程分类 分为短行程和长行程两种。,2023/10/15,5,二、压缩机的型号及基本参数 GB 10891989规定：小型活塞式单级制冷压缩机的型号表示如下：,2023/10/15,6,中型活塞式单级制冷压缩机的型号表示：,2023/10/15,7,压缩机组型号表示 老的压缩机型号表示方法,2023/10/15,8,第二节活塞式压缩机的基本结构和工作过程 一、基本结构和名词术语 1、基本结构 包括机体、曲轴、连杆组件、活 塞组件、吸排汽组件、汽缸套组件等。图2-2即为一台立式两缸活塞曲柄连 杆式制冷压缩机的结构轴测图。,2023/10/15,9,了,2023/10/15,10,2023/10/15,11,从图2-2可见，单作用压缩机汽缸可变工 作容积的基本构成和工作原理如下：圆筒形的汽缸、顶部设置的吸排阀、与 活塞共同构成可变工作容积。当曲轴在原动机的驱动下旋转时，通过曲 柄、连杆、活塞销的传动，使活塞在汽缸内作 往复直线运动，其行程为曲轴偏心距r的两倍。曲轴每旋转一周，活塞往复运动一次，可 变工作容积中将完成一个包括汽体的吸入、压 缩和排出过程在内的工作循环。,2023/10/15,12,外型,2023/10/15,13,总体结构,2023/10/15,14,2023/10/15,15,2、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，如图2-3（a）所示。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，如图2-3（b）所示。3)活塞行程：外止点与内止点之间的距离，通常用S 表示，等于曲柄半径R的两倍，即S=2R，单位 为米。,2023/10/15,16,4)余隙容积：活塞位于外止点时，活塞顶面与汽缸端 面之间的容积，汽阀通道及第一道活塞环以 上的环形容积的总和（图2-3（a），以Vc 表示。5)相对余隙容积：余隙容积与汽缸工作容积之比，以C表示，即 式中：Vc 余隙容积；Vp 汽缸工作容积。,2023/10/15,17,图2-3,2023/10/15,18,二、压缩机的工作过程 1.理想工作过程（图2-4）组成：吸气 压缩 排气 2.实际工作过程（图2-5）组成：吸气压缩排气 膨胀,三,2023/10/15,19,2023/10/15,20,图2-4 图2-5,2023/10/15,21,第三节 活塞式压缩机的热力性能 一、输汽系数及其影响因素 由于余隙容积，吸汽和排汽压力损失，汽体与汽缸壁之间的热量交换以及泄漏等因素的影响。压缩机的实际输汽量总是小于它的理论排汽量。压缩机的理论输汽量用公式进行计算，而压缩机的实际输汽量，一般只能用实验的方法进行测量。我们把压缩机的实际输汽量qVa与理论输汽量qVt 的比值，称为压缩机的输汽系数，即,2023/10/15,22,输汽系数综合了影响压缩机实际排汽量的 各种因素，是评价压缩机性能的一个重要指标，输汽系数越小，表示压缩机的实际排汽量与 理论排汽量相差越大。显然，压缩机的输汽系 数值总是小于1的。输汽系数可以写成容积系数v、压力系数 p、温度系数t和泄漏系数l 乘积形式，即：（2-1）,2023/10/15,23,1、影响压缩机输汽系数的各种因素：1）容积系数V、它反映了压缩机中余隙容积的存在对压缩 机输气量的影响。由于余隙容积的存在，工作 过程中出现了膨胀过程，占据了一定的气缸工 作容积，使部分活塞行程失去了吸气作用，导 致压缩机吸气量的减少，即压缩机的实际输气 量的减少。定义:,2023/10/15,24,由理论分析和推导可知，容积系 数V、可由下式进行计算：(2-2)式(2-2）可以简化为(2-3),2023/10/15,25,由上式可以看出，影响V系数的因素有 相对余隙容积c、压缩比(pc/pe)，膨胀指 数m。如果、m 不变，c 增加 V c、m 不变，增加 V c、不变，m 增加 V,2023/10/15,26,2）压力系数 它反映了吸气压力损失对压缩机 输气量的影响。在压缩机的吸气过程中，由于吸气阀开启时要克服气阀弹簧力，以及气体流过气阀时，由于通道截面 较小，流动速度较高，故产生一定的流 动阻力，使吸气过程中气缸内的压力 p1 恒低于吸入管中的压力pe。使压缩机的实 际吸气量减少。