制冷压缩机教学作者吴业正第二章往复式制冷压缩机
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06/13/2013
容 积 效 率
原 版 教 学 配 套 课 件
容积系数λv 可直接从P-V示功图求得 压力系数λp 温度系数λT 不能从P-V示功图直接求得 泄漏系数λl 它们都与压缩机的运行工况有关
06/13/2013
原 版 教 学 配 套 课 件
汽缸工作容积Vp
上、下止点之间汽缸工作室的容积,即活塞移动一个行程扫 过的容积。
06/13/2013
原 版 教 学 配 套 课 件
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
06/13/2013
原 版 教 学 配 套 课 件
实 际 循 环 和 理 论 循 环 的 比 较
实际循环：1-2-3-4-1
膨胀过程：3—5 设过程的多变膨胀指数m为定值（常数），则
ΔV 'Vc Pdk ΔP ( ) Vc Ps 0
' 1 d3 m
1 d 3m
Pdk ΔP ) − 1] ΔV Vc [( Ps 0
将上式代入式（3-1）：
Pdk ΔP ) − 1)] λv 1 − c[( Ps 0
相 关 术 语
Vp
πD2
4
S
（2-1）
余隙容积Vc
活塞在排气过程结束时与阀板及排气孔之间形成的空隙容 积。主要由活塞处于上止点时，活塞顶面与阀板底面间容积 、第一道活塞环以上环形空间、气阀通道三部分容积组成。
相对余隙容积c
余隙容积与气缸工作容积之比。
c Vc / Vp
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06/13/2013
压 缩 机 的 吸 排 气 过 程
实际循环：1-2-3-4-1
理论循环：a-b-c-d-a
06/13/2013
原 版 教 学 配 套 课 件
1）容积系数：反映余隙容积对压缩机输气量影响
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吸气作用，导致压缩机吸气量减少，即压缩机实际输气量减少。
2.1.1 基本结构
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。
与理论输气量之比，是衡量汽缸空间利用程度的 指标。
பைடு நூலகம்
qva ηv λv λ p λT λl qvt
06/13/2013
其中，容积系数λv、压力系数λp、温度系数λT、泄漏系数λ
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活塞式制冷压缩机的实际工作中，吸入的制冷 剂蒸气容积并不等于活塞排量。原因是：
压缩机结构上不可避免存在余隙容积； 吸、排气阀阻力；气阀部分及活塞环与气缸壁之间的 气体内部泄漏； 吸气过程中气体与气缸壁之间的热交换等。 因此，实际输气量永远小于理论输气量 (活塞排量)，两 者之间的比值称为压缩机的容积效率（输气系数），其大 小反映了实际工作过程中存在的诸多因素对压缩机输气量 的影响，也表示了压缩机气缸工作容积的有效利用程度， 通常可用容积系数λv、压力系数λp、温度系数λT、泄漏 系数λl 的乘积来表示 。
二 影 .响 性 能 参 数 的 因 素
1、容积效率 2、指示功率和指示效率 3、机械效率和轴效率 4、电动机效率和电效率 5、压缩机热力性能计算举例 6、压缩机的排气温度
06/13/2013
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（1）单级压缩机的容积效率
1、
容 积 效 率
容积效率又称输气系数，为压缩机实际输气量
缩小c会受压缩机结构、工艺和气阀通流能力限制； c值还和压缩机结构参数S、D有关， S、D 大的压缩机易获得较小的c值。现代中小型压缩机c值约为1.5~6%，低温机取小值。
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1 d 3m
（3-6）
06/13/2013
略去排气压力损失ΔPd3,则式（3-6）可简化为式（3-7）：
1 m
3-7 λv 1 − c[ε − 1)] f (c, ε ,（ m )）
式中，ε—压力比
P dk ε Ps 0
可见，λv 主要与压力比ε、相对余隙容积c和多变膨胀指数m有关
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
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2.1 基本结构和工作原理
定义式：
V ' V p − ΔV ' ΔV ' 1 − λv Vp Vp Vp
（3-1）
（吸气容积损失ΔV’是由余隙容积内高压气体的膨胀引起。）
计算式：
λv 1 − c(ε − 1)（3-7）
06/13/2013
1 m
（根据多变膨胀过程方程计算，由3-6式简化而来。）
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2.1.2 工作原理
膨胀过程：活塞运动到上止点时，
压缩过程 排气过程 膨胀过程 吸气过程
由于压缩机结构及制造工艺等原因， 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。
理论循环：a-b-c-d-a
压缩机具有相同吸、排气压力，吸气温度和汽缸工作容积； 与理论循环相比，实际循环多一个膨胀过程；
06/13/2013 在吸、排气时存在压力损失和压力波动，在整个工作过程中气体同气缸、活塞间有 热量交换和摩擦，在气缸与活塞间隙及吸、排气阀之间还有气体泄漏。
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容 积 效 率
