压缩机复习.docx

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压缩机复习

第一章、活塞式压缩机

1、P活塞环密封气缸面与活塞体间的缝隙，防止气体由此泄漏，并起布油和散热的作用。

2、★压缩机分类

容积型：

活塞式、螺杆式、涡旋式、滚动转子式、滑片式、旋叶式等；

速度型：

离心式、轴流式。

3、★衡量压缩机最主要的两个性能指标是输气量、功耗。

往复式输气量：

qvt=47.12inSD2（m3/h）；滚动转子式：

qvt=Vh=60nπL（R2-r2）；涡旋式：

Vs=πP（P-2t）（2N-1）hqvt=60nVs.；螺杆式：

qvt=z1n1VP1+z2n2Vp2（m3/min）。

4、容积系数：

反映余隙容积对容积效率的影响；压力系数：

反映吸气终了压力降对容积效率的影响；温度系数：

衡量气体在吸气过程中温升对容积效率的影响；泄漏系数：

反映气体泄漏对容积效率的影响。

压比越大容积系数越低。

5、★容积效率：

实际循环输气量与理论循环输气量的比值。

等熵功率：

压缩机做理论循环所需的功率；Pts

指示功率：

实际循环的压缩机功率；Pi

轴功率：

输入压缩机曲轴的功率，等于克服摩擦的功率与指示功率之和；Pm

电功率：

等于轴功率与机械摩擦功率（Pmo）之和；Pel

指示效率：

，影响因素：

压力比，相对余隙容积、相对流动损失、温度系数、泄漏系数；

机械效率：

轴效率：

；电效率：

；性能系数:

COP=

；

。

6、1>曲柄连杆作用：

将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复运动，实现压缩机的工作循环，包括：

活塞组（活塞、活塞销、活塞环）、连杆、曲轴（曲柄轴、偏心轴、曲拐轴）。

2>曲柄滑块：

滑管式、滑槽式。

3>斜盘式：

汽车空调，高速。

7、气缸布置方式：

卧式和立式、角度式、十字形。

机体、气缸套、机壳。

8、气阀的主要结构和特点：

由阀座、阀片、气阀弹簧、升程限制器组成。

包括刚性环片阀、簧片阀、柔性环片阀。

9、★润滑油和润滑系统

润滑油作用：

减少摩擦、带走摩擦产生的热量和磨屑、密封；

润滑方式：

飞溅润滑、压力润滑（油泵供油，离心供油）。

润滑油品质

粘度、与制冷剂的相容性、低温下的流动性、酸值、闪点、化学稳定性和对系统材料的相容性、含水量和机械杂质、电击穿强度（绝缘性）。

10、制冷剂迁移

压力越高，溶解量越多；温度越高，溶解量越少。

制冷剂在系统不同部位是溶解量不同，有的多，从油中溢出，产生制冷剂在油中的迁移现象。

容易积存在膨胀阀和蒸发器上，使制冷机性能下降。

11、往复式噪声

噪声源：

机械噪声、流体噪声、电磁噪声。

机械噪声来自相对运动零件间的间隙产生的撞击、机体管路支撑件震动发出的声音、阀片撞击升程限制器和阀座产生的噪声；流体噪声起因于吸排气时气体的压力脉动、气体流经电动机时产生的噪声以及气体在壳体内振荡引起的共鸣声；电磁噪声为内置电动机运转时发出的电磁声。

★降噪措施：

提高零件的加工精度和装配精度，以降低零件相互撞击的噪声；适当控制阀片升程，改善阀片的运动规律，以减少阀片冲击升程限制器和阀座的冲击声；合理设计减震装置；改进壳体形状，提高其刚度及自振频率；适当改变壳体尺寸，防止壳内气柱的共鸣；适当加厚钢板的厚度；改变内部排管的弯曲形状和支承；在压缩机吸排气口设置消声器，以降低气流脉动。