,2023/10/15,27,定义:经推导和分析可知，压力系数可用下式计算：（2-4）,2023/10/15,28,3）温度系数 T 它反映在吸气过程中，因气体的预热 对气体输气量的影响。吸入气体与壁面的热交换是一个复杂的 过程，与制冷剂的种类、压缩比、气缸尺寸、压缩机转速、气缸冷却情况等因素有关。定义：式中：VB-进入气缸未被气缸壁加热气体的比容；VC-进入气缸被气缸壁加热气体的比容。,2023/10/15,29,T的数值通常用经验公式计算 对于开启式压缩机为：（2-5）对于封闭式制冷压缩机为：（2-6）,2023/10/15,30,4）泄漏系数 它反映压缩机工作过程中由于泄漏而引起 的对输气量的影响。压缩机的泄漏主要是由于 活塞环与气缸壁面之间的不密封，吸、排气阀 关闭不及时或不严密，造成制冷剂蒸气从高压 侧泄漏到低压侧，从而引起输气量的下降。泄漏是的大小与压缩机的制造质量、磨损 程度、气阀设计、压力差大小等因素有关。对开启式压缩机，l=0.970.99。对封闭式压缩机，高温工况时，1=0.95；中温工况时，1=0.90；低温工况时，1=0.85。,2023/10/15,31,对于高速多缸压缩机的输气系数，可由上 述四个系数的乘积求出，也可由试验结果整理 出来的经验公式求出。例如日本的木村亥之助 推荐的经验公式(简称木村公式)如下:1)当转速大于720r/min，c=3%4%时（2-7）2)对双级压缩机的低压级（2-8）,2023/10/15,32,2、输气系数的特性曲线 压缩机的输汽系数可通过分析或计算求 得，也可通过压缩机在不同工况下进行试验，测得的制冷剂质量流量qma，按公式求得，并将求得的值做成输汽系数特性曲线，供设 计或运行时查找。图2-6是开启式压缩机随工况变化关系。(a)氨工质(b)R12(c)R22,2023/10/15,33,2023/10/15,34,二、压缩机的功率和效率 1、指示功率与指示效率 直接用于完成气缸中工作循环所消耗的 功称为指示功。单位时间内所消耗的指示功，称为压缩机的指示功率。理想循环中压缩1kg制冷剂所消耗的功 Wts，与实际循环中所消耗的功Wi的比值，称为压缩机的指示效率，用i表示。,2023/10/15,35,开启式压缩机中的 可用下列经验公式计算：i=T+bte(2-9)压缩机的指示效率也可由图2-7查取。,2023/10/15,36,2、轴功率、磨擦功率与机械效率 由原动机传到曲轴上的功率称为轴功率，用Pe表示。轴功率的一部分直接用于压缩气体，称为指示功率，用Pi表示；另一部分用于克 服曲柄连杆机构等的摩擦阻力，称为摩擦功 率，用Pm表示。显然，压缩机的轴功率必然比指示功率 大，两者之比值称为机械效率，用m表示。（1-17）,2023/10/15,37,摩擦功率主要有往复摩擦功率和旋转摩擦功率组成，前者约占60%-70%，后者占30%-40%。摩擦功率可以通过测定空载下压缩机的轴功率求得，也可以通过机械效率来计算。制冷压缩机的机械效率一般在之间。图2-8示出机械效率m与压缩比之间的关系曲线。,2023/10/15,38,由图可见，m随的增加而下降。这是 因为增大，指示功率减少而摩擦功率几乎保 持不变，从而导致m下降的缘故。指示效率i与机械效率m的乘积，称 压缩机的轴效率，用e表示：e=i m,2023/10/15,39,3、配用电动机功率 确定制冷压缩机所配用的电动机功率时，还 应考虑到压缩机与电动机之间的联接方式及压 缩机的类型。对于开启式压缩机，如用带轮联接时，应考虑传动效率。如用联轴器直接传动时，则不必考虑传动效率。对于封闭式压缩机，因电动机与压缩机共用一根 轴，也不必考虑传动效率问题。制冷压缩机所需要的轴功率，是随工况的变化而 变化的，选配电动机功率时，应考虑到这一因素。一般则电动机的轴功率可按运行工况下的轴功 率，再考虑适当裕量(10%15%)选配。,2023/10/15,40,三、压缩机的排汽温度 制冷压缩机的排汽温度过高（排汽过热）对 压缩机会产生以下影响：1、使压缩机的容积效率降低和功耗增加：2、导致轴承汽缸和活塞环产生不应有的磨损，甚至 引起烧坏轴瓦、轴颈和拉伤汽缸壁的严重事故：3、促使制冷剂和润滑油与金属等物质接触下分解，发生积炭和酸类物质等。4、排汽过热甚至会导致活塞的过分膨胀而卡死在汽 缸内；以及封闭式压缩机的内置电动机烧毁；5、排汽温度过高也会影响压缩机的寿命。,2023/10/15,41,因此有必要对压缩机的排汽温度加以限制 对于：R717和R22排汽温度应低于150。