壓縮機(jī)種類和結(jié)構(gòu)

第八章其他型式的制冷壓縮機(jī)2023/1/311第一節(jié)滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)一、組成與工作原理

轉(zhuǎn)子的主軸在原動機(jī)拖動下旋轉(zhuǎn)時，偏心轉(zhuǎn)子緊貼著氣缸內(nèi)壁回轉(zhuǎn)，造成月牙狀空間容積周期性的變化，完成吸、排氣和壓縮過程。1/31/20232

滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)工作過程模擬1/31/20233二、工作過程b.壓縮過程結(jié)束排氣過程開始

理論最大吸入容積

c.排氣過程結(jié)束

a.壓縮過程開始

1/31/20234由上述的工作過程可以看出：

1）轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周，將完成上一工作循環(huán)的壓縮和排氣過程及下一工作循環(huán)的吸氣過程。2）由于不設(shè)進(jìn)氣閥，吸氣開始的時機(jī)和氣缸上吸氣孔口位置有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，不隨工況的變化而變動。3）由于設(shè)置了排氣閥，壓縮終了的時機(jī)將隨排氣管中壓力的變化而變動。前兩點(diǎn)和螺桿式壓縮機(jī)工作過程的特點(diǎn)相似，而后一點(diǎn)則和活塞式壓縮機(jī)工作過程的特點(diǎn)相似。1/31/20235三、主要結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)全封閉立式結(jié)構(gòu)

儲液器的作用：氣液分離、儲存制冷劑和潤滑油、緩沖吸氣壓力脈動。

電機(jī)冷卻：機(jī)殼內(nèi)充滿高壓氣體，吸氣直接進(jìn)入壓縮機(jī)，減少了吸氣過熱，排氣溫度不高，冷卻電機(jī)，離心泵油。氣缸與機(jī)殼焊接在一起。1/31/20236全封閉臥式結(jié)構(gòu)●供油機(jī)構(gòu)：靠吸油和排油二極管將油從底部吸入，通過供油管供油。●排氣消聲器：由輔軸承和薄鋼板組成的空腔構(gòu)成?！裰鬏S承與機(jī)殼焊成一體。1/31/20237滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的特點(diǎn)1）零部件少，結(jié)構(gòu)簡單。2）易損零件少，運(yùn)行可靠。3）沒有吸氣閥片，余隙容積小，輸氣系數(shù)較高。4）在相同的冷量情況下，壓縮機(jī)體積小、重量輕運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。5）加工精度要求較高。6）密封線較長，密封性能較差，泄漏損失大。1/31/20238四、目前發(fā)展趨勢1.變頻壓縮機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)：變頻調(diào)速進(jìn)行無級能量調(diào)節(jié)，頻率調(diào)節(jié)范圍為30~120Hz，轉(zhuǎn)速在1600~6200rpm.采取一些減振和削聲措施。多重膨脹室、排氣消聲器和共鳴式排氣消聲孔。平衡塊降低高速時引起的振動。1/31/202392.雙缸滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)：雙轉(zhuǎn)子使負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的變化平緩，減振，適用于大功率。氣缸和電機(jī)熱套在機(jī)殼上。1/31/2023103.提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性及可靠性

借助電子計(jì)算機(jī)對壓縮機(jī)工作過程的性能仿真，主要部件結(jié)構(gòu)如軸承、滑片、滾動轉(zhuǎn)子、排氣閥等結(jié)構(gòu)的特性分析，以及噪聲和振動的仿真，可對壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性、噪聲和振動進(jìn)行預(yù)測，并通過完善這些預(yù)測手段，對滿足各種要求的滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。4.對降低噪聲提出更高的要求為了減少由于滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)與機(jī)殼焊接成整體結(jié)構(gòu)帶來對噪聲的不利影響，從振動方面入手，減少曲軸及軸承的振動，改進(jìn)壓縮機(jī)與機(jī)殼的連接系統(tǒng)，開發(fā)各種新型消聲結(jié)構(gòu)和排氣閥等。1/31/202311第二節(jié)渦旋式制冷壓縮機(jī)一、工作原理

動盤和靜盤的渦線呈漸開線形狀，安裝時使兩者中心線距離一個回轉(zhuǎn)半徑e，相位差180°。這樣，兩盤嚙合時，與端板配合形成一系列月牙形柱體工作容積。

1/31/202312工作過程模擬1/31/202313渦旋盤實(shí)物1/31/202314渦旋壓縮機(jī)的工作過程僅有進(jìn)氣、壓縮、排氣三個過程，而且是在主軸旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)同時進(jìn)行的。外側(cè)空間與吸氣口相通，始終處于吸氣過程，內(nèi)側(cè)空間與排氣口相通，始終處于排氣過程；而上述兩個空間之間的月牙形封閉空間內(nèi)，則一直處于壓縮過程。因而可以認(rèn)為吸氣和排氣過程都是連續(xù)的。工作過程1/31/202315二、總體結(jié)構(gòu)立式1/31/202316臥式1/31/202317單渦旋與雙渦旋壓縮機(jī)實(shí)物1/31/202318汽車空調(diào)用渦旋式壓縮機(jī)

