Из чего состоит компрессор – Принцип работы компрессора | Принцип действия компрессора | Работа компрессора кондиционера

Содержание

Устройство, работа поршневого компрессора

В этой статье мы рассмотрим устройство и работу поршневого компрессора, который чаще всего применяется в пневматической системе автосервисов и шиномонтажей.

Что же такое компрессор? – по своему устройству это машина, предназначенная для сжатия и транспортировки газов с повышением давления на соотношение более чем 1,1. В наше время область применения и работа поршневых компрессоров очень широка, они необходимы на всех предприятиях, где в качестве источника энергии используют сжатый воздух. Компрессор можно встретить на заводах, газозаправочных станциях, автосервисах, медицинских учреждениях и даже мастерских по ремонту обуви.

На сегодняшний день наиболее распространенными типами устройств являются поршневые и винтовые компрессоры. Так как винтовые компрессоры имеют более высокую стоимость, то на небольших предприятиях, в том числе и СТО, широко применяются в работе поршневые компрессоры. Потребителями сжатого воздуха в автосервисе служат пневмогайковерты, пневмодрели, краскопульты, шиномонтажные станки, установки вакуумного отбора масла и т. д.

Устройство поршневого компрессора

Основным элементом устройства поршневого компрессора является компрессорная головка (поршневой узел). Ее конструкция напоминает двигатель внутреннего сгорания. Она состоит из цилиндра, поршня, поршневых колец компрессора, шатуна, коленчатого вала, а также впускного и нагнетательного клапанов. В отличие от ДВС, клапаны в компрессоре представляют собой пластинку с пружиной и при работе поршневого компрессора приводятся в действие не принудительно, а от перепада давлений. Для смазки устройства поршневого компрессора, в частности трущихся деталей, в компрессорную головку заливают масло.

В случае если необходимо получить сжатый воздух высокой чистоты и без примесей масла (например, в медицинских учреждениях) применяют безмасляные компрессоры. В таком устройстве поршневого компрессора кольца выполнены с полимерных материалов, а для надежной работы поршневого компрессора применяют графитовую смазку.

Для достижения более высокой производительности поршневого компрессора компрессорные головки изготавливают с несколькими цилиндрами, которые могут иметь рядное, V-образное или оппозитное устройство.

В движение коленчатый вал приводится от электродвигателя, что обеспечивает работу поршневого компрессора. В зависимости от способа соединения с электродвигателем различают компрессоры поршневые с ременным и прямым приводом.

  1. При прямом приводе головка и двигатель расположены на одной оси и их валы в устройстве поршневого компрессора соединены напрямую.
  2. В компрессорах поршневых ременного типа привод головки и мотор расположены параллельно друг другу, а движение предается через ременную передачу. На шкиве привода головки установлены лопасти, которые обеспечивают охлаждение поршневого узла.

Другим важным элементом в устройстве и работе поршневого компрессора является ресивер, который представляет собой стальную емкость и предназначен для поддержания постоянного давления и равномерного расхода воздуха. В ресивере также установлен клапан для сброса давления в случае если будет превышено его допустимое значение.

Для обеспечения работы поршневого компрессора в автоматическом режиме в устройстве поршневого компрессора находится прессостат (реле давления), который при достижении заданного давления размыкает контакты и останавливает двигатель, а при снижении давления ниже некоторого значения замыкает контакты и запускает компрессор.

Работа поршневого компрессора

Работа поршневого компрессора осуществляется по следующему принципу: при движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение, в результате чего открывается впускной клапан. Так как в цилиндре давление ниже атмосферного, то через клапан поступает воздух. Для очистки поступающего воздуха в устройстве поршневого компрессора применяют фильтры. Во время движения поршня вверх при работе поршневого компрессора оба клапана закрыты. При сжатии воздуха возрастает давление в цилиндре и открывается нагнетательный клапан, через который воздух поступает в ресивер. Работающие по такому принципу поршневые компрессоры носят название одноступенчатых.

Одним из недостатков устройств поршневых одноступенчатых компрессоров является ограниченное рабочее давление. Работа поршневого компрессора данного типа возможна с повышением давления только до 10 атмосфер. Это объясняется тем, что при больших давлениях сильно возрастает температура в цилиндре и может загореться масло, которое используется для смазки деталей.

Для достижения более высоких давлений в работе поршневых компрессоров применяют многоступенчатый принцип, в котором воздух поочередно сжимается в каждой ступени до определенного значения, после чего охлаждается в холодильнике и подается в цилиндр следующей ступени, где сжимается до более высокого давления. В качестве холодильника в устройстве поршневого компрессора используют медную трубку с ребрами охлаждения.

Работа поршневых компрессоров на небольших предприятиях наиболее часто основывается на двухступенчатой установке с двумя цилиндрами. Цилиндр первой ступени, как правило, имеет больший диаметр чем второй.

