第四章 滚动转子式压缩机
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
近年来在电冰箱中使用小型滚动转子压缩机的越来越多，在空调 器中有完全取代活塞式压缩机趋势。
三、滚动转子式压缩机的发展现状及趋势
20世纪初 ：美国Vilter首次推出，之后瑞士的Escher Wyess公司开始生产，但当时与往复式压缩机相比， 并无明显竞争力。
60年代 ：精密加工技术迅速发展，滚动转子式压缩机 的技术也日臻完善。
? 应用场合
几乎全部应用于制冷系统，主要是空调系统，在制 冷量为10kw以下的机型中具有很大优势。目前的家 用空调几乎全部用滚动转子式压缩机。
4-2 滚动转子式压缩机工作过程 及主要热力性能参数分析
一、滚动转子式压缩机的工作过程
? 几个特征角及对工作过程的影响
假定：气缸中心及偏心转子中心连线 oo1表征 转子转角θ的位置。假定θ=0时，转子处于 最上端的位置，气缸与转子的切点 T在气缸内 壁顶点，随着θ的不同，在 0~4π的区间内， 转子完成不同的工作过程。
零部件少，易损件少，相对运动部件之间摩擦损失少。
滑片有较小的往复惯性力，旋转惯性力可完全平衡，因 此振动小，运转平稳、噪声低（38～40dB，室外系统）,可 靠性较高。 没有吸气阀，吸气时间长，余隙容积小，并且直接吸气， 减小了吸气有害过热，容积效率高。
机械加工及装配精度要求高，且密封线较长，密封性能 较差，泄漏损失较大。
该全封闭转子式压缩机频率 调节范围：30~120Hz，转速 在1600~6200rpm。
1-排气管；2-回油管；3、6-平衡孔； 4-变频电动机；5-曲轴；7-气缸； 8、10-消声孔；9-滑片；11-排气阀； 12-消声器；13-底座；14-平衡块； 15-下盖；16-磁铁；17-机壳； 18-滚动转子；19-焊接点。
本章教学内容
? 滚动转子式压缩机的工作原理和基本结构 ? 滚动转子式压缩机工作过程及热力性能参数 ? 滚动转子式压缩机的能量调节 ? 振动和噪声
4-1 滚动转子式压缩机原理和 基本结构
一、工作原理
滚动转子式压缩机又称 滚动活塞 压缩机或固定 滑片压缩机，是回转式压缩机的一种型式。 原理：利用一个偏心圆筒形转子在气缸内的转 动来改变气缸的工作容积，从而实现气体的吸 气、压缩和排气，因而也属于容积式压缩机。
3—4水 平线； P＝Ps0
4—5水 平线； P＝ Ps0
5—6； Ps0↑→ Pdk
0—a
a—b
a—b′ b′—c
吸气前气体膨胀 过程。
当θ＝α时，
与吸气孔相通， 吸气开始。
吸气过 程。
当θ＝ 2π时，
吸气结 束，此 时V达到 最大值 Vmax。
吸气回 流过程。
吸气状
态的气 体回流 到吸气
气体压缩 过程。
几个特征角说明：
? ? 吸气孔口后边缘角，
引起吸气前气体膨胀；
? ? 吸气孔口前边缘角，
引起压缩前气体回流，
通常? ＝30?～35?； ? ? 排气孔口后边缘角，
影响余隙容积大小，
通常?＝30?～35?； ? ? 排气孔口前边缘角，
造成气体再度压缩；
? ? 排气开始角， ? ? 2? ? ? 时开始排气。
双缸滚动转子式压缩机
特点：双缸滚动转子式 压缩机是将两个气缸相 差180度对称布置形成。
如图：双缸滚动转 子式压缩机与单缸 相比，其负荷扭矩 的变化趋于平缓， 故适用于大功率滚 动转子式压缩机。
压缩机的经济性和可靠性的提高
通过电子计算机对压缩机工作过程、各主要部件的结 构特征及噪声和振动进行仿真，从而预测压缩机的 经济性和可靠性，并通过完善这些预测条件，对满 足各种要求的滚动转子式压缩机进行优化设计。
使其后基 元容积吸 入气体量 减少，导 致输气量 减少。
排气封闭 容积再度 压缩过程。
对降低噪声提出更高的要求
为了减少由于滚动转子式压缩机与压缩机焊接成整 体结构带来对噪声的不利影响，首先从振动方面入 手减少曲轴及轴承的振动，改进压缩机和机壳的连 接系统，开发各种新型消声结构和排气阀等。
?典型生产厂家
日本 三洋、日立、东芝、三菱、松下等。 美国 FEDDERS公司。 国内 上海日立、庆安、沈阳华润等。
片
弹
簧
? ?
排
气
阀
?偏 心 主 轴
? ?