对于：R12 排汽温度应低于130。压缩机的排汽温度取决于压力比、吸排汽 阻力损失、吸气终了温度和多变压缩过程指数。降低排汽温度的措施：限制压缩机单级的压力比。加强对压缩机的冷却 采用混合工质,2023/10/15,42,四、压缩机的运行特性曲线和工况 1、运行特性曲线 压缩机的运行特性是指在规定的工作范围内运 行时，压缩机的制冷量和功率随工况变化的关系。一台压缩机当其转数n不变时，其理论排汽量是 不变的，但由于工作温度的变化，其单位质量制冷量 qo，以及Wi和qma也是要变化的，因此制冷压缩机的 制冷量Qo及轴功率Pe 等性能指标也要发生相应的变 化。为了确定制冷压缩机的性能，压缩机的制造厂 家对其所生产的各种类型的压缩机都要在实验台上，针对某种制冷剂和一定的工作转速测试出在不同的工 况下的制冷量和轴功率，并据此绘制出压缩机的性能 曲线，,2023/10/15,43,即在不同的冷凝温度下，压缩机的制冷量 和轴功率对蒸发温度的关系曲线。我们可以根据运行工况方便从中查出压 缩机在不同工况下的制冷量和轴功率。性能曲线的工况含有国家规定的过冷度和过 热度。图2-9是47FG(4FV7K)型压缩机的性能曲线。由性能曲线可见：当蒸发温度一定时，随着冷凝温度的上升，制冷量减少，而轴功率 增大；当冷凝温度一定时，随着蒸发温度的下 降，制冷量减少。,2023/10/15,44,通过性能曲线，可以较方便地求出 制冷压缩机在不同工况下的性能系数COPe，它的数值也是随冷凝温度和蒸发温度而变化的。COPe值是说明制冷 压缩机性能的一不可缺少 的主要经济指标。相同工况 下，COPe值越大说明压缩 机性能越好。,2023/10/15,45,2、压缩机的工况 由以上分析可知，同一台压缩机的制冷 量，是随th和to的改变而改变的，因此不指出 压缩机的工作条件而比较它的制冷量的大小是 没有意义的。为了对压缩机的性能加以对比，根据我 国的具体情况，规定了“名义工况”、“考核工 况”、“最大功率工况”、“低吸气压力工况”等。表2-3 表2-7分别列出了活塞制冷压 缩机的名义工况和考核工况的相关数值。制冷压缩机的工况虽然可以根据需要加以改 变，但仍有一定的经济、安全的工作范围。超出这 个范围，压缩机的运行可靠性降低，效率和作用寿 命下降，甚至会发生危险。,2023/10/15,46,例2-1 试对612.5AG（6AW12.5）压缩机进 行考核工况下的热力计算。解：按压缩机型式、型号表示规则可知：该机 为6缸、W形、缸径D125mm、行程S100mm、转 速n960r/min，制冷剂为氨的压缩机。相对余隙容 积取c=0.04。按氨压缩机的考核工况，蒸发温度te=-15、过冷温度t4=25、冷凝温度t c=30。该工况下物质循环的p-h图。如图2-10所示。,2023/10/15,47,由氨制冷剂的热力性质表和图，查得各点的 有关参数值如下：参数 te t c t 1 t 4 p c p e h 1 h2 h4=h5 V1 数值-15 30-10 25 1169 236 1374 1612 241 0.52 1）单位制冷量 q0 h1 h4=1374.7241.31133.67 kJ/kg 2）单位理论功 ts=2 h11612.71374.7238 kJ/kg 3）理论输气量,2023/10/15,48,4）容积系数 5）压力系数 6）温度系数 7）泄漏系数 8）输气系数=V p T l=0.8690.9520.8520.98=0.69,取 l=0.98,2023/10/15,49,9）实际质量输汽量 10）制冷量 Q0=qmaq0=0.1571133.67=178 k 11）指示效率 i=t+bte=0.8520.00115=0.837 12）指示功率,2023/10/15,50,13）摩擦功率 P m=qvt p m=0.11850=5.9kW 式中 p m平均摩擦压力（kPa），对 于氨压缩机，p m=（5070）kPa 14）轴功率 Pe=P i+P m=44.64+5.9=50.54kW 15）性能系数,2023/10/15,51,第四节 活塞式压缩机的主要零部件与结构 一、活塞组 活塞组是活塞、活塞销、活塞环等的总 称。活塞组在连杆的带动下，在气缸内作往复 运动，在气阀部件的配合下完成吸入、压缩和 输送气体的作用。