При выборе поршневого компрессора необходимо в первую очередь учитывать характеристики потребителей сжатого воздуха. Ведь работа поршневого компрессора не должна быть постоянной. При правильном подборе компрессорной головки и ресивера время работы компрессора должно быть равным времени отдыха.

Стоит учесть, что все производители указывают на своих компрессорах производительность в л/мин только на входе. Так как при повышении давления нагнетания производительность снижается, то для того чтобы узнать ее значение на выходе нужно от указанных данных отнять 30 %.

info-parts.ru

Устройство компрессора холодильника: классы, особенности

Холодильник в настоящее время представляет собой незаменимый элемент бытовой техники, и очень сложно найти квартиру, где не было бы такого белого шкафчика. Стоит только данному агрегату поломаться, как люди понимают, что без него просто не обойтись, и для того чтобы случаи поломок возникали редко, необходимо подойти к выбору этого агрегата рационально.

Устройство прибора

Однако любой холодильник имеет достаточно сложное устройство, и поэтому необходимо разобраться, из каких же именно частей он состоит.

  • Хладагент. В этом элементе используется газ фреон, и утечка этого газа способствует тому, что агрегат выходит из строя.
  • Конденсатор. Он же представлен решёткой, которую все видели, и не каждый знает, что же она из себя представляет.
  • Испаритель. Данная деталь не видна. Это внутренняя стенка холодильника.
  • Компрессор. Является основной частью современной бытовой техники охлаждающего типа. Он представлен специальным насосом, который несёт ответственность за то, чтобы хладагент прокачивался по трубкам, чтобы он забирал тепло и выводил его из рабочего корпуса. Наиболее часто встречающейся причиной поломки холодильника является выход данной детали из строя. Так, если сравнить бытовой прибор с человеческим организмом, то можно говорить о компрессоре, как о сердце, а о хладагенте, как о крови, которая циркулирует в сердечно-сосудистой системе. Оба этих элемента играют основную роль в работе всего агрегата.

Так, если рассматривать принцип работы холодильника в целом и важно компрессора, то всё можно описать следующим образом: хладагент находится внутри холодильника и он имеет состояние пара.

Компрессор, при использовании давления, перекачивает этот пар оттуда и помещает в конденсатор, хладагент в итоге превращается в жидкое состояние.

Температура хладагента становится высокой. В этом и заключается действие составляющей детали охлаждающего агрегата.

Классификация компрессоров холодильника

Не зря многие слышали, что современные конфигурации охлаждающей техники бытового назначения, которые стоят у всех дома, имеют поршневые компрессоры. И если кто-то полагает, что корейцы могли придумать что-то новое, то это глубокое заблуждение. Каждый вид, для холодильника имеет ряд своих преимуществ и недостатков.

Можно выделить несколько наиболее популярных и распространённых типов данных частей холодильного агрегата:

  • поршневые;
  • спиральные;
  • ротационные;
  • центробежные;
  • винтовые.

Поршневые разновидности являются сердцами большинства современных холодильников и это известно всем. Большинство поршневых компрессоров производят свою работу от электродвигателей, которые оснащены вертикальным валом, а также содержат внутри подвеску.

В этом видео ролике, вам покажут, как работает бытовой холодильник, а так же, как устроен его компрессор.

Что касается поршневых компрессоров, то в прошлые годы они оснащались приводом от электродвигателя. Все вибрации были переданы на кожух, который установлен в шкафе холодильника – а именно в его основании.

Все вибрации ранее передавались на этот кожух, а затем, собственно, на саму раму и шкаф. Поршневые типы имеют и свою классификацию. Они могут быт кривошипно-шатунными и кривошипно-кулисными.

В обоих типах узлов, происходит преобразование движения поршня с помощью специального механизма, который зависит от типа компрессора. Они имеют множество преимуществ, среди которых надёжность в работе и простота, но по сравнению с некоторыми другими видами, поршневые имеют крупные габариты.

  • Спиральные. Идея спирали известна человечеству уже относительно долгое время. Сегодня фирмами проводится исследование в области спиральных компрессоров, поскольку они уже испытаны временем и вытеснили другие виды. Они применяются во многих отраслях, и в производстве холодильного оборудования в том числе.
  • Ротационные. Ротационные холодильные компрессоры являются весьма объёмными устройствами, и ротационное движение способно производить постоянных поток паров. Такой механизм способствует тому, что сокращается уровень механического напряжения в самом компрессоре, а следовательно – снижается уровень шума и вибрации. Он оснащён цилиндрическим стальным ротором, и в результате между стеной цилиндра и ротором образуются камеры.
  • Центробежные. Эти компрессоры, по сравнению с поршневыми, которые используются наиболее часто, имеют ряд преимуществ. Это и небольшая масса, а также габаритные размеры, отсутствие каких-либо инерционных сил, простота устройства, надёжность, небольшое количество масла в хладагенте, возможное соединение с двигателем, который является быстроходным. Что касается основных недостатков, то они, как правило, проявляются при невысокой производительности. А КПД этих компрессоров значительно ниже, чем у остальных типов.
  • Винтовые. Принцип работы, основан на том, что происходит сжатие всасываемых паров. Имеется несколько степеней сжатия, но ни один из уровней никак не может соответствовать норме, поэтому необходимо выбирать компрессор, который будет подходить определённым характеристикам. В таких компрессорах используется система регулирования. Блок такого регулирования имеет в своём составе несколько поршней, которые имеют соответствие с полостью профилей.

