1. 活塞式制冷压缩机的总体结构是怎样的
活塞式制冷压缩机的种类很多,形状各异,但工作原理基本相同。以某型号制冷压缩机为例进行说明。
如图 4-2为某型号活塞式制冷压缩机总体结构图。
该型制冷压缩机的机体为整体铸造结构,吸气腔和排气腔设置在机体中,曲轴箱两边的窗孔用侧盖封闭,侧盖上有油面指示器,供检查油面高低用。前后端装有吸气、排气管。低压蒸汽从吸气管经过滤网进入机体内的吸气腔,经汽缸套上部凸缘处的吸气阀进入汽缸。制冷蒸汽被压缩后,通过排气阀进入排气腔,并从汽缸盖处排出。吸气腔和排气总管之间装有安全阀,当因某种原因使排气压力超过规定值时,安全阀被顶开,高压蒸汽流回吸气腔,从而保证了制冷压缩机安全运行。
2. 活塞式压缩机是如何工作的
(1)活塞式压缩机的专业术语
①压缩机转速(n)。压缩机曲轴在单位时间内旋转圈数称为压缩机转速(单位:r/min)。
②上止点和下止点。活塞在汽缸内作往复运动时,向上移动的最高位置称为上止点;活塞向下移动的最低位置称为下止点。
③活塞行程(S)。活塞在汽缸内作往复运动时,上止点到下止点之间的距离称为活塞行程,它等于曲轴的曲柄半径R的两倍。
④汽缸直径(D)。汽缸的内圆直径称为汽缸直径。
⑤工作容积(Vg)。活塞在汽缸内从上止点到下止点时所扫过的体积,即活塞行程与汽缸截面积的乘积。
⑥余隙容积(Vc)。活塞运行到上止点位置时,为了防止活塞与阀板、阀片的撞击,活塞顶面和阀板底面之间留有一定的间隙。活塞顶面和阀板底面之间所包含的空间(包括排气孔容积)称为余隙容积。
⑦相对余隙容积(C)。余隙容积与工作容积之比称为相对余隙容积。表示余隙容积占汽缸工作容积的比例。中、小型活塞式压缩机的相对余隙容积一般取C=2%~6%。
(2)活塞式压缩机的工作原理
活塞式制冷压缩机的活塞在汽缸中往返1次,曲轴旋转1周时,依次进行了压缩、排气、膨胀、吸气4个过程。
①压缩过程(图2-4a)。当活塞从下止点开始往上移动时,汽缸内的制冷剂蒸气受到压缩,此时吸气阀片在汽缸压力增大的作用下,迅速关闭。随着活塞的移动,汽缸内的气体压力和温度上升,当汽缸内气体的压力高于排气腔中的压力时,排气阀打开,压缩过程结束。
②排气过程(图2-4b)。活塞在电动机的驱动下,继续向上止点方向运动。汽缸内的高温高压制冷剂蒸气不断从排气阀排出,直到活塞达到上止点位置时,排气过程结束。
③膨胀过程(图2-4c)。当活塞从上止点开始向下止点方向运动时,由于汽缸余隙容积的存在,留在余隙容积中的制冷剂蒸气就开始膨胀,其压力和温度随之下降;当压力下降到与吸气压力相等时,膨胀过程结束。在膨胀过程中,吸、排气阀均关闭。
④吸气过程(图2-4d)。活塞在电动机的驱动下,继续向下止点方向运动。汽缸内的制冷剂蒸气压力开始低于吸气压力时,在压差的作用下,吸气阀片打开,吸气过程开始,直到活塞移至下止点时,吸气过程结束。
图2-4 活塞式压缩机工作原理
(a)压缩 (b)排气 (c)膨胀 (d)吸气
吸气过程结束后,活塞又从下止点向上止点反向运动,依次再进行压缩、排气、膨胀、吸气的过程。周而复始,压缩机吸入低压气体,排出高压气体,为制冷系统建立起压差,推动制冷剂在系统中循环流动。
3. 活塞式制冷压缩机曲轴的结构是怎样的
制冷压缩机的曲轴多为双曲拐。即两个曲柄夹一个曲柄销的拐弯部分,如图 4-8所示。
曲轴的每个曲拐都是由主轴颈、曲柄和曲柄销三部分组成的。与主轴承相配合的部分称主轴颈,与连杆大头瓦相配合的部分称曲柄销或连杆轴颈,连接主轴颈与曲柄销或连接相邻两个曲柄销的部分称曲柄。
4. 活塞式制冷压缩机飞溅式润滑的工作过程是怎样的
飞溅式润滑方式不设油泵,它是借曲柄连杆机构的运动把曲轴箱中的润滑油甩向所需润滑机构的表面的一种润滑方式。其工作过程大致为:当曲轴旋转运动时,曲拐和连杆大头与润滑油接触,并将润滑油甩到汽缸镜面及曲轴箱壁面,使活塞、汽缸、连杆等摩擦面得到润滑。在前后两个主轴承座上设有漏斗状的润滑油收集器,将汽缸和曲轴箱壁流下来的润滑油收集起来,再经过油孔润滑前后轴承。
飞溅式润滑方式,其润滑油路中油压低,对摩擦面的冷却和润滑效果较差,同时油路中不能装设润滑油过滤器,润滑油污脏快,机器的磨损加剧。但由于这种润滑系统简单,目前在小型半封闭式和开启式压缩机上还有应用。