2.1容积压缩机分类

容积式压缩机pistoncompressor按排气压力分：低压0.2～1.0MPa中压1～10MPa高压10～100MPa按排气量分：微型1m3/min小型1～10m3/min中型10～100m3/min大型100m3/min容积压缩机的分类往复压缩机的分类容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式转子式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机往复压缩机膜片式压缩机Hydrogencompressor–Oilfreediaphragmcompressor–Threestagecompression–6,100PSIoutput滑片式压缩机吸气排气转子上有若干滑片，与汽缸内壁构成扇形单元容积，转子旋转一周，单元容积由最小逐渐变大，再由最大逐渐变小，不断循环，完成吸气、压缩、排气等过程。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。最长的使用寿命-----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使压缩机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。单工作腔滑片压缩机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的压缩机特点结构简单，零部件少，加工与装配容易实现，维修方便。运转平稳、噪声低、振动小。由于无偏心旋转的零部件，因此动力平衡性能好，尤其在高转速运动时振动和噪声很小。起动冲击小。滑片在起动时逐步伸出，惯性和静摩擦转矩小，因而起动转矩缓慢上升，减少了起动冲击。效率高。特点由于没有吸气阀，余隙容积小且余隙膨胀不直接影响吸气基元，因而使吸气损失减少，容积效率提高。结构紧凑、体积小、重量轻，便于狭窄空间安装，因而比较适合汽车空调使用。特点压缩机中多个基元同时工作，因此输气量比较大、流量均匀、脉动性小、不需安装很大的贮气器。滑片顶部与气缸内表面发生磨损时，滑片能自动伸长进行补偿，从而可延长使用寿命。特点滑片压缩机的主要缺点是滑片与转子、气缸之间的机械摩擦比较严重，产生较大的磨损和能量损失，因此使用寿命和效率较低。近年来围绕降低机械摩擦损失进行了不懈的努力，出现了许多新奇的结构。此外，虽然滑片寿命现在已能突破8000h，但取决于材质、加工精度及运行条件，故它仍是影响滑片压缩机运转周期的一个重要因素。单工作腔滑片压缩机按滑片与转子、气缸之间的不同润滑方式（它主要取决于滑片材料），滑片压缩机可分为滴油、喷油和无油三类。双工作腔滑片压缩机双工作腔滑片压缩机是70年代才开发使用的新型旋转压缩机，它由气缸、转子、滑片、两端盖、进排气孔及排气阀等组成。圆形转子2同心安装在扁圆形气缸3内，形成两个月牙形工作腔。转子上开有若干槽，滑片4置于其中并能来回滑动，当原动机带动转子转动时，由于离心力的作用，滑片被甩出，紧贴在气缸内表面上，形成压缩机的工作基元。每个基元在转子一转中完成两个工作过程。234特点除具有单工作腔滑片压缩机的特点外，还具有如下特点：每个基元在转子每转中吸、排气两次，完成两个工作循环，因而流量更均匀、脉动性更小、输气量大且结构更加紧凑。压缩机有两个对称的工作腔，两组吸、排气口相错180度，这样作用在转子上的径向气体力基本平衡（滑片为偶数时理论上可以完全平衡），卸除了轴承的径向负荷，故轴承的使用寿命长、可靠性好。转子与气缸同心，这给机器的制造和安装带来了极大的便利。双工作腔滑片压缩机（旋叶式压缩机）旋叶式压缩机是一种比滑片式压缩机效率更高、体积更小的一种新型回转式压缩机，广泛用于汽车空调器系统中。其工作原理与滑片式压缩机相似旋转叶片式压缩机贯穿滑片压缩机转子上的滑片槽是贯通的，整体滑片放在通槽中。滑片两端与气缸保持接触，转子转动时，带动滑片运动，其两端始终沿气缸内壁滑动。由于滑片的运动始终受到气缸内壁的约束，因此气缸型线不再是圆或椭圆，而是根据滑片运动机理生成的曲线（面）。滑片伸出转子外的部分，与气缸内表面及转子外表面形成工作单元，滑片随转子转动时，基元容积周期变化，从而完成压缩机的工作循环。贯穿滑片压缩机转子每转完成的排气次数为滑片数的二倍。常见的贯穿滑片压缩机中，滑片多为1或2片特点贯穿滑片压缩机除具有传统滑片压缩机的特点外，由于其滑片端部是靠受到气缸内壁的约束来实现该部位密封的，且其间存在完整或部分油膜，因此既保证滑片端部密封又大大地减轻了该部位的摩擦损失。这是贯穿滑片压缩机的最大优点。贯穿滑片压缩机主要用于房间空调和轿车空调系统中，另外贯穿滑片机构还有用做真空泵，产生600Pa左右的粗真空，其容量范围为2000~6000cm3/r。23旋叶式与滑片式压缩机的比较1）基元容积组成不同。2）转子与气缸是同心配置，转子完全可以平衡。3）提高转速后使泄漏减少。4）斜置的叶片，使摩擦力减小，效率也提高了。