制冷设备之活塞式制冷压缩机的分类及其构造（制冷技术课件）

活塞式制冷压缩机的分类制冷压缩机根据其工作原理可分为容积式和离心式两大类。气体压力的升高是靠吸入气体的体积被强行缩小，使单位容积内气体分子数增加来达到的。它有两种结构形式：活塞式和回转式。气体压力的升高是靠气体的速度转化而来，即先使气体获得一定高速，然后再由气体的速度能转化为压力能。容积式压缩机离心式压缩机表4-1各类压缩机在制冷和空调工程中的应用范围所有制冷压缩机，根据其结构特点和工作原理，均有其最佳冷量使用范围。因此，当使用的冷量和条件不同时，应选用不同形式的压缩机，以获得最佳运行效果。

第一节活塞式制冷压缩机的分类及其构造活塞连杆式第一节活塞式制冷压缩机的分类及其构造活塞斜盘式第一节活塞式制冷压缩机的分类及其构造一、活塞式制冷压缩机的分类按制冷剂蒸气在气缸中的气体流动情况分类顺流式吸气与排气时制冷剂蒸气的运动方向进同；逆流式吸气与排气时制冷剂蒸气的运动方向相反。一、活塞式制冷压缩机的分类按气缸排列和数目的不同分类卧式：气缸轴线呈水平布置，制冷量大，机型大，早期产品；立式：气缸轴线直立布置；高速多缸：其速度一般为960～1440r/min，气缸数目多为2、4、6、8四种，可分为Ｖ型、Ｗ型和Ｓ型（扇型）一、活塞式制冷压缩机的分类按构造的不同分类开启式压缩机的动力输入轴伸出机体外，通过联轴器或皮带轮与电动机联结，并在伸出处用轴封装置密封。一、活塞式制冷压缩机的分类按构造的不同分类半封闭式压缩机与电动机共用一主轴，并共同组装于同一机壳内，但机壳为可拆式，其上盖板密封。一、活塞式制冷压缩机的分类按构造的不同分类全封闭式压缩机与其驱动电动机共用一个主轴，二者组装在一个焊接成型的密封罩壳中。一、活塞式制冷压缩机的分类开启式压缩机1-压缩机；2-电机；3-联轴机；4-轴封开启式压缩机的曲轴功率输入端伸出机体，它通过联轴器或皮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，因此带有轴封装置。一、活塞式制冷压缩机的分类半封闭式压缩机1-压缩机；2-电机；3-联轴机；4-轴封；5-机体；6-主轴；7，8，9-可拆的密封盖板；10-焊封的罩壳；11-弹性支撑半封闭式制冷压缩机的机体和电动机的外壳铸成一体。电动机的转子直接装在压缩机曲轴的悬臂部分，因而不需要轴封和联轴器。它比开启式压缩机结构更为紧凑，密封性能好，噪声低，比全封闭式压缩机易于拆卸和修理。一、活塞式制冷压缩机的分类全封闭式压缩机1-压缩机；2-电机；3-联轴机；4-轴封；5-机体；6-主轴；7，8，9-可拆的密封盖板；10-焊封的罩壳；11-弹性支撑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。一、活塞式制冷压缩机的分类按级数分类单级压缩：由蒸发压力至冷凝压力经过一次压缩；双级压缩：由蒸发压力至冷凝压力经过两次压缩。按所用制冷剂不同分类氨压缩机；氟利昂压缩机。一、活塞式制冷压缩机的分类按制冷量的大小分类大型：标准制冷量在600kW以上者；中型：制冷量在60kW～600kW；小型：制冷量在60kW以下。无严格界线，也无统一规定，一般认为：活塞式制冷压缩机的工作过程第二节活塞式制冷压缩机的选择计算一、活塞式制冷压缩机的工作过程理想工作过程（1）压缩机没有余隙容积（2）吸气排气过程没有阻力损失（3）压缩过程的气缸壁与气体之间没有热量交换（4）机器无泄漏损失（5）进入气缸的气体属于理想气体一、活塞式制冷压缩机的工作过程吸气过程压缩过程一、活塞式制冷压缩机的工作过程排气过程一、活塞式制冷压缩机的工作过程理想工作过程分析一、活塞式制冷压缩机的工作过程一、活塞式制冷压缩机的工作过程相关术语：活塞的上止点和下止点：活塞在气缸内上下往复运动时，最上端的位置称为上止点，最下端的位置称为下止点。活塞行程：上止点与下止点之间的距离称为活塞行程，它也是活塞向上或向下运动一次所走的路程，通常用S表示。一、活塞式制冷压缩机的工作过程相关术语：气缸工作容积：上、下止点之间气缸工作室的容积，用Vg表示。Vg=πD2S/4m3如果压缩机有z个气缸，转数为n(r/min)，则活塞式制冷压缩机的理论排气量（又称活塞排量）为：实际工作过程一、活塞式制冷压缩机的工作过程1压缩机的结构上，不可避免地会有余隙容积；（余隙容积：当活塞运动到上止点时，活塞顶与气阀座之间的容积）2吸、排气阀门有阻力；3压缩过程中，气缸壁与气体之间有热量交换；4气阀部分及活塞与气缸壁之间有气体的内部泄漏。（1）容积效率(输气系数）一、活塞式制冷压缩机的工作过程因为压缩机实际工作过程比较复杂，有许多因素影响着压缩机的实际排气量VR，所以制冷压缩机的实际排气量VR永远小于理论排气量Vh(即活塞排量)。两者之间的比值称为压缩机的容积效率(输气系数），用ην(ην<1)表示，