图2-11所示为典型的筒形活塞组部件图。它由活塞、气环、油环、活塞销、弹簧挡圈组成。1、活塞 筒形活塞分顶部、环部和裙部三部分。活塞顶部做成下凹或锥形（如图2-12a），是为 了适应气阀组的结构，以达到减少余隙容积的目的。,2023/10/15,52,活 塞,2023/10/15,53,2、活塞销 活塞销用来连接活塞和连杆小头。连杆通过活塞销带动活塞作往复运动。活 塞销结构简单，一般制成中空的圆柱体。3、活塞环 活塞环有气环和油环两种。气环的作用是密封气缸的工作容积，防 止压气体通过气缸壁与活塞表面之间的间隙泄 漏到曲轴箱中。油环的作用是刮下附着于气缸壁上多余的 润滑油，并使壁面上油膜分布均匀。汽环的密封作用如图2-13所示。为了使活塞环本身具有弹性，环中必须开有 切口，切口形式有直切口、斜切口和搭切口三种。,2023/10/15,54,气环的泵油作用,汽环不断地上下移动，润滑油就会被挤入汽环的上 侧间隙中，从而逐渐上升而进入汽缸中。,2023/10/15,55,油环的刮油作用,油环的刮油作用是依靠环的结构及其与环槽的配合来实现,2023/10/15,56,二、连杆组 连杆组部件如图2-16所示。它是由小头衬 套、连杆体、大头轴瓦、连杆螺栓、大头盖、螺母及开口销等组成。,2023/10/15,57,连杆与活塞组件,2023/10/15,58,连杆大头有剖分式和整体式两种,2023/10/15,59,2023/10/15,60,三、曲轴 曲轴是压缩机的重要部件之一，压缩机的 全部功率都通过曲轴输入。曲轴受力情况复杂，要求有足够的强度、刚度和耐磨性。在中小型制 冷压缩机中，最为常见的是曲拐轴和偏心轴两种 类型。曲拐轴简称曲轴，结构如图2-22所示。它由主轴颈、曲柄和曲柄销（又称连杆轴颈）三部分组成 偏心轴结构如图2-23所示，多用于小型全 封闭或半封闭式压缩机中。,2023/10/15,61,多用于小型全封闭或半封闭式压缩机,2023/10/15,62,四、轴封装置 轴封装置是开启式压缩机的重要部件之一。它的作用是防止曲轴箱内的制冷剂通过曲轴伸出端 向外泄漏，阻止外界空气通过曲轴伸出端向曲轴箱 内渗透。轴封装置主要有波纹管式和摩擦环式两种。摩擦环式轴封装置的结构型式也很多，常见 的如图2-24所示。动摩擦环4在弹簧2的弹力下紧贴压板7（固定 环）。形成径向动密封面。橡胶密封圈5一方面用来密封轴与摩擦环之间 的间隙，形成径向静密封面。另一方面带动摩擦 环与轴一起旋转，形成轴向静密封面。,2023/10/15,63,磨檫环轴封装置,泄漏方向,动摩擦副材料：磷青铜15Cr(20Cr)浸渍石墨HT200，磷青铜HT200Q密封橡胶圈材料：氯醇橡胶和丁晴橡胶,轴向静密封面,径向静密封面,径向动密封面,2023/10/15,64,波形轴封装置,2023/10/15,65,五、气阀组 气阀是压缩机的重要部件之一。它的正常 工作才能保证压缩机实现吸气、压缩、排气、膨胀四个工作过程。气阀性能的好坏，直接影 响到压缩机的制冷量和功率消耗。阀片的寿命 是关系到压缩机连续运转期限的重要因素。气阀主要由阀座、阀片、弹簧和阀盖（阀 片的升高限制器）组成，如图2-25所示。气阀 的启闭是依靠阀片二侧的压力差来实现的。气阀实质上是一自动阀。气阀的结构型式也是多种多样，最常见的 有环片阀、簧片阀两种。,2023/10/15,66,气阀的工作原理,2023/10/15,67,1）环片阀 这是日前应用最广泛的一种。我国缸径在 70mm以上的中小型活塞式制冷压缩机系列，均 采用如图2-26所示这种型式。少数没有气化的制冷剂液体进入汽缸，导致 缸内压力急剧增高，此时安全盖起跳，压缩机内 发出沉重的撞击声，此现象称为“液击”环片阀的结构简单、加工方便、工作可靠，但由于阀片较厚，运动质量较大，阀片经常与导 向面摩擦，工作时冲击性较大，阀片启闭不易做 到迅速、及时，而使气体在阀中容易产生涡流，增大损失，故环状阀片适用于转速低于1500r/min 的压缩机中。,液击,2023/10/15,68,2023/10/15,69,刚性环片阀,刚性环片阀 特点:中大型往复制冷压缩机中采用,结构简单,易于制造,工作可靠,可实现顶开吸气阀片输气量调节,但余隙容积较大,损失也较大.,2023/10/15,70,2）簧片阀 又称舌簧阀或翼状阀。