项目3往复活塞式压缩机的结构特点和工作原理(教学设计方案模板).doc

项目3压缩机组件的结构、检测与代换3.2.1 往复活塞式压缩机的结构特点和工作原理基本信息知识点元数据信息标题3.2.1 往复活塞式压缩机的结构特点和工作原理知识点代码BXKT201430_BO2_3_1知识点位置第三章第二节版权和限制具体模块填写表3.2.1 往复活塞式压缩机的结构特点和工作原理知识点导学对于电冰箱和空调器而言，压缩机是最主要的部件，它是制冷循环系统的动力源。压缩机的运转使制冷循环系统中的制冷剂在管路中循环流动，通过热功的转换达到制冷目的。压缩机一旦停止运转，整个制冷循环系统中的制冷剂循环便停止。 目前，压缩机的种类大体上可分为往复活塞式、旋转活塞式、涡旋式以及变频式4种。知识点内容重难点1、2、知识点内容讲解3.2.1 往复活塞式压缩机的结构特点和工作原理 (一)往复活塞式压缩机的种类结构 往复活塞式压缩机是通过其内部特制的传动机构，将电动机的旋转运动转变成压缩机活塞的往复运动。压缩机的活塞在汽缸内往复运动就会使汽缸内形成容积差，从而实现将蒸发器内的低压制冷剂气体吸入到压缩机的汽缸内，并对制冷剂气体进行压缩和输送，最终确保制冷循环系统的工作，这是往复活塞式压缩机的基本工作过程。 图3-1所示为往复活塞式压缩机的实物图及其内部结构图。目前，大多数电冰箱都采用往复活塞式压缩机。图3-1往复活塞式压缩机的实物图及其内部结构图 一般往复活塞式压缩机还可分为滑管式和连杆式两种，它们的主要区别是采用的传动机构不同，滑管往复活塞式压缩机采用滑管作为传动机构，而连杆往复活塞式压缩机采用连杆作为传动机构。 1滑管往复活塞式压缩机 图3-2所示为滑管往复活塞式压缩机的内部结构示意图，它主要由曲轴、滑管与活塞组件（滑簪和活塞被制作成一体，因此也可称其为滑管活塞组件）、汽缸、机壳等部分组成。 图3-3所示为滑管往复活塞式压缩机传动部分的结构示意图。滑管与活塞被焊接在一起，呈“T”字型。曲轴销穿过滑管壁上的导槽垂直插入到滑块的圆孔中，当电动机带动曲轴旋转时，曲轴销便带动滑块在滑管中做往复运动，从而带动活塞在汽缸内往复运动实现制冷剂气体的压缩和输送。 从图3-3中可以看出，当滑块带动活塞运动时，只有在滑块中心线与活塞中心线重合的瞬间，活塞无侧向力产生。除此之外，在其他任意位置，两者的中心线都不会重合，从而会产生扭矩，引起活塞对汽缸的侧向力，活塞对汽缸壁的摩擦将加剧。因此，此种结构的压缩机常会出现单边磨损的情况。图3-2滑管往复活塞式压缩机的内部结构示意图图3-3滑管往复活塞式压缩机传动部分的结构示意图 图3-4所示为滑管往复活塞式压缩机的油泵结构示意图，在曲轴的底部安装有油嘴，且在轴颈上设有输油孔。当曲轴高速旋转时，润滑油就会通过油嘴，依靠离心力的作用，沿输油孔流至曲轴表面的螺旋槽槽口处，随着曲轴的转动，润滑油就会沿着螺旋槽的槽口上升，最终送入压缩室部分，以供压缩室各部件润滑或散热之用。 2连杆往复活塞式压缩机 图3-5所示为连杆往复活塞式压缩机的内部结构示意图。 连杆往复活塞式压缩机的大部分部件与滑管往复活塞式压缩机基本相同，它们都是采用曲轴作为主轴，通过曲轴将电动机的旋转运动转变成活塞的往复运动，所不同的是连杆往复活塞式压缩机采用连杆机构代替了滑管往复活塞式压缩机的滑管组件。当电动机旋转时，带动曲轴旋转，从而带动连杆运动，使活塞做往复运动。