12、安全保护

★防止液击：

假盖、油加热器、气液分离器。

压力保护：

吸排气压力控制、安全阀、安全膜、润滑油压差控制器。

内置电动机的保护：

过热（过热继电器）、缺相（过载继电器）、相间不平衡（过载继电器）。

★温度保护：

排气温度（排气温度过高导致制冷剂分解，绝缘材料老化，润滑油结碳，气阀损坏，堵塞毛细管和干燥过滤器。

措施：

主要用温度控制器感应排气温度，温控器安放在靠近排气口处，过高时温控器切断电路。

）；机壳温度（影响压缩机寿命；在机壳安装温度保护器）

第二章、滚动转子式

1、主要由气缸、滚动转子、偏心轴、滑片、气缸两侧端盖。

2、泄露系数是影响输气量的主要因数。

3、指示效率反映了滚动转子式压缩机中的气体流动损失、热交换损失及泄漏损失；机械效率反映了机械摩擦的大小，包括滑动轴承摩擦损失、滑片运动摩擦损失、惯性力不平衡产生的附加损失及机构损失，机械效率的高低主要取决于油和制冷剂的粘度及运动副的间隙值。

4、滚动转子式压缩机主要结构参数：

气缸直径D、气缸轴向长度L、转子偏心距e及相对气缸长度μ（L/D）；μ越大，泄漏量越大；τ（相对偏心距）越大，气缸有效利用率越高，泄漏州城越短，减少周向泄漏；选择较小的μ和较大的τ对与全封闭滚动转子式压缩机性能有好处。

5、Τ不宜过大，过大不但会使作用于滑片的气体力增大，使滑片与滚动转子间摩擦条件变坏，而且由于滑片行程增大振动和噪声增大，也会造成结构上的困难；μ也不宜过小，过小使气缸直径增大，压缩机外形尺寸增大，结构上显得欠合理且使滑片与滚动转子间滑移速度增大，磨损增大。

6、振动源：

曲轴转矩变化引起的曲轴扭转振动；

噪声源：

电磁噪声、制冷剂气流噪声、机械噪声、摩擦噪声。

消减振动和噪声的措施

1》提高曲轴动力平衡性能；2》严格控制曲轴旋转不均匀度；3》机壳优化设计；4》消减气流压力脉动（设置排气脉动衰减器）；5》降低电磁噪声（利用气隙间电磁失衡的均匀化；改变电磁噪声频谱；改变定子槽数来改变频谱分布）；6》降低机械噪声（改进气阀；严格控制运动副间隙值、保持润滑面良好的润滑状态）；7》降低停机过程中的振动和噪声（通过切断控制系统在弱反转或突然停止的转角范围内切断电源）。

三、涡旋式压缩机

1、涡旋式压缩机的特点：

效率高（吸气、压缩、排气连续单向进行，有害过热小，相邻工作腔间压差小，气体泄漏小，没有余隙容积容积效率高）；力矩变化小，振动小，噪声低（压力脉动小）；结构简单、体积小、重量轻、可靠性高。

2、涡旋参数：

基圆半径r、渐开线起始角α、涡旋体壁厚t=2rd、涡旋体节距

P=2πr、涡旋体高h、压缩腔室对数N、涡旋圈数m=N+0.25。

3、压缩机的泄漏不但使输气量减少，而且也造成功率消耗增加，涡旋式压缩机的泄漏还会导致排气温度的升高；

泄漏途径：

轴向间隙的径向泄漏、径向间隙的周向泄漏；

泄漏长度：

就是涡旋长度；

密封结构：

轴向密封（接触式密封）和径向密封（间隙密封）。

4、容积比是指吸气容积与任意转角下的各压缩室容积之比；

内容积比是指吸气容积与压缩终了时的容积之比；

压力比是指任意转角时压缩室气体压力与吸气压力之比；

内压力比是指压缩终了压力与吸气压力之比。

四、螺杆式压缩机

1、螺杆式压缩机是一种高速回转的容积式压缩机，具有体积小、重量轻、运转平稳、易损件少、效率高、单级压力比大、能量无级调节等优点。

与活塞式相比由于没有吸排气阀，可能出现过压缩、欠压缩现象。

2、阴阳转子齿数之比为4:

