压缩机种类和结构课件

第第 八八 章章其他型式的制冷压缩机其他型式的制冷压缩机2024/6/221第 八 章其他型式的制冷压缩机2023/8/101第一节第一节 滚动转子式制冷压缩机滚动转子式制冷压缩机 一、组成与工作原理一、组成与工作原理 转子的主轴在原动机拖动下旋转转子的主轴在原动机拖动下旋转时，偏心转子紧贴着气缸内壁回转，时，偏心转子紧贴着气缸内壁回转，造成月牙状空间容积周期性的变化，造成月牙状空间容积周期性的变化，完成吸、排气和压缩过程。完成吸、排气和压缩过程。6/22/20242第一节 滚动转子式制冷压缩机 一、组成与工作原理 滚动转子式压缩机滚动转子式压缩机工作过程模拟工作过程模拟6/22/20243 滚动转子式压缩机8/10/20233二、工作过程工作过程b.压缩过程结束压缩过程结束 排气过程开始排气过程开始 理论最大吸理论最大吸入容积入容积 c.排气过程结束排气过程结束 a.压缩过程开始压缩过程开始 6/22/20244二、工作过程b.压缩过程结束 理论最大吸入容积 c.由上述的工作过程可以看出：由上述的工作过程可以看出：1 1）转子回转一周，将完成上一工作循环的压）转子回转一周，将完成上一工作循环的压缩和排气过程及下一工作循环的吸气过程。缩和排气过程及下一工作循环的吸气过程。2 2）由于不设进气阀，吸气开始的时机和气缸）由于不设进气阀，吸气开始的时机和气缸上吸气孔口位置有严格的对应关系，不随工况的上吸气孔口位置有严格的对应关系，不随工况的变化而变动。变化而变动。3 3）由于设置了排气阀，压缩终了的时机将随）由于设置了排气阀，压缩终了的时机将随排气管中压力的变化而变动。排气管中压力的变化而变动。前两点和螺杆式压缩机工作过程的特点相似，前两点和螺杆式压缩机工作过程的特点相似，而后一点则和活塞式压缩机工作过程的特点相似。而后一点则和活塞式压缩机工作过程的特点相似。6/22/20245 由上述的工作过程可以看出：三、主要结构形式及特点三、主要结构形式及特点 全封闭立式结构全封闭立式结构 储液器的作用：气液储液器的作用：气液分离、储存制冷剂和润滑分离、储存制冷剂和润滑油、缓冲吸气压力脉动。油、缓冲吸气压力脉动。电机冷却：机壳内充电机冷却：机壳内充满高压气体，吸气直接进满高压气体，吸气直接进入压缩机，减少了吸气过入压缩机，减少了吸气过热，排气温度不高，冷却热，排气温度不高，冷却电机，离心泵油。电机，离心泵油。气缸与机壳焊接在一气缸与机壳焊接在一起。起。6/22/20246 三、主要结构形式及特点 全封闭立式结构 全封闭卧式结构全封闭卧式结构供油机构供油机构：靠吸油和排油二极管将油从底部吸入，靠吸油和排油二极管将油从底部吸入，通过供油管供油。通过供油管供油。排气消声器排气消声器：由辅轴承和薄钢板组成的空腔构成。由辅轴承和薄钢板组成的空腔构成。主轴承与机壳焊成一体主轴承与机壳焊成一体。6/22/20247全封闭卧式结构供油机构：靠吸油和排油二极管将油从底部吸入，滚动转子式压缩机的特点滚动转子式压缩机的特点 1）零部件少，结构简单。）零部件少，结构简单。2）易损零件少，运行可靠。）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。）没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数较高。4）在相同的冷量情况下，压缩机体积小、重量）在相同的冷量情况下，压缩机体积小、重量轻运转平衡。轻运转平衡。5）加工精度要求较高。）加工精度要求较高。6）密封线较长，密封性能较差，泄漏损失大。）密封线较长，密封性能较差，泄漏损失大。6/22/20248滚动转子式压缩机的特点 1）零部件少，结构简单。8/四、目前发展趋势四、目前发展趋势 1.变频压缩机的发展 特点：特点：变频调速进变频调速进行无级能量调节，频率行无级能量调节，频率调节范围为调节范围为30120Hz，转速在转速在16006200rpm.采取一些减振和削声措采取一些减振和削声措施。多重膨胀室、排气施。多重膨胀室、排气消声器和共鸣式排气消消声器和共鸣式排气消声孔。声孔。平衡块降低高速时平衡块降低高速时引起的振动。引起的振动。6/22/20249四、目前发展趋势 1.变频压缩机的发展 2.双缸滚动转子式压缩机的发展双缸滚动转子式压缩机的发展 特点：双转子使特点：双转子使负荷转矩的变化平缓，负荷转矩的变化平缓，减振，适用于大功率。减振，适用于大功率。