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的弹性薄钢片制成，因此质量轻、惯性小、启闭迅速，适用于小型高转速压缩机。簧片阀的结构如图2-27的所示。吸、排气阀 片均为簧片式，分装于阀板1的下、上两侧。吸气 阀呈舌形，它的一端用销钉8固定在阀板1上，另一 端可以自由运动，并伸入气缸端面相应的凹槽中，凹槽的深度限制了阀片的升程，起到升高限制器的 作用。簧片阀阀片的形状很多，随阀座上气流通道 和阀片的固定位置而异。现列举数种示于图2-28。,2023/10/15,71,簧片阀,2023/10/15,72,阀片为弹性薄刚片，具有一定的弹性，若弹力不够，可加弹力片。吸气阀一般不需升程限制器。结构简单，余隙容积小，阀片质量轻，启闭迅速，用于小型高速全封闭式压缩机中。,特点,2023/10/15,73,簧片阀构件,2023/10/15,74,六、机体和缸套 机体是支承压缩机全部质量并保证零部件 之间有正确的相对位置的部件。机体包括气缸 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。装在机体 上的还有气缸盖、轴承座等零部件。机体是整 个压缩机的支架，因而要求其有足够的强度和 刚性。机体的结构型式很多，有的带气缸套，有 的气缸是直接在机体上加工而成。图2-29所示为一小型两缸压缩机的机体结构。高速多缸压缩机的机体常采用气缸体和气 缸套分开的结构型式，如图2-30所示。,2023/10/15,75,机体:是整个压缩机的支架，要求其有足够的强度和刚性。,气缸体和曲轴箱，可以是分体和整体，机体上设有冷却水、润滑油、气流的通道和阀腔等结构。气缸体、排气腔及内置电机的温度较高，需要设置冷却结构。冷却方式有：水冷、风冷和制冷工质冷却。,机体和缸套,2023/10/15,76,高速多缸压缩机的机体,2023/10/15,77,气缸套使气缸和机体分开，当气缸磨损时,便于更换。,气 缸 套,2023/10/15,78,第二节 活塞式压缩机的润滑系统 润滑是压缩机中的重要问题之一，它不仅 影响到压缩机的性能指标，而且与压缩机的寿 命、可靠性、安全性也直接相关。润滑的作用如下：1)使摩擦表面被油膜分隔，从而降低压缩机的 摩擦功、摩擦热和零件的磨损，提高压缩机 的机械效率，增加压缩机的可靠性和耐久性。2)带走摩擦热，使摩擦表面温度不致过高。3)润滑油充满与气缸的间隙和轴封的摩擦表 面之间，增强了密封作用。4)带走磨屑，改善摩擦表面的工作情况。5)作为能量调节的液压动力。,2023/10/15,79,一、润滑方式润滑系统 润滑方式：飞溅润滑 压力润滑 飞溅润滑是利用运动零件的击溅作用，将润滑油送至需要的摩擦表面，图2-32所示的 立式开启式压缩机是一个典型的采用飞溅润滑 的压缩机。压力润滑是利用油泵产生一定的油压，通 过输油通道 将润滑油送到各摩擦表面。压力润滑有离心泵油润滑和齿轮油泵润滑 和两种。,2023/10/15,80,飞溅润滑 用连杆大头端的击油勺飞溅油到各润滑摩擦副，结构简单，但润滑效果差，无法控制油量，适用于小型压缩机只。,2023/10/15,81,利用离心供油机构进行润滑，依靠曲轴的旋转产生的离心作用，将油输送到各润滑处。,压力润滑离心供油,2023/10/15,82,）对立轴式压缩机电机在压缩机之上的，一般具有偏心油道的离心供油机构。对电机在压缩机之下的，需设延伸油管。,）对卧轴式压缩机利用在曲轴的非功率输入端，设置甩油转盘和集油杯，然后利用油道在离心力作用下供油。,离心供油机构形式：,）偏心油道,2023/10/15,83,压力润滑齿轮油泵供油,油泵为内啮合转子液压泵,油压控制,润滑,输气量调节,2023/10/15,84,二、润滑设备 压力润滑系统的主要设备有油泵、过滤 器、油冷却器、油压调节阀、油压继电器及油 压表等。1、齿轮油泵 目前压缩机中所采用的油泵有下列三种型式:（1）外啮合齿轮油泵 它是老式产品中广泛使用的一种。结构简 单，如图2-35所示。特点：这种齿轮油泵具有结构简单，制造容易，工 作稳定，使用寿命长等优点。但只能单方面 转动供油，否则将失去泵油能力，因此需要 特别注意压缩机的运转方向。对于采用三相 电动机的封闭式压缩机来说是不适用的。,2023/10/15,85,这种齿轮油泵的结构简单，只能单方面转动供油，因此需要特别注意压缩机的运转方向。