第二章 往复式制冷压缩机

图2一2压缩机的工作过程 2.排气过程通过排气过程，制冷剂进人冷凝器。活塞继续向上运动，气缸 内制冷剂的压力不再升高，制冷剂不断地通过排气管流出，直到活塞运动 到最高位置3一3〔称为外止点或上止点)时排气过程结束。制冷剂从气缸 向排气管输出的过程称为排气过程。
图2一2压缩机的工作过程
膨胀过程：活塞运动到上止点时，由于压缩机结构及制造工艺等原
图2一2压缩机的工作过程 4.吸气过程通过吸气过程，从蒸发器吸人制冷剂。活塞从位置4一4向下 运动时，吸气阀开启，低压气体被吸人气缸中，直到活塞到达下止点1 一1的位置。此过程称为吸气过程。 完成吸气过程后，活塞又从下止点向上止点运动，重新开始压缩过程。 如此周而复始，循环不已。压缩机经过压缩、排气、膨胀和吸气四个过 程.将蒸发器内的低压蒸气吸人，使其压力升高后排入冷凝器，完成吸人、 压缩和输送制冷剂的作用。
2.2 热力性能
实际循环与理论循环的差异 余隙容积 气阀弹簧力 气体与缸壁及活塞间的热交换和摩擦 气体泄漏损失 润滑油和吸入湿蒸汽的影响
2.2.1单级往复式压缩机的理论循环
在工程热力学中已经讨论过单级往复式压缩机的理论循环， 它排除了在其实际循环中所不可避免的容积损失，质量损 失和其它各类不可逆损失。从理论循环的研究中可以找到 一些循环基本热力参数间的关系、提高循环指标的基本途 径以及确定循环的极限指标，用来评价压缩机实际循环的 完善程度。
图2-1单缸压缩机示意图
1-曲轴2-气缸体3-曲轴箱4-连杆5活塞6-排气管7-排气腔8-排气阀9吸气阀10-吸气腔1 I-吸气管12-气 缸盖
2.1 基本结构和工作原理
2.1.1 本结构
机体：压缩机的机身，用来安装和支承其他零部件及容纳润滑 油。 传动机构：用于传递动力，包括曲柄、连扦和活塞等部件。 配气机构：保证压缩机实现吸气、压缩、排气过程的配气部件， 包括吸、排气阀片，阀板和气阀弹簧等。 润滑油系统：对压缩机各传动摩擦耦合件进行润滑的输油系统， 包括油泵，油过滤器，油压调节部件。 卸载机构：它是对压缩机汽缸进行卸载、调节冷量、便于启动 的机构，包括卸载油缸、油活塞、推杆、顶针和转环等部件。 轴封装置：密封曲轴穿出机体处的间隙，防止泄漏，包括拖板、 弹簧、橡胶圈和石墨环。
一、往复式压缩机的理论输气量.
其中，过程d-a和b-c均为可逆绝热的流动过程。 因而d点和a点的气体状态相同，因而b点和c点的 气体状态相同，过程a-b为可逆绝热的压缩过程， 即等熵压缩过程。过程c-d是压力降低过程，因为 此时压缩机的余隙容积为零，故c-d是一条垂直线。 从图2-1可知，每一循环从一个直 径为D,活塞行程为S的气缸中排 出的气体容积，如其余隙容积为 零，即排气行程结束时的气缸中 容积为零，则按压缩机进口处吸 气状态(Pso、Tso)计算，等于活 塞移动一个行程所扫过的气虹工 作容积Vp，单位为m3,即
因，汽缸中仍有一些空间，该空间的容积称余隙容积。排气过程结束 时，余隙容积中的气体为高压气体。活塞开始向下移动时，排气阀关 闭，吸气腔内的低压气体不能立即进入汽缸，此时余隙容积内的高压 气体因容积增加而压力下降，直至汽缸内气体压力降至稍低于吸气腔 内气体压力，即将开始吸气过程时为止。此时活塞处于位置4一40活 塞从3一3移动到4一4的过程称为膨胀过程。
2.1.2 工作原理
往复式制冷压缩机的工作循环分为四个过程(见图2-2)
图2一2压缩机的工作过程
1.压缩过程通过压缩过程将制冷剂的压力提高。当活塞处于最下端位置1一 1(称为内止点或下止点)时，气缸内充满了从蒸发器吸入的低压燕气，吸气 过程结束;活塞在曲轴一连杆机构的带动下开始向上移动，此时吸气阀关闭， 气缸工作容积逐渐减小，处于缸内的制冷剂受压缩，温度和压力逐渐升高。 活塞移动到2-2位置时，气缸内的蒸气压力升高到略高于排气腔中的制冷 剂压力时，排气阀开启，开始排气。制冷剂在气缸内从吸气时的低压升高到 排气压力的过程称为压缩过程。
第二章 往复式制冷压缩机
2.1 基本结构和工作原理
2.2 热力性能
2.3 驱动机构和机体部件 2.4 气阀 2.5 封闭式制冷压缩机的内置电动机 2.6 总体结构 2.7 润滑系统和润滑油 2.8 往复式制冷压缩机的振动和噪声
2.9 安全保护
2.1.1 基本结构
往复式压缩机广泛应用于中、 小型制冷装置中。其结构如 图2-1所示。图中画出了压缩 机的主要零、部件及其组成。 压缩机的机体由气缸体1和曲 轴箱3组成。气缸体中装有活 塞5，曲轴箱中装有曲轴2， 通过连杆4将曲轴和活塞连接 起来。在气缸顶部装有吸气 阀9和排气阀8，通过吸气腔 10和排气腔7分别与吸气管11 和排气管6相连。当曲轴被原 动机带动而旋转时，通过连 杆的传动，活塞在气缸内作 上、下往复运动，并在吸、 排气阀的配合下，完成对制 冷剂的吸人、压缩和输送。
衡量压缩机最主要的两个性能指标是其输气量和功率消 耗，总是要求以最小的功率愉人获取更多的输气量。对制 冷压缩机而言，在给定工况下的翰气量大小是与其制冷大 小直接相关的。
一、压缩机的理想工作过程
• • • • • 1、压缩机没有余隙容积 2、吸气与排气过程中没有压力损失。 3、吸气与排气过程中没有热量的交换。 4、无漏气损失。 5、无摩擦损失。
图2-1单级往复式压缩机的理论循环
2 V DS 4
P
（2-1）
式中D—气缸直径，单位为m; S—活塞行程，单位为m
压缩机的输气量有容积输气量和质量输气量之分。理论容积输气量qvt，。 (或称理论排量)，单位为m3/h，是指压缩机按理论循环工作时，在单位时 间内所能供给、按进口处吸气状态换算的气体容积。即：
2.2 热力性能
• 在表征压缩机的各项性能指标中，将着重 讨论与制冷机的制冷量和能耗有关的压缩 机输气能力和功率消耗。这是因为现代的 压缩机设计要求以较小的气缸容积供应所 需的输气量及相应的制冷量，而压缩机的 尺寸与气缸工作容积的利用程度有密切的 联系;此外，压缩机是一种消耗能量的机器， 不断降低其能耗对节约能源、减少费用， 有十分重要的意义。