气缸和电机热套在气缸和电机热套在机壳上。机壳上。6/22/202410 2.双缸滚动转子式压缩机的发展 特 3.提高压缩机的经济性及可靠性提高压缩机的经济性及可靠性 借助电子计算机对压缩机工作过程的性能仿真，主要部件结构如轴承、滑片、滚动转子、排气阀等结构的特性分析，以及噪声和振动的仿真，可对压缩机的经济性和可靠性、噪声和振动进行预测，并通过完善这些预测手段，对满足各种要求的滚动转子式压缩机进行优化设计。4.对降低噪声提出更高的要求对降低噪声提出更高的要求 为了减少由于滚动转子式压缩机与机壳焊接成整体结构带来对噪声的不利影响，从振动方面入手，减少曲轴及轴承的振动，改进压缩机与机壳的连接系统，开发各种新型消声结构和排气阀等。6/22/202411 3.提高压缩机的经济性及可靠性 4.对降低噪声第二节第二节 涡旋式制冷压缩机涡旋式制冷压缩机一、工作原理一、工作原理 动盘和静盘的涡线呈渐开线形状，安装时使两者中心线距离一个回转半径e，相位差180。这样，两盘啮合时，与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积。6/22/202412第二节 涡旋式制冷压缩机一、工作原理 动盘和工作过程模拟工作过程模拟6/22/202413工作过程模拟8/10/202313涡旋盘实物涡旋盘实物6/22/202414涡旋盘实物8/10/202314 涡旋压缩机的工作过程仅有进气、压缩、排气三个过程，而且是在主轴旋转一周内同时进行的。外侧空间与吸气口相通，始终处于吸气过程，内侧空间与排气口相通，始终处于排气过程；而上述两个空间之间的月牙形封闭空间内，则一直处于压缩过程。因而可以认为吸气和排气过程都是连续的。工作过程工作过程6/22/202415 涡旋压缩机的工作过程仅有进气、压缩、排气三个 二、总体结构二、总体结构 立立 式式 6/22/202416 二、总体结构 立 式 8/10/202316 卧卧 式式 6/22/202417 卧 式 8/10/202317单涡旋与双涡旋压缩机实物单涡旋与双涡旋压缩机实物6/22/202418单涡旋与双涡旋压缩机实物8/10/202318汽车空调用涡旋式压缩机汽车空调用涡旋式压缩机 6/22/202419汽车空调用涡旋式压缩机 8/10/202319三、涡旋式制冷压缩机特点涡旋式制冷压缩机特点 1）效率高。）效率高。2）力矩变化小，振动小，噪声低）力矩变化小，振动小，噪声低。3）结构简单，体积小，质量轻，可靠性高）结构简单，体积小，质量轻，可靠性高。6/22/202420三、涡旋式制冷压缩机特点 1）效率高。8/第三节第三节 其他容积型制冷压缩机其他容积型制冷压缩机 一、滑片式制冷压缩机一、滑片式制冷压缩机 转子上有若干滑转子上有若干滑片，与气缸内壁构成片，与气缸内壁构成扇形单元容积，转子扇形单元容积，转子旋转一周，单元容积旋转一周，单元容积由最小逐渐变大，再由最小逐渐变大，再由最大逐渐变小，不由最大逐渐变小，不断循环，完成吸气、断循环，完成吸气、压缩、排气等程压缩、排气等程。6/22/202421第三节 其他容积型制冷压缩机 一、滑片式制冷压缩机 结构简单，制造容易，操作和维修保结构简单，制造容易，操作和维修保养方便，主要缺点是滑片机械磨损较大。养方便，主要缺点是滑片机械磨损较大。工作过程模拟工作过程模拟6/22/202422 结构简单，制造容易，操作和维修保养方 滑片式压缩机结构简单，制造容易，操作和维修保养方便。与活塞式压缩机相比，没有气阀和曲柄连杆机构，故允许有较高转速，能与高速原动机直接联接，所以单位排气量的重量和尺寸指标均较小，无需很大的储气器。此外，滑片式压缩机动力几乎完全平衡，所以基础可以较小。滑片式压缩机的主要缺点是滑片机械磨损较大。特点特点6/22/202423 滑片式压缩机结构简单，制造容易，操作和维修保二、旋叶式制冷压缩机二、旋叶式制冷压缩机其工作原理与滑片式压缩机相似其工作原理与滑片式压缩机相似6/22/202424二、旋叶式制冷压缩机其工作原理与滑片式压缩机相似8/10/2旋叶式压缩机与滑片式压缩机的比较旋叶式压缩机与滑片式压缩机的比较 1）基元容积组成不同。）基元容积组成不同。2）转子与气缸是同心配）转子与气缸是同心配置，转子完全可以平衡。置，转子完全可以平衡。3）提高转速后泄漏减少。）提高转速后泄漏减少。4）斜置的叶片使摩擦力）斜置的叶片使摩擦力减小，效率也提高了减小，效率也提高了。