,（1）外啮合齿轮油泵,齿 轮 油 泵,2023/10/15,86,（2）月牙形齿轮油泵 其结构如图2-36所示，是由外齿轮1、内齿 轮3、月牙体2及泵壳4等零件组成。,供油关系并未因旋转方向发生改变而有所变化。这种油泵特别适合于封闭式压缩机。,2023/10/15,87,（3）内啮合转子油泵 又称转子泵，其结构如图2-37所示。它也 是由两个偏心安装的内、外转子及泵体、偏心 套等组成。内转子是一个四个齿的外齿轮，外 转子是一个五个齿的内齿轮。运动时，两个转 子的齿相互啮合，向同一方面转动，但转速不 相等。油从吸油孔吸入，由排油孔排出，贮油 空间容积的变化如图2-38所示。转子泵同样具有结构紧凑、可正反旋转的 优点。由于外、内转子可用铁-石墨粉末模压烧 结成形，因而加工简单、节省材料、精度高、寿命长，被广泛采用。,2023/10/15,88,原理基本上与月牙形齿轮油泵相同，具有结构紧凑、可正反旋转的优点，被广泛采用。,内啮合转子油泵,2023/10/15,89,2、油过滤器 制冷压缩机中润滑油过滤器有粗过渡器和 精过滤器两种。它的作用是滤去润滑油中的金 属屑、型砂、机械杂质等，防止它们进入摩擦 表面，造成磨损加剧。粗过滤器往往做成网式，装在曲轴箱油池 内，网两端封闭，防止较大杂质进入油泵。有 些网式过滤器中，还装有环状或棒状磁性元 件，用来吸引润滑油中的铁屑。精过滤器大多采用金属片缝隙式，其结构 如图2-39所示。精过滤器也可使用羊毛毡作为过 滤材料，过滤效果更好，但阻力很大，且易阻塞。,2023/10/15,90,精过滤器,金属片缝隙式,毛毡滤料,油 过 滤 器,粗过滤器精过滤器,2023/10/15,91,3、油冷却器 曲轴箱（或机壳）内的油温不宜过高，否 则会因油过稀而破坏正常的润滑。按GB10872-1989规定:对于小型活塞式单级制冷压缩机，当环境 温度高达 43，冷却水温度33时，曲轴箱 中润滑油的温度应不高于80；对于中型活塞式单级制冷压缩机，在上述 同样温度条件下，曲轴箱中润滑油的温度应不 高于70。对于小型压缩机，润滑油的冷却靠曲轴箱 箱壁的自然散热；对于功率较大的压缩机，常常需对润滑油 进行强制冷却。,2023/10/15,92,4、油压调节阀 油压调节阀用于调节润滑系统中的油压。一般安装在压缩机的后主轴承上，如图2-40所示。油压调节阀由阀芯、弹簧、阀体和调节杆等组成。工作原理：通过改变弹簧力的大小，达到改变工作时阀 芯的开启度，从而调节压缩机润滑系统中的油压。调节方法：若油压偏低，则顺时针旋转调节阀杆，以增大 弹簧力，减少阀芯的开启度；反之则逆时针旋转，使油压下降。调整油压调节阀时应同时观察油压表 和吸汽压力表，看油压差是否达到要求。,2023/10/15,93,油 压 调 节 阀,压缩机上往往 还装有油压压差控制器，当油压差低于规定数值时，它就控制压缩机进行保护性停车,2023/10/15,94,三、润滑油的性能 制冷压缩机使用的润滑油，也称为冷冻（机）油。为保证压缩机的正常运行，对润滑 油的性能有下列要求：1)相容性 所选用的润滑油应与所采用的制冷剂及材 料等相容。2)粘度 粘度是润滑油的最主要特性，它不仅决定 油的润滑性能，而且还直接影响到压缩机的性 能、摩擦零件的冷却和密封性能。3)酸值 润滑油中如含有酸类物质，与金属接触会 引起腐蚀。,2023/10/15,95,4)浊点 所选润滑油浊点应低于蒸发温度，否则石 蜡析出会阻塞节流机构。5)凝点 冷冻油的凝点一般应低于40。6)闪点 冷冻油的闪点必须比排气温度高1530 以上，以免引起润滑油的结焦甚至燃烧。通常 要求润滑油的闪点不低于150。7)化学稳定性、氧化安定性 在使用过程中，润滑油在高温下与金属、制冷剂、水分等接触时，会产生分解、氧化和 聚合等反应。,2023/10/15,96,8)含水量、机械杂质和溶胶 润滑油中不应含有水分、机械杂质和溶 胶。水分的存在会加剧对金属和电绝缘材料 的腐蚀，导致氟利昂制冷系统内的冰堵和“镀 铜”，破坏了压缩机的正常运行；机械杂质存 在将使磨损加剧，严重时会堵塞油路。9)击穿电压 这是表示冷冻油电绝缘性能的指标。在封 闭式压缩机中，由于冷冻油与电动机绕组和接 线柱接触，因而要求具有较高的击穿电压，一 般应在25kV以上。表2-12是部分润滑油的技术要求,2023/10/15,97,第六节 活塞式压缩机的能量调节方法 压缩机制冷量的大小与运转情况有关。