理论教育 压缩机工作过程及气缸特征角变化分析

压缩机工作过程及气缸特征角变化分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3.3压缩机的工作过程接下来,用图3.4所示的气缸特征角来说明压缩机的工作过程。转角由4π-γ转至4π-δ时为基元容积中制冷剂气体的膨胀过程。图3.5基元容积及制冷剂气体压力随转角θ的变化

压缩机工作过程及气缸特征角变化分析

压缩机工作时,在驱动电机的带动下偏心轮轴气缸中心旋转,随着偏心轮轴绕气缸中心在气缸中连续转动,吸气腔、压缩腔的容积不断周期性变化,容积内的气体压力随基元容积的大小而改变,从而完成压缩机的吸气、压缩、排气及余隙膨胀等四个工作过程。

压缩机的工作过程如图3.3所示。在图3.3a中,滚动转子的转角为0°,此时,滚动转子中心和气缸中心的连线与滑片的中线处于同一直线上,气缸的基元容积中充满低压制冷剂气体;在图3.3b中,气缸的基元容积被滑片分隔成两个部分,滑片的一侧处于吸气过程,滑片的另一侧处于压缩过程;在图3.3c中,气缸的一个基元容积继续吸气,另一基元容积内的制冷剂气体压力达到气缸外的压力,开始进入排气过程;在图3.3d中,气缸的一个基元容积仍然继续吸气,另一个基元容积处于排气过程,并随着滚动转子的转动逐渐接近排气结束,进入余隙膨胀过程。

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图3.3 压缩机的工作过程

接下来,用图3.4所示的气缸特征角来说明压缩机的工作过程。在图3.4中,O点为偏心轮轴的转动中心(即气缸中心),O1点为滚动转子的自转中心,OO1的连线表示滚动转子转角θ的位置。当滚动转子处于最上端位置,即θ=0°时,滚动转子与气缸的切点T位于气缸内壁的顶点。在图3.4中,α为吸气孔口后边缘角,β为吸气孔口前边缘角,γ为排气孔口后边缘角,δ为排气孔口前边缘角,ψ为排气开始角。

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图3.4 滚动转子式制冷压缩机气缸的特征角

(1)滚动转子从θ=0°开始按顺时针方向旋转,转角θ转至吸气孔口后边缘角α之前,基元容积由0开始不断扩大而不与任何孔口相通,它构成吸气封闭容积。封闭容积内的制冷剂气体主要来源于泄漏,随着封闭容积内的气体膨胀,其压力低于吸气腔压力psα的大小影响吸气开始前吸气腔中的气体膨胀,α越大容积内气体压力越低。

(2)当转角θ等于吸气孔口后边缘角α时,基元容积与吸气孔口相连通,容积内的制冷剂气体压力恢复为压缩机的吸气压力ps

(3)转角θ从吸气孔口后边缘角α到2π为吸气过程,从θ=α时开始吸气,到θ=2π时结束吸气过程。当转角θ等于2π时基元容积最大。(www.daowen.com)

(4)当滚动转子开始第二圈运转,转角在2π<θ<2π+β范围内时,原来充满吸入制冷剂气体的吸气腔变为压缩腔,但在吸气孔口前边缘角β内,压缩腔与吸气孔口相连通,基元容积内的气体产生回流,吸气状态的制冷剂气体倒流回吸气孔口,造成容积损失。

(5)转角θ由2π+β转至2π+ψ时为压缩过程,此时基元容积逐渐减小,基元容积内的制冷剂气体压力随之逐渐上升,直至达到排气压力pd

(6)转角由2π+ψ转至4π-γ时,排气阀打开,此过程为排气过程,基元容积内的制冷剂气体压力为压缩机排气压力。排气结束时气缸内还残留有高温高压的气体,此容积称为余隙容积。

(7)转角由4π-γ转至4π-δ时为基元容积(余隙容积)中制冷剂气体的膨胀过程。余隙容积与低压基元容积(吸气腔)经排气孔口接通,余隙容积中高压制冷剂气体膨胀至吸气压力ps,使低压基元容积吸入的制冷剂气体量减少。

(8)转角由4π-δ转至4π时是排气封闭容积的再压缩过程,工作腔内的气体压力急剧上升且超过排气压力。

基元容积及制冷剂气体压力随转角θ的变化如图3.5所示。

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图3.5 基元容积及制冷剂气体压力随转角θ的变化

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