6/22/202425旋叶式压缩机与滑片式压缩机的比较 1）基元容积结构要点结构要点 结构设计上的要求主要有：结构设计上的要求主要有：1）排气速度应力求均匀。）排气速度应力求均匀。2）叶片上端部不得脱离气缸内壁面，应永远）叶片上端部不得脱离气缸内壁面，应永远保持接触。保持接触。3）叶片与气缸间及叶片与转子槽间的作用力）叶片与气缸间及叶片与转子槽间的作用力应尽量小，且不能出现峰值或突变点。应尽量小，且不能出现峰值或突变点。4）应有较大的工作容积。）应有较大的工作容积。5）振动小、噪声低。）振动小、噪声低。润滑与密封润滑与密封 通过叶片端部与气缸内壁间隙的泄漏和叶通过叶片端部与气缸内壁间隙的泄漏和叶片与叶片槽侧面间隙的泄漏。润滑一方面是为片与叶片槽侧面间隙的泄漏。润滑一方面是为了密封，另一方面也是为了减少摩擦和磨损。了密封，另一方面也是为了减少摩擦和磨损。6/22/202426结构要点 结构设计上的要求主要有：润滑与密封 三、螺旋叶片式制冷压缩机三、螺旋叶片式制冷压缩机 旋转活旋转活塞与叶片及塞与叶片及气缸内壁面气缸内壁面相接触，因相接触，因此将月牙形此将月牙形空间分成若空间分成若干个封闭的干个封闭的螺旋形月牙螺旋形月牙空间工作腔空间工作腔（也称基元（也称基元容积容积）。）。6/22/202427三、螺旋叶片式制冷压缩机 旋转活塞与叶片工作腔工作腔 工作腔的容积由吸气侧向排工作腔的容积由吸气侧向排气侧逐渐变小，当旋转活塞旋转气侧逐渐变小，当旋转活塞旋转时，气体在螺旋叶片的作用下被时，气体在螺旋叶片的作用下被推向排气侧，其压力逐渐升高，推向排气侧，其压力逐渐升高，在达到一定压力后由排气口排出，在达到一定压力后由排气口排出，完成压缩机的工作过程。完成压缩机的工作过程。6/22/202428工作腔 工作腔的容积由吸气侧向排气侧逐渐全封闭式螺旋叶片式压缩机全封闭式螺旋叶片式压缩机 排气排气 吸气吸气 6/22/202429全封闭式螺旋叶片式压缩机 排气 吸气 8/10/202329螺旋叶片式、滚动转子式、涡旋式相比较螺旋叶片式、滚动转子式、涡旋式相比较 螺旋叶片式压缩机效螺旋叶片式压缩机效率高的原因：率高的原因：压力随转角的变化压力随转角的变化较缓慢，泄漏损失小。较缓慢，泄漏损失小。没有吸气阀和排气阀，没有吸气阀和排气阀，流动阻力小。流动阻力小。没有吸气加热现象，没有吸气加热现象，减少了吸气加热损失。减少了吸气加热损失。摩擦功耗大大降低。摩擦功耗大大降低。1）螺旋叶片式压缩机）螺旋叶片式压缩机效率最高。效率最高。6/22/202430螺旋叶片式、滚动转子式、涡旋式相比较 2）阻力矩变化均匀。）阻力矩变化均匀。螺旋叶片式压缩机相螺旋叶片式压缩机相邻工作腔间的气体压力差邻工作腔间的气体压力差很小，并可以通过螺距和很小，并可以通过螺距和螺旋圈数的优化，控制单螺旋圈数的优化，控制单位转速下的压力增量，故位转速下的压力增量，故螺旋叶片式压缩机的阻力螺旋叶片式压缩机的阻力矩变化曲线比较平坦。矩变化曲线比较平坦。3）振动小，噪声低。）振动小，噪声低。动力平衡性能好，无振动；动力平衡性能好，无振动；没有气阀结构，故噪声也低。没有气阀结构，故噪声也低。6/22/2024312）阻力矩变化均匀。螺旋叶片式压缩小小 结：结：1.目前广泛使用的滚动转子式压缩机主要是小型全封闭式，并分卧式和立式两种，前者多用于冰箱中，后者多用于空调中。2.滚动转子式压缩机的发展趋势是变频、双缸及提高经济性、可靠性、降低噪声。3.涡旋式压缩机因其效率高、体积小、质量轻、噪声低、结构简单、运转平稳等特点被广泛应用。4.涡旋式压缩机的吸气和排气基本是上不连续进行的，由于进、排气分别在涡旋的外侧和内侧，故减轻了吸气加热。6/22/202432小 结：1.目前广泛使用的滚动转子式压缩机主思思 考考 题：题：1.滚动转子式压缩机的工作原理及工作过程是怎样的？2.滚动转子式压缩机的结构及特点是怎样的？3.滚动转子式压缩机的发展趋势是怎样的？4.滚动转子式压缩机输气量的调节方法是怎样的？5.涡旋式压缩机的工作原理及工作过程是怎样的？6.涡旋式压缩机的结构及特点是怎样的？6/22/202433思 考 题：1.滚动转子式压缩机的工作原 7.滑片式压缩机的工作原理及特点是什么？其输气量的调节方法是怎样的？8.旋叶式压缩机的结构及工作过程是怎样的？9.螺旋叶片式压缩机的基本结构和工作原理是怎样的？其主要特点是什么？6/22/202434 7.滑片式压缩机的工作原理及特点是什么？其