6；主轴承（滑动轴承），用来承受径向力；推力圆柱滚子轴承承受轴向推力；吸气口开在吸气端坐上方，排气口在下方，制冷剂按对角线方向流动。

3、输气量调节机构、内容积比调节—滑阀，通过油缸、活塞、传动杆使滑阀能够轴向移动。

4、齿形的选择

基本原理：

既具有充分大的转子间容积，其基元容积气密性好，各种效率高，还要使转子有稳定的传动特性，热变形性能好以及足够的强度、刚度和良好的加工工艺性能。

从以下几方面入手：

面积利用系数Cn（一般齿数增加，Cn减小）；气密性（轴向泄漏和横向泄漏）。

避免横向泄漏的条件就是型面接触线连续，或啮合线封闭。

接触线越短，间隙值小，油温低，增加一定的喷油量，有利于容积效率的提高。

泄漏方向包括：

沿转子外圆与机体内壁间的A方向泄漏、沿转子端面与端盖间的B方向泄漏、沿转子接触线C方向泄漏。

外泄漏：

基元容积中压力升高的气体向吸气通道或正在吸气的基元容积泄漏，直接影响容积效率；内泄漏：

具有较高压力基元容积中气体向较低压力的并正在压缩的基元容积中泄漏，只影响压缩机功耗，对容积效率几乎没有影响。

5、★同往复式相比螺杆式的优点：

1>螺杆式气体转动为旋转转动，转速高，输气量相同时，显得体积小、重量轻、占地面积小、运动中无往复性惯性力，对地面基础要求不高；

2>结构简单，其零件数仅为往复式的1/10，且易损件少，尤其是没有吸排气阀，无膨胀过程，单级压比大，对液击不敏感；

3>适应广阔的工况范围，尤其是利用热泵机组上，其容积效率不像往复式那样有明显下降；

4>输气量能无级调节，并且在50％以上的容量范围内，功率与输气量成正比。

6、★用喷淋制冷剂液体代替喷油，借此除去油冷却器，缩小油分离器，并且喷液冷却能使排气温度下降，防止封闭式压缩机的电动机因排气温度过高引起保护装置动作而停机。

喷液不能完全代替喷油因为油有一定的粘度，密封效果好；将液体制冷剂和润滑油混合后一起喷入压缩机转子中，液体制冷剂吸收压缩热并冷却润滑油，喷液并不影响螺杆式压缩机在蒸发压力下的吸入气体量，制冷量降低很小，轴功率增加也甚微。

7、噪声：

主要有吸气、压缩、排气过程中的空气动力噪声，既吸排气流动噪声、气体泄漏噪声，回流和和膨胀的喷射噪声、机械噪声、节流阀及辅助设备噪声。

降低噪声途径：

致力于阻隔其噪声的辐射和降低噪声的发生源。

课采用双层机壳（中小型）、安装消音器、在设计压缩机时要考虑接触线短泄漏三角形小的齿形以减小泄漏噪声，对转子的轴承选用较高精度耐磨轴承。

五、容积式压缩机的容量调节

★变转速调节：

涡旋式与滚动转子；间歇运行调节：

活塞式，当系统达到设定的最低温度时，压缩机停机，当系统温度高于设定的最高温度时，压缩机启动；旁通阀调节：

涡旋式；滑阀调节：

螺杆式；顶开吸气阀调节：

活塞式

1、离心式特点：

1>与容积式相比，在相同的制冷量其外形尺寸小、重量轻，占地面积小；2>运转时惯性力小，振动小，基础简单；3>磨损件少，连续运转时间长，维护周期长，使用寿命长，维护费用低；4>易实现多级压缩和多级蒸发温度；5>工作时制冷剂中润滑油极少，压缩气体一般不会被污染，提高了冷却器的传染效果，省去油分离器；6>运行自动化程度高，可自动调节，调节范围大，节能效果好；7>离心式在小流量区域内会发生喘振。

2、转子：

主轴、叶轮、平衡盘。

固定原件：

机壳、进气室、进口导叶、扩压器、弯道、回流器和涡室，起着引导气流、减速增压作用。

多级增加了弯道和回流器。

3、内部损失：

摩擦损失、分离损失、二次流损失、尾迹损失；外部损失：

泄漏损失、轮阻损失。

摩擦损失是由于流体的粘性而产生的能量损失；分离损失是主流区的动能不足以带动整个边界层前进时，紧挨壁面的流体先停滞下来，再往前移动，就会因为抵抗不住迎面的压差阻力而产生局部倒流，产生边界层分离，所产生的损失；二次流损失是一种与主流方向相交的流动，加剧了叶片非工作面边界层的增厚与分离，造成二次流损失；尾迹损失产生原因是叶片尾部有一定厚度，气体从叶道中流出时通道面积突然增大气流速度下降，边界层发生突然分离，在叶片尾部外缘形成气流旋涡损失。