当外界条件或被冷却对象的负荷发生变化时，为了既保持室(库)内所需要的低温，又要实现 经济运行，就必须根据外界条件的变化，调节 压缩机的产冷量，也应是调节输气量，使其和 当时的外界负荷相适应。,调节的方法：（）压缩机间歇运行（）旁通调节和顶开吸气阀调节（）关闭吸气通道的调节（）变速调节（）起动卸载,2023/10/15,98,一、压缩机的间歇运行,通过温度控制器来控制压缩机的间歇开、停，使被冷却空间的温度控制在一定范围内。特点：简单但起动频繁，对电网和压缩机均不利，温度变化大。适用于小型压缩机的调节。,2023/10/15,99,旁通调节原理：利用电磁阀和止回阀控制吸、排气腔的连通。,调节运行状态低压气体,去冷凝器,吸气侧,排气侧,止回阀,单向阀,正常运行状态高压气体,二、旁通调节和顶开吸气阀调节,2023/10/15,100,）对阀片在密封面之下的结构：利用卸载活塞两侧的气压差来控制顶杆,调节原理：利用顶开机构将吸气阀片顶开，吸气、压缩和排气均经过吸气阀，而排气阀不开启。,顶开吸气阀调节,2023/10/15,101,顶开吸气阀调节,）对阀片在密封面之上的结构：利用液压缸拉杆机构来控制顶杆,2023/10/15,102,液压缸拉杆机构,2023/10/15,103,压力油分配阀,2023/10/15,104,三、关闭吸气通道的调节,吸气腔,吸气通道,进气,弹簧力,气体力,电磁阀关闭,电磁阀打开,卸载活塞,进气关闭,高压腔,2023/10/15,105,四、变速调节,1）改变电机极数2）变频调节,五、起动卸载,对毛细管节流的压缩机，其高压与低压侧是平衡的，无需卸载起动，对膨胀阀节流的压缩机，高低压侧不平衡，因此，起动时需卸载。,2023/10/15,106,起动卸载,2023/10/15,107,第七节 活塞式压缩机的总体结构 活塞式压缩机的总体结构与使用的制冷 剂、工况、冷负荷以及生产、安装成本等因素 有关。大体上可分为单机和多机组合机组两大 类。一、各种典型总体结构 按压缩机的密封方式分类，压缩机可分为 开启式，半封闭式和全封闭式三种。1、开启式制冷压缩机 开启式压缩机的曲轴功率输入端伸出机体，通过联轴器或带轮和原动机相连接。它的特点 是容易拆卸、维修，但密封性较差，工质易泄 漏，因此曲轴外伸端有轴封装置。,2023/10/15,108,活塞式压缩机的总体结构,各种典型总体结构:,1开启式制冷压缩机,2023/10/15,109,开启式制冷压缩机的特点,1)原动机独立于制冷系统之外:可用普通电机和使用其它原动机如汽车中的内燃机.适用于NH3和汽车等场合，需要轴封装置,制冷剂易向外泄漏,空气向内泄漏。2)机体布置:气缸机体和曲轴箱体铸造成一体,装配精度提高,设置气缸套,易更换和修配，多缸布置,动力平衡性好。3)气阀的布置:吸气阀布置在气缸套凸缘上,可冷却气缸体，实现顶开吸气阀片的输气量调节。与排气阀分开布置,可增加气阀流通面积。4)润滑方式:压力润滑。,2023/10/15,110,2、半封闭式制冷压缩机 半封闭式制冷压缩机的电动机和压缩机装 在同一机体内并共用同一根主轴，因而不需要 轴封装置，避免了轴封处的制冷剂泄漏。半封 闭式制冷压缩机的机体在维修时仍可拆卸，其 密封面以法兰连接，用垫片或垫圈密封，这些 密封面虽系静密封面，但难免会产生泄漏，因 而被称为半封闭式压缩机。由于封闭式压缩机无法从机外观察到压缩 机的转向，因此要求采用强制润滑的润滑油泵,能在正、反转时都能正常供油。另外，由于 封闭式压缩机中的电动机绕组和油及制冷剂直 接接触，因此它不适用于氨制冷机。,2023/10/15,111,半封闭式制冷压缩机,低温吸气冷却电机,特点:1)机体结构:压缩机与电机共机体和共主轴,但气缸体与电机室设有结合面,易于修理又减少了泄漏.2)电机和气缸体的冷却方式:低温吸气冷却。适用于制冷量和输气量大的空调和中温压缩机,结合面,2023/10/15,112,半封闭式压缩机实物图片,2023/10/15,113,另一种半封闭式压缩机,特点:机体结构:压缩机与电机共机体和主轴(偏心轴),整体式连杆大头,平顶活塞,无输气量调节装置。2)电机的冷却方式:机体外表面的散热肋片,不适用于较大功率的压缩机。,甩油盘,溅油勺,2023/10/15,114,3、全封闭式制冷压缩机 全封闭式制冷压缩机的特点，是将压缩机 与电动机一起组装在一个密闭的罩壳内，形成 一个整体，从外表上看只有压缩机进、排气管 和电动机引线。