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容积系数λv 可直接从P-V示功图求得 压力系数λp 温度系数λT 不能从P-V示功图直接求得 泄漏系数λl 它们都与压缩机的运行工况有关
06/13/2013
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汽缸工作容积Vp
上、下止点之间汽缸工作室的容积,即活塞移动一个行程扫 过的容积。
06/13/2013
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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
06/13/2013
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实 际 循 环 和 理 论 循 环 的 比 较
实际循环：1-2-3-4-1
膨胀过程：3—5 设过程的多变膨胀指数m为定值（常数），则
ΔV 'Vc Pdk ΔP ( ) Vc Ps 0
' 1 d3 m
1 d 3m
Pdk ΔP ) − 1] ΔV Vc [( Ps 0
将上式代入式（3-1）：
Pdk ΔP ) − 1)] λv 1 − c[( Ps 0
相 关 术 语
Vp
πD2
4
S
（2-1）
余隙容积Vc
活塞在排气过程结束时与阀板及排气孔之间形成的空隙容 积。主要由活塞处于上止点时，活塞顶面与阀板底面间容积 、第一道活塞环以上环形空间、气阀通道三部分容积组成。
相对余隙容积c
余隙容积与气缸工作容积之比。
c Vc / Vp
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压 缩 机 的 吸 排 气 过 程
实际循环：1-2-3-4-1
理论循环：a-b-c-d-a
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1）容积系数：反映余隙容积对压缩机输气量影响
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吸气作用，导致压缩机吸气量减少，即压缩机实际输气量减少。
2.1.1 基本结构
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。
与理论输气量之比，是衡量汽缸空间利用程度的 指标。
பைடு நூலகம்
qva ηv λv λ p λT λl qvt
06/13/2013
其中，容积系数λv、压力系数λp、温度系数λT、泄漏系数λ
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活塞式制冷压缩机的实际工作中，吸入的制冷 剂蒸气容积并不等于活塞排量。原因是：
压缩机结构上不可避免存在余隙容积； 吸、排气阀阻力；气阀部分及活塞环与气缸壁之间的 气体内部泄漏； 吸气过程中气体与气缸壁之间的热交换等。 因此，实际输气量永远小于理论输气量 (活塞排量)，两 者之间的比值称为压缩机的容积效率（输气系数），其大 小反映了实际工作过程中存在的诸多因素对压缩机输气量 的影响，也表示了压缩机气缸工作容积的有效利用程度， 通常可用容积系数λv、压力系数λp、温度系数λT、泄漏 系数λl 的乘积来表示 。
二 影 .响 性 能 参 数 的 因 素
1、容积效率 2、指示功率和指示效率 3、机械效率和轴效率 4、电动机效率和电效率 5、压缩机热力性能计算举例 6、压缩机的排气温度
06/13/2013
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（1）单级压缩机的容积效率
1、
容 积 效 率
容积效率又称输气系数，为压缩机实际输气量
缩小c会受压缩机结构、工艺和气阀通流能力限制； c值还和压缩机结构参数S、D有关， S、D 大的压缩机易获得较小的c值。现代中小型压缩机c值约为1.5~6%，低温机取小值。
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1 d 3m
（3-6）
06/13/2013
略去排气压力损失ΔPd3,则式（3-6）可简化为式（3-7）：
1 m
3-7 λv 1 − c[ε − 1)] f (c, ε ,（ m )）
式中，ε—压力比
P dk ε Ps 0
可见，λv 主要与压力比ε、相对余隙容积c和多变膨胀指数m有关
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
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2.1 基本结构和工作原理
定义式：
V ' V p − ΔV ' ΔV ' 1 − λv Vp Vp Vp
（3-1）
（吸气容积损失ΔV’是由余隙容积内高压气体的膨胀引起。）
计算式：
λv 1 − c(ε − 1)（3-7）
06/13/2013
1 m
（根据多变膨胀过程方程计算，由3-6式简化而来。）
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2.1.2 工作原理
膨胀过程：活塞运动到上止点时，
压缩过程 排气过程 膨胀过程 吸气过程
由于压缩机结构及制造工艺等原因， 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。
理论循环：a-b-c-d-a
压缩机具有相同吸、排气压力，吸气温度和汽缸工作容积； 与理论循环相比，实际循环多一个膨胀过程；
06/13/2013 在吸、排气时存在压力损失和压力波动，在整个工作过程中气体同气缸、活塞间有 热量交换和摩擦，在气缸与活塞间隙及吸、排气阀之间还有气体泄漏。
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