ην=VR/Vh

容积效率实际上表示压缩机气缸工作容积的有效利用率，它是评价压缩机性能的一个重要指标。通常可用余隙系数λv、节流系数λp、预热系数λt、泄漏系数λL的乘积来表示。ην=λvλpλtλL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，压缩机的实际输气量减少。1)容积系数λv一、活塞式制冷压缩机的工作过程反映了吸排气阀片阻力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，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恒低于吸入管中的压力。要使气缸内的压力升高到吸入管中的压力，则要损失一部分活塞行程，使压缩机的实际吸气量减少。一、活塞式制冷压缩机的工作过程2)节流系数λp气缸壁与气体之间热交换对输气量的影响。吸入气体在吸气过程中，不断地受到所接触的各种壁面的加热，使吸入气体的温度升高，比容增大。从而使吸入气体量减少。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，压力比、气缸尺寸、压缩机转速、气缸冷却情况等因素有关。λt的数值通常用经验公式计算。3)预热系数λt一、活塞式制冷压缩机的工作过程它反映压缩机工作过程中由于泄漏所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，造成制冷蒸气从高压侧泄漏到低压侧，从而引起输气量的下降。4)泄漏系数λL一、活塞式制冷压缩机的工作过程（2）容积效率(输气系数）一、活塞式制冷压缩机的工作过程我国中小型活塞式制冷压缩机系列产品的相对余隙容积约为0.04，转数等于或大于720r/min，容积效率按以下经验公式计算：m为多变指数：R717m=1.28；R12m=1.13；R22m=1.18活塞式制冷压缩机的构造三、活塞式制冷压缩机的构造活塞曲轴连杆机构气缸套进排气阀组合件卸载装置、润滑系统组成机体是压缩机最大的主要部件，用以支承压缩机的主要零部件。机体采用强度较高的灰铸铁铸成，它由曲轴箱、气缸体、气缸盖、以及进气管、排气管等部分组成，机体上部为气缸体，下部为曲轴箱。（1）机体三、活塞式制冷压缩机的构造1—缓冲弹簧2—内阀座3—排气阀片弹簧4—排气阀片5—阀盖6—导向环7—顶杆8—顶杆弹簧9—转动环10—气缸套11—吸气阀片12—吸气阀片弹簧13—外阀座图4-6气缸套及吸排气阀组合件吸排气阀是活塞式压缩机的重要部件之一，它控制着压缩机的吸气、压缩、排气和膨胀四个过程。吸排气阀都是受阀片两侧气体压力差控制而自行启闭的自动阀。（2）气缸套及吸排气阀组合件三、活塞式制冷压缩机的构造三、活塞式制冷压缩机的构造它的正常工作才能保证压缩机实现吸气、压缩、排气的工作过程。气阀主要由阀座、阀片、弹簧和阀盖(阀片的升高限制器)组成。气阀的启闭是依靠阀片二侧的压力差来实现的。气阀组阀片三、活塞式制冷压缩机的构造活塞组是活塞、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。典型的筒形活塞组部件图,它由活塞、密封环（两个）、油环、活塞销等组成。（3）活塞组配件主轴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。三、活塞式制冷压缩机的构造连杆的作用是将活塞与曲轴连接起来，将曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动。连杆与曲轴相连的一端称连杆大头，作旋转运动；另一端通过活塞销与活塞相连的部分，称为连杆小头，作往复运动；大头与小头之间称为连杆，作往复与摆动的复合运动。连杆连杆三、活塞式制冷压缩机的构造筒形活塞分顶部、环部和裙部三部分。活塞上面封闭圆筒部分称为顶部。活塞上装密封环及油环的部位称环部。环部以下称裙部，裙部有活塞销座。活塞三、活塞式制冷压缩机的构造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。为了防止活塞销轴向位移而伸出活塞时擦伤气缸，销座孔内可以采用软金属塞或采用弹簧挡圈。也有采用螺钉固定。活塞销三、活塞式制冷压缩机的构造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，防止压缩气体通过气缸壁处间隙泄漏到曲轴箱。油环的作用是刮下附着于气缸壁上多余的润滑油，并使壁面上油膜分部均匀。活塞环气缸盖三、活塞式制冷压缩机的构造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不致通过曲轴伸出端向外泄漏，或者压缩机在真空下运行时，不致使外界空气通过曲轴伸出端向曲轴箱内泄漏。轴封装置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，也就是调节压缩机的输气量，使其和当时的外界负荷相适应。（4）制冷压缩机的输气量调节(能量调节)三、活塞式制冷压缩机的构造中小型活塞式压缩机普遍采用油压启阀式卸载装置，它包括两个组件，一个是油压启阀机构，另一个是油压推杆机构。三、活塞式制冷压缩机的构造油压弹簧力顶杆油压--拉杆顶开机构三、活塞式制冷压缩机的构造除采用卸载法调节制冷能力外，还有节流法、旁通法、调速法。（4）制冷压缩机的输气量调节(能量调