4、多变效率：

气体由压力p1增加到p2所需的多变压缩功与实际耗功之比；等熵效率：

等熵压缩功与实际耗功之比；流动效率：

是指级的多变压缩功与叶轮传递给气体的理论功之比。

5、★喘振：

随着流量的减小到一定程度，会使叶轮流道的大部分或全部流道产生流动分离，形成旋转脱离团，既叶轮内部产生严重旋转失速，出口压力突然下降，迫使气流周而复始地倒回压缩机中，压缩机流量和出口压力周期性大幅波动，引起压缩机的强烈气流波动，发生喘振。

危害：

出现周期性来回脉动气流，转子出现大震动、噪声，电动机电流脉动加强，气压表读数变化无常，机组处于危险工作状态严重时会损坏叶片甚至机组。

防止：

从出口处旁通分离一部分气流进入入口处，补充气流量。

二．压缩机性能的分析

1．螺杆式压缩机的性能分析

（1）螺杆压缩机的转速较高，而且体积小、质量轻、占地面积小等优点，因而经济性好。

（2）螺杆式压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，故基础可以很小。

（3）螺杆式压缩机、结构简单紧凑，易损件少，所以运行周期长，使用可靠，有利于实现操作自动化。

（4）螺杆式压缩机具有强制输气的特点，既输气量几乎不受压力的影响。

在较宽的工作范围内，仍可保持较高的效率。

（5）.因为没有吸气阀和排气阀，所以它不同于往复式压缩机，从它的结构点和次类压缩机所拥有的坚固程度来看，它的压缩结构是相当简单的。

压缩机所有的支撑点是滚动型的，半密封的设计，淘汰了密封的设计，并且保证了气体泄露是自由运转。

（6）.螺杆式压缩机属于旋转型的压缩机,它没有离心式或往复式的压缩运动方式。

而它的压缩排气的压力震动是非常低的，因为螺杆旋转时，回收压缩一周就发生6次，如压缩操作过程中放上一枚硬币也不会因震动跌落。

螺杆式压缩机在中等制冷量范围内也具有良好的热力性能，并且有很好的调节性能，能适应苛刻的工况变化。

同时，为了保证螺杆式制冷压缩机的正常运转，必须配置相应的辅助机构，如润滑系统，输气量调节的控制装置，安全保护装置和监控仪表等。

螺杆式压缩机虽然具有单级压力比高的优点，但随着压力比的增加，泄露损失也急速增加，低温工况运转时效率显著降低。

2．活塞式压缩机性能的分析

活塞式压缩机迄今还是应用最广泛的一种机型,虽然它的市场份额已被其他形式的压缩机占去一部分,但是在小制冷量应用场合,活塞式压缩机还会继续扩展其占有的的市场。

下面就对活塞是压缩机的性能进行分析。

（1）．由于余隙容积、吸气和排气压力损失，气体与汽缸壁之间的热量交换以及泄露等因素的影响。

压缩机的实际输气量重视小于它的理论输气量。

（2）．由于活塞、活塞环、与汽缸壁面的摩擦及驱动润滑油泵的功率等损失，使得压缩机的机械效率一般在0.75-0.9之间。

（3）．压缩机排气过热会使压缩机的输气系数降低和功耗增加，会导致活塞的过分膨胀而卡死在汽缸内，以及封闭式压缩机的内置压缩机被烧毁，影响压缩机的寿命。

对于R717和R22的排气温度应低于150℃，对于R12应低于130℃。

（4）．由于压缩机的内部流动阻力、机械摩擦力和热交换的存在，压缩过程并不是等熵过程，而是多变过程。

3．滚动转子式压缩机性能的分析

滚动转子式压缩机如今广泛应用于家电冰箱和空调器中，其中大中型滚动转子式压缩机也运用于冷库。

分析它的性能。

（1）．零部件少，结构简单。

（2）．易损零件少，运行可靠。

（3）．没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数较高。

（4）．在相同制冷量情况下，压缩机体积小，重量轻，运转平衡。

（5）．加工精度要求较高。