图2-51为国产2FV5Q型全封闭压缩机剖面 图。压缩机的外部罩壳由钢板冲压而成，分上 下两部分，装配完毕后焊死。它比半封闭压缩 机更为紧凑，为了减振和消声，利用电动机室内空深容 积作为吸气消声器，排气通道上装有稳压室。整个机心安装在弹性减振器上，以减少工作的 振动。,2023/10/15,115,全封闭式制冷压缩机,特点：是将压缩机与电动机一起组装在一个密闭的罩壳内，形成一个整体，从外表上看只有压缩机进、排气管和电动机引线。,2023/10/15,116,曲柄滑管滑块机构,采用滑管滑块式机构来代替连杆组件,用于小型全封闭式制冷压缩机中，无连杆，结构简单、紧凑，但不能承受大载荷，侧向力大且不均匀。,2023/10/15,117,2023/10/15,118,二、多机组合机组和模块化机组的特点 活塞式制冷压缩需要与冷凝器、蒸发器、节流元件以及各种附属件配套，构成完整的制 冷系统。随着对产品质量要求的不断提高和安 装、使用的方便，愈来愈多的产品在工厂中组 装成机组，再送给用用户。含有多台制冷压缩机的机组有两类：(1)多机组组合机组(2)模块化组合机组 1、多机组合机组 大多数多机组合机组是冷水机组，用于空调 系统，按冷凝器冷却方式不同，又可分为水冷冷 水机组和风冷冷水机组。,2023/10/15,119,多机组合机组,蒸发器,半封闭压缩机,冷凝器,输气量通过开停压缩机数量进行调节,各压缩机共用同一蒸发器和冷凝器,2023/10/15,120,几台压缩机的吸、排气管连在一起，此时 合理地布置管道是很重要的。对于吸气管道 推荐图2-55 a、c的连接方式，不推荐图 2-55 b的连接方式，因为2号压缩机吸入口容易 回液，引起压缩机液击。对于排气管道 推荐图2-56 a、c的连接方式，不推荐图 2-56 b的连接方式，因两台压缩机的排气相互 冲突，阻碍顺利排气。在图2-56 c中，4号机连续运转，1号机周 期运转。,2023/10/15,121,2023/10/15,122,2023/10/15,123,2、模块化机组 模块化冷水机组由多台模块冷水机单元并 联组合而成，各模块冷水机单元的结构、性能 完全相同，其结构如图2-58 所示。RC130型模块化冷水机组的每一个单元中 含两台压缩机及相应的两个制冷系统。各单元 之间的联接只有冷冻水管与冷却水管。将多个 单元相联时，只要联接四根管道，接上电源，插上控制件即可。在模块化机组中，用多台独立的制冷系统 满足冷负荷的要求。机组内设置的电脑控制系 统按空调负荷的大小决定各台压缩机的开停，从而智能的控制整台冷水机组的运行。,2023/10/15,124,模块是独立的单元机组，有独立的蒸发器和冷凝器,根据冷量的需要，可以自由组合模块。,模块化机组,模块化机组占用的空间较小，大约是常规冷水机组的40%，而且不要管道、蒸发器、冷凝器的拆卸空间。亦可不设专用机房，将其安装在一般的地方。,2023/10/15,125,第八节 安全保护 压缩机运转时，可能出现一些异常的情 况，如：排气压力过高，吸气压力太低，油压 不足，电动机过热，过量液体进入气缸等。出 现异常情况时，若没有保护措施，压缩机将会 损坏。对压缩机采取的保护措施可分为四类：(1)防止液击；(2)压力保护；(3)内置电动机的保护；(4)温度保护。,2023/10/15,126,一、防止液击 当进入气缸的液体太多，来不及从排气阀 排出时，气缸内将出现液击，液击时产生的很 高的压力使气缸、活塞、连杆等零部件损 坏，因此需采取一系列保护措施。1、假盖 将气阀组件用一弹簧紧压在气缸端部，形 成假盖。常见的假盖如图2-59 所示。图2-60 所示假盖用于全封闭式压缩机。2、油加热器 曲轴箱的润滑油溶有制冷剂，环境温度低时 溶入量增加。用油加热器在起动前对润滑油热。3、气液分离器 图2-61 所示的气液分离器又称储液器。,2023/10/15,127,防止液击的措施1）气阀假盖；2）油加热器；3）气液分离器,气阀假盖,气液分离器,2023/10/15,128,带有释压作用的条形阀,2023/10/15,129,二、压力保护 1、吸、排气压力的控制 压缩机运转时，因系统的原因或压缩机本 身的原则，可能出现排气压力过高或吸气压力 过低的情况，为此需控制吸、排气压力。2、安全阀 为防止制冷剂泄漏至大气，采用闭式安 全阀(图