1/31/202319三、渦旋式制冷壓縮機(jī)特點(diǎn)

1）效率高。2）力矩變化小，振動小，噪聲低。3）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，可靠性高。1/31/202320第三節(jié)其他容積型制冷壓縮機(jī)一、滑片式制冷壓縮機(jī)

轉(zhuǎn)子上有若干滑片，與氣缸內(nèi)壁構(gòu)成扇形單元容積，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，單元容積由最小逐漸變大，再由最大逐漸變小，不斷循環(huán)，完成吸氣、壓縮、排氣等程。1/31/202321

結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，操作和維修保養(yǎng)方便，主要缺點(diǎn)是滑片機(jī)械磨損較大。

工作過程模擬1/31/202322

滑片式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，操作和維修保養(yǎng)方便。與活塞式壓縮機(jī)相比，沒有氣閥和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，故允許有較高轉(zhuǎn)速，能與高速原動機(jī)直接聯(lián)接，所以單位排氣量的重量和尺寸指標(biāo)均較小，無需很大的儲氣器。此外，滑片式壓縮機(jī)動力幾乎完全平衡，所以基礎(chǔ)可以較小?；綁嚎s機(jī)的主要缺點(diǎn)是滑片機(jī)械磨損較大。特點(diǎn)1/31/202323二、旋葉式制冷壓縮機(jī)其工作原理與滑片式壓縮機(jī)相似1/31/202324旋葉式壓縮機(jī)與滑片式壓縮機(jī)的比較

1）基元容積組成不同。2）轉(zhuǎn)子與氣缸是同心配置，轉(zhuǎn)子完全可以平衡。3）提高轉(zhuǎn)速后泄漏減少。4）斜置的葉片使摩擦力減小，效率也提高了。1/31/202325結(jié)構(gòu)要點(diǎn)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的要求主要有：1）排氣速度應(yīng)力求均勻。2）葉片上端部不得脫離氣缸內(nèi)壁面，應(yīng)永遠(yuǎn)保持接觸。3）葉片與氣缸間及葉片與轉(zhuǎn)子槽間的作用力應(yīng)盡量小，且不能出現(xiàn)峰值或突變點(diǎn)。4）應(yīng)有較大的工作容積。5）振動小、噪聲低。潤滑與密封

通過葉片端部與氣缸內(nèi)壁間隙的泄漏和葉片與葉片槽側(cè)面間隙的泄漏。潤滑一方面是為了密封，另一方面也是為了減少摩擦和磨損。1/31/202326三、螺旋葉片式制冷壓縮機(jī)

旋轉(zhuǎn)活塞與葉片及氣缸內(nèi)壁面相接觸，因此將月牙形空間分成若干個封閉的螺旋形月牙空間工作腔（也稱基元容積）。1/31/202327工作腔

工作腔的容積由吸氣側(cè)向排氣側(cè)逐漸變小，當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞旋轉(zhuǎn)時，氣體在螺旋葉片的作用下被推向排氣側(cè)，其壓力逐漸升高，在達(dá)到一定壓力后由排氣口排出，完成壓縮機(jī)的工作過程。1/31/202328全封閉式螺旋葉片式壓縮機(jī)

排氣吸氣

1/31/202329螺旋葉片式、滾動轉(zhuǎn)子式、渦旋式相比較

螺旋葉片式壓縮機(jī)效率高的原因：①壓力隨轉(zhuǎn)角的變化較緩慢，泄漏損失小。②沒有吸氣閥和排氣閥，流動阻力小。③沒有吸氣加熱現(xiàn)象，減少了吸氣加熱損失。④摩擦功耗大大降低。1）螺旋葉片式壓縮機(jī)效率最高。1/31/2023302）阻力矩變化均勻。

螺旋葉片式壓縮機(jī)相鄰工作腔間的氣體壓力差很小，并可以通過螺距和螺旋圈數(shù)的優(yōu)化，控制單位轉(zhuǎn)速下的壓力增量，故螺旋葉片式壓縮機(jī)的阻力矩變化曲線比較平坦。

3）振動小，噪聲低。

動力平衡性能好，無振動；沒有氣閥結(jié)構(gòu)，故噪聲也低。

1/31/202331小結(jié)：

1.目前廣泛使用的滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)主要是小型全封閉式，并分臥式和立式兩種，前者多用于冰箱中，后者多用于空調(diào)中。

2.滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢是變頻、雙缸及提高經(jīng)濟(jì)性、可靠性、降低噪聲。3.渦旋式壓縮機(jī)因其效率高、體積小、質(zhì)量輕、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。4.渦旋式壓縮機(jī)的吸氣和排氣基本是上不連續(xù)進(jìn)行的，由于進(jìn)、排氣分別在渦旋的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，故減輕了吸氣加熱。1/31/202332思考題：

1.滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的工作原理及工作過程是怎樣的？2.滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)是怎樣的？3.滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢是怎樣的？4.滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)輸氣量的調(diào)節(jié)方法是怎樣的？5.渦旋