图3-6所示为连杆往复活塞式压缩机的连杆机构示意图。 连杆往复活塞式压缩机一般分为两种，一种为曲轴连杆往复活塞式压缩机，男一种为曲柄连杆往复活塞式压缩机。图3-4滑管往复活塞式压缩机的油泵结构示意图 图3-5连杆往复活塞式压缩机的内部结构示意图图3-6连杆往复活塞式压缩机的连杆机构示意图 曲轴连杆往复活塞式压缩机以主、副轴承作为两个支撑点，使轴承摩擦面的受力均匀。一般来说，较大功率的压缩机多采用曲轴连杆式这种结构。 曲柄连杆往复活塞式压缩机是将曲轴变为了曲柄的结构，它以单支撑点受力，只有一个轴承套。一般功率较小的压缩机多采用这种结构。 连杆往复活塞式压缩机的综合性能要高于滑管往复活塞式压缩机。连杆往复活塞式压缩机的活塞与汽缸之间没有侧向力产生，活塞表面的受力较均匀，因此其磨损较小，寿命较长，且功率适用的范围广。 往复活塞式压缩机的缺点是其汽缸顶部存在余隙容积，吸气和排气压力损失、汽缸内活塞间的蒸气泄露及功率损失同时存在。 （二）往复活塞式压缩机的工作原理 图3-7所示为往复活塞式压缩机的工作原理图。往复活塞式压缩机主要由汽缸、吸气阀、排气阀、活塞、连杆、曲轴等部件组成。它的工作主要分为吸气、压缩、排气和膨胀4个过程。往复活塞式压缩机主要是将压缩机中电动机的旋转运功转换成活塞的往复运动，从而实现制冷剂气体的压缩和输送。 1吸气过程 当压缩机的电动机线圈通电时，压缩机的电动机开始旋转，电动机的旋转就会带动曲轴进行旋转，进而带动连杆和活塞向下运动，在此过程中汽缸内的压力开始降低。当压缩机汽缸内的压力小于压缩机吸气管（回气管）中的压力时，在压力差的作用下，汽缸内的吸气阀打开，吸气管中的气体经吸气阀被吸入汽缸内，这一过程即为“吸气过程”。吸气过程将一直持续到活塞到达汽缸中的最低位置。图3-7往复活塞式压缩机的工作原理图 2压缩过程 随着压缩机的电动机带动曲轴继续旋转，连杆及活塞将从汽缸中的最低位置开始向上移动，在此过程中汽缸的容积将A渐缩小，汽缸内的制冷剂气体受到压缩，气体的压力不断升高，汽缸内的压力也逐渐升高，这一过程即为“压缩过程”。 注：在压缩过程中，当汽缸内的压力大于压缩机吸气管内的压力时，吸气阀将关闭。同时，在压缩过程中低温低压的制冷剂气体将被压缩成高温高压的制冷剂蒸气。 3排气过程 制冷剂气体逐渐被压缩，汽缸内的压力逐渐升高，当汽缸内的压力大于压缩机排气管中的压力时，在压力差的作用下，汽缸内的排气阀打开。压缩后的高温高压的制冷剂蒸气便从汽缸内不断地排出，这一过程即为“排气过程”。排气过程将持续到活塞到达汽缸中的最高位置。 4膨胀过程 当活塞到达汽缸中的最高位置时，电动机继续带动曲轴旋转，从而使连杆带动活塞向下运劫。此时，在汽缸的余隙容积中残留的制冷剂蒸气开始膨胀，且随着活塞的向下运动，汽缸内的压力和温度也随之下降。当汽缸内的压力小于压缩机排气管中的压力时，排气阀关闭，此时汽缸内的压力仍大于压缩机吸气管中的压力，因此吸气阀仍是关闭的。活塞继续向下运动，汽缸内的制冷剂气体继续膨胀，这一过程即为“膨胀过程”。膨胀过程将持续到汽缸内的压力下降到与压缩机吸气管中的压力相等。 注：压缩机排气管中的压力远大于吸气管中的压力。 随着电动机的继续旋转，活塞随之继续向下运动，汽缸内的压力也逐渐降低。当汽缸内的压力小于压缩机回气管中的压力时，吸气阀再次打开，制冷剂气体被再次吸入到汽缸内，开始第2次的吸气、压缩、排气和膨胀循环。 实际上，活塞