机
体
?气缸内壁 基元容积 ????转滑子片外壁
??转子与气缸切点 ??气缸两端盖
开启式滚动转 子式压缩机
卧式全封闭滚动转子式压缩机
立式全封闭滚动 转子式压缩机
? 滚动转子式压缩机的特点（优缺点）
结构简单，体积小，重量轻：相同冷量时，与活塞机比体积
减小40％～50％，重量减轻40％～50％。
70年代 ：广泛应用于小型空调与制冷装置中，在小容 量范围（如0.3～5kW）内有替代往复式压缩机趋势。
?发展趋势
变频调速进行无级能量调节
变频调速具有节能、舒适、启动快速、温控精度高、 且易于实现自动控制等优点。 由于变频调速调节速度范围比较大，对于偏心转子 而言会产生较大的震动和噪声，故实际中常需要消 音减震措施。 常用减振和消声措施：多重膨胀室、排气消声器和 共鸣式排气消声孔；设置平衡块以降低高速时引起 的振动。
转子主轴在原动机拖动下 旋转时，偏心转子紧贴着 气缸内壁面回转，造成月 牙状空间容积周期性的变 化，完成吸气、压缩和排 气过程。
二、滚动转子式压缩机的结构和特点
? 基本结构
1-气缸 2-偏心转子 3-排气阀 4-滑片 5-滑片弹簧 6-吸气管
?偏 心 转 子
? ?
气Fra Baidu bibliotek
缸
?滑 片
主
要
零
部件
? ?
滑
孔口，
回流量
为Δ V。
2π + ψ 4π-Υ 4π-φ →4π -Υ →4π -φ →4π
6—7水平 7—8；
线；
Pdk↓→
P＝Pdk Ps0
8—1； Ps0↑→P1， 其中P1 ＞ Pdk。
c—d
d—d′ d′—0
余隙气体 排气过程。 膨胀过程。
克服排气 阀的弹簧 力进行排 气，排气 终了余隙 气体容积 为 Vc。
排气结束
吸气结束
Φ
α 吸气开始
γβ
压缩开始
o
ψ
ω o1
T
排气开始
滚动转子式压缩机工作过程示意图
滚动转子式压缩机的工作过程： 参考108页图P4－3
回转 角度 θ
气体 压力 P
气体 容积 V
气体 完成 工作 过程
0→α
2π→ 2π+β α→2π
2π+β →2π +ψ
1—2—3； 1点： P1＞Pdk； 2点： P2＜Ps0； 3点： P3＝Ps0
三、滚动转子式压缩机的发展现状及趋势
20世纪初 ：美国Vilter首次推出，之后瑞士的Escher Wyess公司开始生产，但当时与往复式压缩机相比， 并无明显竞争力。
60年代 ：精密加工技术迅速发展，滚动转子式压缩机 的技术也日臻完善。
? 应用场合
几乎全部应用于制冷系统，主要是空调系统，在制 冷量为10kw以下的机型中具有很大优势。目前的家 用空调几乎全部用滚动转子式压缩机。
4-2 滚动转子式压缩机工作过程 及主要热力性能参数分析
一、滚动转子式压缩机的工作过程
? 几个特征角及对工作过程的影响
假定：气缸中心及偏心转子中心连线 oo1表征 转子转角θ的位置。假定θ=0时，转子处于 最上端的位置，气缸与转子的切点 T在气缸内 壁顶点，随着θ的不同，在 0~4π的区间内， 转子完成不同的工作过程。
零部件少，易损件少，相对运动部件之间摩擦损失少。
滑片有较小的往复惯性力，旋转惯性力可完全平衡，因 此振动小，运转平稳、噪声低（38～40dB，室外系统）,可 靠性较高。 没有吸气阀，吸气时间长，余隙容积小，并且直接吸气， 减小了吸气有害过热，容积效率高。
机械加工及装配精度要求高，且密封线较长，密封性能 较差，泄漏损失较大。
该全封闭转子式压缩机频率 调节范围：30~120Hz，转速 在1600~6200rpm。
1-排气管；2-回油管；3、6-平衡孔； 4-变频电动机；5-曲轴；7-气缸； 8、10-消声孔；9-滑片；11-排气阀； 12-消声器；13-底座；14-平衡块； 15-下盖；16-磁铁；17-机壳； 18-滚动转子；19-焊接点。
本章教学内容
? 滚动转子式压缩机的工作原理和基本结构 ? 滚动转子式压缩机工作过程及热力性能参数 ? 滚动转子式压缩机的能量调节 ? 振动和噪声
4-1 滚动转子式压缩机原理和 基本结构
一、工作原理