24气体旁通法或吸气节流法，容量的连续调节前端盖上设有旁通孔口2，根据旁通孔口开启度的大小使输气量在0~100%范围内变化。滚动转子式压缩机1-排气阀2-排气口3-弹簧4-滑片5-吸气口6-气缸7-偏心轴8-转子转子的主轴在原动机拖动下旋转时，偏心转子紧贴着汽缸内壁面回转，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。2626工作过程a.压缩过程开始b.压缩过程结束，排气过程开始理论最大吸入容积c.排汽过程结束27•滚动转子式压缩机的特点•零部件少，结构简单•易损零件少，运行可靠•没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数较高•在相同冷量情况下，压缩机体积小、重量轻、运转平衡•加工精度要求较高•密封线较长，密封性能较差，泄漏损失较大28特点：变频调速进行无级能量调节。频率调节范围为30～120Hz，转速在1600~6200rpm.采取一些减振和削声措施。多重膨胀室、排气消声器和共鸣式排气消声孔。平衡块降低高速时引起的振动。•滚动转子式压缩机发展趋势（1）变频压缩机变频电机平衡块排气阀消声器消声孔滑阀回油管29•输汽量调节——变频调节引入变频技术，具有节能、舒适、启动快速、温控精度高和易于实现自动化等优点。启动时，压缩机高速运转，快速接近暖房设定温度，当室内温度趋于适合温度时，压缩机低速运转，可减少开停次数，并使室温变化很小，达到既节能又舒适的目的。30•（1）交流变频微机部分(系统控制)数字信号控制部分(波型)整流器部分(交流变直流)逆变器部分(直流变交流)M电动机遥控器温度传感器被控温度电源（50/60Hz)~31交流变频电压波形空调用变频器多采用：电压源型脉宽调制方式特点：①保持U/f近似恒定，使电动机的最大转矩在很宽的频率范围内保持恒定，即转矩不随转速变化，只随负荷而变。②主电路简单，负荷响应好。频率调节范围：30~120Hz，转速：1600~6200rpm32（2）直流变频UaU续流二极管aI常数K周期性开闭开关电机调节原理：调整直流电机电枢的电压来改变电机转速。将50Hz或60Hz固定频率的交流电转变成直流电，对直流电动机进行调速，省却了交流变频器又将直流变成交流的麻烦。33•旁通调节调节压缩机输气量，以达到调节负荷的目的。螺杆压缩机螺杆压缩机运动示意图使用特例：ElectricalVehiclePoweredbyFuelCellSystemPEMFuelCellSystemWater-injectedTwinScrewCompressorinFuelCellSystem从大气中吸气排向大气3245气路水路1.电机2.连轴器3.进气过滤器4.螺杆压缩机5.进水阀门6.水分离器7.排气阀门8.燃料电池系统9.水箱过量水排出10.排水阀门11.水泵111679101212.风冷却器8燃料电池堆涡旋式压缩机•涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。•由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。•涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。涡旋压缩机工作原理40两盘啮合时，与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积41涡旋盘实物由两个涡旋盘相错180°对置而成，其中一个是固定涡旋盘，而另一个是旋转涡旋盘，它们在几条直线(在横截面上则是几个点)上接触并形成一系列月牙形容积。旋转涡旋盘由一个偏心距很小的曲柄轴驱动，绕固定涡旋盘平动，两者间的接触线在运转中沿涡旋曲面移动。它们之间的相对位置，借安装在旋转涡旋盘与固定部件间的十字滑环来保证。涡旋压缩机在主轴旋转一周的时间内，仅有的进气、压缩、排气三个工作过程是同时进行的，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。44涡旋式压缩机45输汽量调节——变转速调节涡旋式压缩机比活塞式和滚动转子式适用于更宽的速度范围46涡旋式制冷压缩机特点（1）相邻两室的压差小，气体的泄漏量少。（2）由于吸气、压缩、排气过程是同时连续地进行，压力上升速度较慢，因此转矩变化幅度小、振动小。（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）无吸、排气阀，效率高，可靠性高，噪声低。47涡旋式制冷压缩机特点（5）由于采用气体支承机构，故允许带液压缩，一旦压缩腔内压力过高，可使动盘与静盘端面脱离，压力立即得到释放。（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。（8）密封要求高，密封机构复杂。48变容量旁通调节——汽车空调中常用通过活塞式控制阀6控制回流气体调节孔9的开启度，以控制吸入气体的回流量，从而实现输汽量的调节。