第 五 章 螺杆式制冷压缩机
5.1 基本结构和工作原理 5.2 螺杆转子齿形及结构参数 5.3 热力性能 5.4 吸排气孔口和内容积比调节 5.5 转子受力分析 5.6 开启式和封闭式螺杆式压缩机结构 5.7 螺杆式压缩机装置系统 5.8 单螺杆式压缩机 5.9 螺杆式压缩机的噪声和振动
5.1 基本结构和工作原理
工作模拟
工作过程
（1）吸气过程 当基元容积由最小向最大 变化时，它与径向和轴向吸气口相通，进行 吸气过程（图a、b）。当基元容积达到最大 并与吸气口隔开时，吸气结束（图c）。
（2）压缩过程 随着转子继续旋转 ，基元 容积由最大逐渐变小，开始气体的压缩过程 （图d、e）。
（3）排气过程 当基元容积开始与轴向和 径向排气口接通时，进行排气过程(图f)，直 到基元容积变为零为止。
主动转子型线与从动转子型线在端平面上啮合 运动时，啮合点的轨迹称为啮合线。显然，型面接 触线在端平面上的投影就是型线的啮合线。
二、型线的分类和基本要求
主要有对称型线和非对称型线两种
对称型线——齿型对称于齿顶中心线且 型线完全相同的型线。
非对称型线——齿型不对称于齿顶中心 线且型线不同的型线。
单边型线——只在转子节圆的内侧或 外侧一边具有型线。
机体是连接各零部件的中心部件， 它为各零部件提供正确的装配位置，保 证阴、阳转子在气缸内啮合，可靠地进 行工作。
2.螺杆
转子是螺杆 式制冷压缩机的 主要部件，常采 用整体式结构， 将螺杆与轴做成 一体。
转子的毛坯常 为锻件，一般多采 用中碳钢 ，有特殊 要求时也有用40Cr 等合金材料。
3.轴承与油压平衡活塞
双边型线——节圆内外均具有型线。
三、摆线的形成和特性 基圆
摆线
四、单边对称圆弧型线
五、单边不对称型线
5.3 热力性能
一、输气量的计算
V t h 6m 1 0 n 1 V 1 m 2 n 2 V 2
m1n1m2n2 V1 A01L V2 A02L
V t h6m 1 0 n 1 L A 0 1 A 02
上述三种损失的大小，与压缩机的尺 寸、结构、转速，制冷工质的种类、气缸 喷油量和油温，机体加工制造的精度、磨 损程度及运行工况等因素有关。
泄漏三角形
形成： 高压基元容积内气 体向较低压力基元容 积泄漏，其泄漏面形 状接近空间曲边三角 形，称为泄漏三角形， 又称轴向泄漏。
转子的齿形 应具有较小的泄 漏三角形，理论 上越小越好。
5.4 吸排气口和内容积比调节
吸排口
工作原理
ห้องสมุดไป่ตู้
吸入
[Suction]
压缩
[Compression]
排出
[Discharge]
5.2 螺杆转子齿形及结构参数 螺杆式制冷压缩机的基本参数 1.齿一数般采用阳阴转子齿数比4︰6的方案， 不对称齿型的齿数比趋向5︰6的方案。
2.公称直径、长径比
确定螺杆直径系列化的原则是：在最 佳圆周速度的范围内，以尽可能少的螺杆 直径规格来满足尽可能广泛的输气量范围。
一般值在11.5之间，我国产品有两种 长径比，即=1.0和=1.5 。
径向力大小与转子直径、长径比、内压力 比及运行工况有关。
轴向力大小与转子直径、内压力比及运行 工况有关。
承受径向力的轴承负荷由大到小依次是： 阴转子排气端轴承、阳转子排气端轴承、阴转 子吸气端轴承和阳转子吸气端轴承。
为保证阴、阳转子的精确定位及平衡轴向 力和径向力，通常用一个平衡活塞或类似装置 在它两边施加一定的压差，来达到这一目的。
二、螺杆式制冷压缩机的特点
1.内容积比
工作容积吸气终了的最大容积V1与内压缩 终了的容积V2的比值称为螺杆式制冷压缩机的 内容积比，即
V
V1 V2
P1V1n P2V2n
P
P2 P1
(V1 )n V2
2. 附加功损失
欠压缩
过压缩
3. 螺杆式制冷压缩机的优、缺点
1）工作于中型制冷量范围内，易损件少， 有利于实现操作自动化，可靠性和效率较 高.
一、螺杆式制冷压缩机的工作原理及工作过程
日立螺杆式压缩机
R-22, R-134a, and R-407C refrigerants
工作原理
螺杆式压缩机的工作是依靠啮合运动 着的阳转子与阴转子，并借助于包围这一 对转子四周的机壳内壁的空间完成的。
当转子转动时，转子的齿、齿槽与机壳 内壁所构成的呈“V”字形的一对齿间容 积称为基元容积。其容积大小会发生周期 性的变化，同时它还会沿着转子的轴向由 吸气口侧向排气口侧移动，将制冷剂气体 吸入并压缩至一定的压力后排出。
2）加工精度高，价格较高，噪声大. 3）部分负荷的效率较高，无活塞式的液 击和离心式的喘振现象. 4）采用喷油方式，需要喷入大量油而必 须配置相应的辅助设备。
螺杆式压缩机的结构
一、螺杆式制冷压缩机的结构
1.机 壳
螺杆式制冷压 缩机的机壳一般为 剖分式。它由机体 （气缸体）、吸气 端座、排气端座及 两端端盖组成。
圆周速度确定后，螺杆转速也随之 确定。喷油螺杆压缩机主动转子转速 范围为630～4400r/min。
螺杆式压缩机转子型线
一、转子型线的基本概念
螺杆压缩机转子的扭曲齿面称为转子的型面。 型面与垂直于转子轴线平面（如端平面）的截交线 称为转子的型线。
主动转子与从动转子两型面之间相互接触，所 形成的空间曲线，称为型面的接触线，它把齿间基 元容积分为两个压力不同的区域，起到密封和隔离 基元容积的作用。
令Cn
m1(A01A02) D12
理论输 Vth气 6C 0n量 n1L1 D 2
扭 扭角 角 系C C系 数 j在 j 0V.V数 9tgh6~1范围
有效理论V输 g 6气 0CnC 量 jn1LD 12
实际输气 Va量 Vg
二、影响输气系数的主要因素
1. 泄漏损失 2. 吸气压力损失 3. 预热损失
3. 螺杆扭转角 —— 表示转子上一个齿的扭曲程度。
当前较多采用的是: 阳转子的扭转角为270、300;
阴转子的扭转角则为180、200°。
4.圆周速度和转速
螺杆齿顶圆周速度是影响压缩 机外形尺寸及效率的重要因素。
喷油螺杆压缩机阳转子的最佳圆周 速度在15～45m/s之间；少油螺杆压 缩机的在25～65m/s之间；无油螺杆 压缩机的则在60～120m/s。