滚动转子式压缩机又称 滚动活塞 压缩机或固定 滑片压缩机，是回转式压缩机的一种型式。 原理：利用一个偏心圆筒形转子在气缸内的转 动来改变气缸的工作容积，从而实现气体的吸 气、压缩和排气，因而也属于容积式压缩机。
3—4水 平线； P＝Ps0
4—5水 平线； P＝ Ps0
5—6； Ps0↑→ Pdk
0—a
a—b
a—b′ b′—c
吸气前气体膨胀 过程。
当θ＝α时，
与吸气孔相通， 吸气开始。
吸气过 程。
当θ＝ 2π时，
吸气结 束，此 时V达到 最大值 Vmax。
吸气回 流过程。
吸气状
态的气 体回流 到吸气
气体压缩 过程。
几个特征角说明：
? ? 吸气孔口后边缘角，
引起吸气前气体膨胀；
? ? 吸气孔口前边缘角，
引起压缩前气体回流，
通常? ＝30?～35?； ? ? 排气孔口后边缘角，
影响余隙容积大小，
通常?＝30?～35?； ? ? 排气孔口前边缘角，
造成气体再度压缩；
? ? 排气开始角， ? ? 2? ? ? 时开始排气。
双缸滚动转子式压缩机
特点：双缸滚动转子式 压缩机是将两个气缸相 差180度对称布置形成。
如图：双缸滚动转 子式压缩机与单缸 相比，其负荷扭矩 的变化趋于平缓， 故适用于大功率滚 动转子式压缩机。
压缩机的经济性和可靠性的提高
通过电子计算机对压缩机工作过程、各主要部件的结 构特征及噪声和振动进行仿真，从而预测压缩机的 经济性和可靠性，并通过完善这些预测条件，对满 足各种要求的滚动转子式压缩机进行优化设计。
使其后基 元容积吸 入气体量 减少，导 致输气量 减少。
排气封闭 容积再度 压缩过程。
对降低噪声提出更高的要求
为了减少由于滚动转子式压缩机与压缩机焊接成整 体结构带来对噪声的不利影响，首先从振动方面入 手减少曲轴及轴承的振动，改进压缩机和机壳的连 接系统，开发各种新型消声结构和排气阀等。
?典型生产厂家
日本 三洋、日立、东芝、三菱、松下等。 美国 FEDDERS公司。 国内 上海日立、庆安、沈阳华润等。
片
弹
簧
? ?
排
气
阀
?偏 心 主 轴
? ?
机
体
?气缸内壁 基元容积 ????转滑子片外壁
??转子与气缸切点 ??气缸两端盖
开启式滚动转 子式压缩机
卧式全封闭滚动转子式压缩机
立式全封闭滚动 转子式压缩机
? 滚动转子式压缩机的特点（优缺点）
结构简单，体积小，重量轻：相同冷量时，与活塞机比体积
减小40％～50％，重量减轻40％～50％。
70年代 ：广泛应用于小型空调与制冷装置中，在小容 量范围（如0.3～5kW）内有替代往复式压缩机趋势。
?发展趋势
变频调速进行无级能量调节
变频调速具有节能、舒适、启动快速、温控精度高、 且易于实现自动控制等优点。 由于变频调速调节速度范围比较大，对于偏心转子 而言会产生较大的震动和噪声，故实际中常需要消 音减震措施。 常用减振和消声措施：多重膨胀室、排气消声器和 共鸣式排气消声孔；设置平衡块以降低高速时引起 的振动。
转子主轴在原动机拖动下 旋转时，偏心转子紧贴着 气缸内壁面回转，造成月 牙状空间容积周期性的变 化，完成吸气、压缩和排 气过程。
二、滚动转子式压缩机的结构和特点
? 基本结构
1-气缸 2-偏心转子 3-排气阀 4-滑片 5-滑片弹簧 6-吸气管
?偏 心 转 子
? ?
气Fra Baidu bibliotek
缸
?滑 片
主
要
零
部件
? ?
滑
孔口，
回流量
为Δ V。
2π + ψ 4π-Υ 4π-φ →4π -Υ →4π -φ →4π
6—7水平 7—8；
线；
Pdk↓→
P＝Pdk Ps0
8—1； Ps0↑→P1， 其中P1 ＞ Pdk。
c—d
d—d′ d′—0
余隙气体 排气过程。 膨胀过程。
克服排气 阀的弹簧 力进行排 气，排气 终了余隙 气体容积 为 Vc。
排气结束
吸气结束
Φ
α 吸气开始
γβ
压缩开始
o
ψ
ω o1
T
排气开始
滚动转子式压缩机工作过程示意图
滚动转子式压缩机的工作过程： 参考108页图P4－3
回转 角度 θ
气体 压力 P
气体 容积 V
气体 完成 工作 过程
0→α
2π→ 2π+β α→2π
2π+β →2π +ψ
1—2—3； 1点： P1＞Pdk； 2点： P2＜Ps0； 3点： P3＝Ps0