（6）．密封线较长，密封性能较差，泄露损失较大。

（7）．滑片与汽缸壁面之间的泄露、摩擦和磨损较大，限制了它的工作寿命和效率的提高。

4.涡旋式压缩机的性能

涡旋式压缩机是20世纪80年代才发展起来的新型压缩机，它以效率高、体积小、质量轻、噪声低、结构简单且运转平衡等特点被广泛应用于空调和制冷机组中。

下面就来介绍它的性能。

（1）．相邻两室的压差小，气体的泄露量小。

（2）．由于吸气、压缩、排气过程是同时连续进行的，压力上升较慢，因此转矩变化幅度小，震动小。

（3）．没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程。

（4）．没有吸、排气阀，效率高，可靠性强，噪声低。

（5）．由于采用气体支撑机构,故允许带液压缩,一旦压缩腔内压力过高,可使动盘和静盘端面脱离,压力立即得以释放。

（6）．机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了压缩机的输气系数。

（7）．涡线体型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备，而且密封要求高，密封结构复杂。

活塞式压缩机的润滑系统的主要作用是什么？

（1）使润滑油在作相对运动的零件表面形成一层油膜，从而降低压缩机的摩擦功和摩擦热，从而减少压倒优势的磨损量，提高压缩机的机械效率，运转的可靠性和耐久性。

（2）润滑油带走摩擦热量，使摩擦表面的温度保持在允许的范围内；

（3）由于有润滑油的存在于活塞与汽缸镜面的间隙及轴封中，密封效果提高。

从而提高压缩机的效率和阻止制冷剂蒸汽的泄漏；

（4）使润滑油不断地冲刷金属摩擦表面事带走磨屑，便于使用滤清器将磨屑清除；

（5）它所建立的油压可作为控制顶开吸汽阀机构的液压动力。

3．二次进气螺杆式制冷压缩机有何特点？

答：

制冷量增大；与单级螺杆比较，节省能量；占地面积小；卸载运行时也比节单级螺杆省能量；可靠性高；操作方便；加工简单。

4．活塞式制冷压缩机有哪些优、缺点？

优点：

（1）能适应较广的工况范围和制冷量的要求；

（2）热效率较高，单位电耗相对较少；

（3）对材料无很高要求，多用普通钢材和铸铁，零件的加工工艺相对来说比较简单，因而造价较低廉；

缺点：

（1）因受到活塞往复运动地惯性力的影响，转速受到限制，不能过高，因此单机输汽量大时，机器显得笨重；

（2）结构复杂，易损件多，维修工作量大；

（3）因受到各种力、力矩的作用，运转时有振动；

（4）排汽不连续，导致汽压有波动。

润滑有何作用？

试述典型压力润滑系统的流动路线。

答：

作用：

（1）润滑油在作相对运动的零件磨擦表面形成一层油膜，从而降低压缩机的摩擦功和摩擦热，减少零件的磨损量，提高压缩机的机械效率，运转的可靠性和耐久性。

（2）润滑油带走摩擦热量，使摩擦零件表面的温度保持在允许的范围内；

（3）由于有润滑油的存在，活塞与汽缸镜面的间隙及轴封中，密封效果提高。

从而提高压缩机的效率和阻止制冷剂蒸汽的泄漏；

（4）使润滑油不断地冲刷金属摩擦表面带走磨屑，便于使用滤清器将磨屑清除；

（5）它所建立的油压可作为控制顶开吸汽阀机构的液压动力。

流动路线：

润滑油通过粗滤油器被油泵吸入，提高压力后经过细滤油器，然后分成三路：

第一路进入曲轴自由端，润滑主轴承，并通过曲轴内部的油路，润滑邻近的连杆轴承，再通过连杆体中的油路将油输送至连杆小头，润滑小头轴承；第二路进入轴封室，润滑和冷却轴封摩擦面，然后从曲轴功率输入端主轴颈上的油孔流入曲轴内的油路，润滑主轴承及邻近的连杆轴承；第三路进入能量调节机构和油分配阀和油缸以及油压差控制器，为能量调节机构提供动力。