活塞式制冷压缩机的工作原理及结构
第一节
活塞式制冷压缩机工作原理
1、活塞压缩机的分类
按使用的制冷剂来分，有氨压缩机和氟利昂压缩机两种。
按压缩级数来分，有单级压缩和双级压缩两种。
按汽缸中心线的位置分，有直立式、V型、W型和S（扇）型。
按压缩机的总体结构来分，有开启式、半封闭式、全封闭式三种。
2、活塞式压缩机的工作过程
1)理想工作过程
在分析活塞式压缩机的工作过程中，可以先把实际过程简化成理想过程。简化时假定：
a.压缩机没有余隙容积；
b.吸、排气过程没有容积损失；
c.压缩过程是理想的绝热过程；
d.无泄漏损失。
这样，压缩机的理想工作过程
可用图2-1所示的P—V图来
表
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示。纵坐标表示压力P，横坐标表示活塞在汽缸中移动时形成的容积V。
在图中，4→1表示吸气过程，活塞从上止点开始向右移动，排气阀（片）关闭，吸气阀（片）打开，在压力P1下吸入制冷剂气；1→2表示压缩过程，活塞从下止点向左移动，制冷剂从压力P1绝热压缩到P2，此过程吸、排气阀均关闭；2→3表示排气过程，活塞左行至2位置时排气阀打开，活塞继续左行，在压力P2下把制冷剂排出汽缸。由于假设没有余隙容积 ，活塞运行到3点时制冷剂全部排出。当活塞再次向右移动时进行下一次的吸气过程。
2)实际工作过程
压缩机的实际工作过程与理想工作过程有很大不同。实际过程存在余隙容积；吸排气阀有阻力，工作时存在压力损失；汽缸壁与制冷剂之间有热交换，非绝热过程；有漏气损失。
a.余隙容积的影响（容积系数λV）
余隙：活塞运动到上止点位置时，活塞顶与阀座
之间保持一定的间隙，称为余隙，余隙所形成的容积称为余隙容积。造成余隙的主要原因是：
防止曲柄连杆机构受热延伸时不至于使活塞撞击阀座而引起机器损坏；排气阀的通道占据一定的空间；运动部件的磨损使零件配合间隙变大；活塞环与阀盖之间的环型空间。
余隙容积的存在，在排气过程结束时不能将汽缸内的气体全部排净，有一部分高压气体残留在余隙容积内，这样在下一次吸气开始前，这一部分气体首先膨胀减压，在压力降低到低于吸气压力才能开始吸气。所以，由于余隙容积内的气体膨胀，占据了部分工作容积，使吸气量减少，称为余隙损失。压比越大使，余隙损失越大。
b.吸排气阀（片）阻力的影响(压力系数λP)
由于阀门（片）开启时必须克服阀片的惯性力和压在阀片上的弹簧力，以及气体通过阀门的流动阻 力，使得实际吸气压力低于P1，产生节流损失；而排气压力高于P2，这使得余隙损失增大。汽缸内部压比大于外部压比。
c. 汽缸壁与制冷剂的热交换影响(温度系数λT)
吸气时低温气体吸收被排气加热了的汽缸的热量，体积膨胀，压缩机吸气量减少，称为预热损失。
d.压缩机泄漏损失的影响（气密系数λg）
压缩机运行时，由于密封不严和磨损会造成漏气损失，它常发生在活塞环和汽缸壁之间的不密封处，使得气体从高压腔向低压腔泄漏。此外，吸、排气阀片关闭不严或关闭滞后，也会造成汽缸内气体泄漏。这部分损失叫作泄漏损失。
由于这些实际因素的影响，压缩机的实际输气量总是小于理论输气量实际耗功总是大于理想过程的耗功。而影响这些因素最大的外界条件就是压缩比，即冷凝压力和蒸发压力的差值。
第二节活塞式制冷压缩机的结构
1、我国系列活塞制冷压缩机的特点
高速：转速在960～1450r/min；
多缸：开启式压缩机通常有2、4、6、8个汽缸。
多缸结构使压缩机布置紧凑，动平衡性能好，还可以通过使一部分汽缸空载运转达到调节制冷量的目的。
三种制冷剂通用：新系列大缸径如100、125、
170系列压缩机对R717、R12、R22三种制冷剂都可以使用，只须更换部分零部件，如安全阀、气阀弹簧、轴封、胶圈等。
2、总体结构
压缩机一般须具备以下几部分：
a.运动部分：包括曲轴、连杆、活塞等。
b.配气部分：包括吸、排气阀，吸、排气通道等。
c.密封部分:包括活塞环、轴封、垫片、填料等。
d.润滑部分：包括油泵、滤油器、油压调节阀等。
e.安全部分：假盖、假盖弹簧、安全阀、高压保护继电器、油压保护继电器等。
f.能量调节部分：卸载机构。
3、压缩机主要零部件结构
主要介绍开启式压缩机的主要零部件结构。
（1）机体：机体就是压缩机的机身，它由汽缸体、曲轴箱、汽缸盖等组成。
吸气腔就是汽缸体的内腔，吸入气体通过吸气腔时可以冷却汽缸套，散热条件好。排气腔在汽缸体上端，吸、排气腔之间有隔板分开。对于单机双级压缩机，高、低压级的吸、排气腔之间都有隔板分开。汽缸盖对汽缸上部起着密封作用，它和机体、假盖一起形成了高压蒸气的排气腔。在拆卸汽缸盖时，应防止假盖弹簧将汽缸盖弹出砸伤人。汽缸盖螺栓中有两个长螺栓，在拆卸时先松开短螺栓，再松长螺栓，慢慢释放弹簧的弹力。
汽缸体下部是曲轴箱，内装曲轴和冷冻油以及粗油过滤器，曲轴箱与低压级吸气腔相通。曲轴箱两侧有手孔，方便拆装连杆。机体前后端开有两个轴承座孔，安装前后轴承座。
油泵：常用内啮合转子式油泵（简称转子泵），由曲轴驱动，对旋转方向有要求。压缩机电机的旋转方向是由油泵转向决定的。曲轴箱压力过低（汽蚀）或油泵磨损过大，都会影响油压的建立，蒸发温度低于－45℃时常采用外置油泵
注意事项：精滤器的操作；油压的调整；油压不足时的分析和检修。
（9）安全阀
安全阀设置在吸气腔与排气腔之间，是一种压差式安全阀。当排气压力与吸气压力的差值超过规定值时，阀芯自动起跳，使吸、排气腔相通，高压气体泄向低压腔，起保护压缩机的作用；当压差减小低于规定值时，阀芯自动关闭。
注意事项：安全阀压力调整后，用锁紧螺母锁紧，拧上阀帽后铅封，禁止随意调整设定值；安全阀起跳后，很容易造成泄漏。因此，起跳后须检修后才能再度使用。
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