К основным достоинствам винтовых компрессоров можно отнести следующие:

  • простая конструкция;
  • высокая производительность;
  • эффективность регулировки;
  • небольшие размеры;
  • защита двигателя;
  • низкий уровень вибрации.

Если говорить о недостатках, то в линию нагнетания при работе выбрасывается достаточно много масла.

Потребляемая мощность телевизора. Читайте более детальную информацию, у нас на сайте.

Здесь, находится информация о том, как выполнить ремонт утюга фирмы Браун.

Как работает компрессор в холодильнике Атлант

Конфигурации бренда Атлант уже давно успели обрести себе звание стабильности и гарантию надёжности. Качество находится на должном уровне.

Компания использует компрессоры собственного производства, которые можно по праву считать наиболее надёжными и эффективными во всех странах СНГ. Компрессоры в этих холодильниках способны выдержать перепады напряжения и даже предусмотрены для этого.

Модели серии Атлант имеют следующий принцип работы:

  • В первую очередь компрессор сжимает фреон из испарителя, засосав его, а затем отправляет в конденсатор при использовании фильтра.
  • Внутри конденсатора фреон нагревается и переходит в состояние жидкости. Он находится под давлением, и уже в таком состоянии он оказывается в полости испарителя. Испаритель в этом случае способствует тому, чтобы внутреннее пространство холодильника охлаждалось.
  • Процесс повторяется до тех пор, пока температура не достигнет нужной отметки.
  • Затем электрическая цепь замыкается, и компрессор останавливается. Через определённое время происходит повышение температуры внутри охлаждающей камеры. В результате этого происходит замыкание контактов терморегулятора, и цикл работы повторяется снова.

Так, принцип работы во многих холодильниках является аналогичным, и во всяком случае правильный выбор процессора влияет на его долговечность и качество работы.

Если подойти к выбору бытового прибора охлаждающего действия правильно, а также изучить его внутренний принцип работы, то можно избежать множества поломок.

tehnosektor.ru

Устройство компрессора от холодильника ФГ-0,100 :: АвтоМотоГараж

Компрессор кривошипно-кулисного типа с внутренней подвеской.

К достоинствам этих компрессоров следует отнести меньшую массу и габариты, лучшие показатели по теплоэнергетическим характеристикам, низкий уровень звука и виб¬раций.

Устройство компрессора.

Кожух мотор-компрессора изготовлен из листовой стали. Кривошипно-кулисный мотор-компрессор с вертикальным расположением вала подве¬шен на пружинах внутри герметичного кожуха. В зависимости от конструкции подвески пружины работают на сжатие или растяжение и служат для гашения колебаний, возникающих при работе компрессора. Пружины крепятся на кронштейнах, находящихся в верхней части кожуха, и ввинчиваются в отверстия специальных приливов на корпусе. Корпус компрессора в свою очередь приливами опирается на пружины. Нагнетательная трубка изогнута змеевиком, что не препятствует колебаниям мотор-компрессора.

Цилиндр отлит вместе с глушителями. Он устанавливается на блоке мотор-компрессора позиционируется четырьмя штифтами и фиксируется двумя винтами. Противовес отлит вместе с кривошипным валом. Для уменьшения инерционных масс поршень изготовлен полым. Обойма свернута из листовой стали. Поршень соединен с ней пайкой медистыми припоями. Ползун кулисы чугунный. На торце цилиндра установлена прокладка всасывающего клапана, сам клапан позиционируется двумя штифтами. Нагнетательный клапан вместе с ограничителем крепится к седлу заклепками. Клапаны — пружинные пластинки из стальной высокоуглеродистой, термически обработанной ленты — установлены на штифты. На тех же штифтах установлены скобы, которые ограничивают подъем клапана. Высота подъема всасывающего клапана 0,5±0,08 мм, нагнетательного — 1,18 мм. Диаметр всасывающего отверстия 5 мм, нагнет тельного — 3,4 мм. Седло клапанов и головка цилиндра отлиты из чугуна. Вал ротора вращается в подшипнике в корпусе компрессора.

Система смазки компрессора.

Трущиеся части компрессора смазываются маслом под действием центробежной силы через косое отверстие в нижнем торце коренной шейки вала. При вращении вала масло, попадая в наклонный канал, поднимается вверх и попадает к трущейся паре вал — корпус компрессора. Дальше по винтовой канавке масло поступает к паре вал – ползун. Пара поршень – цилиндр смазывается разбрызгиванием.

Электротехническая часть компрессора.

Электродвигатель однофазный, асинхронный, с пусковой обмоткой. Для пуска двигате¬ля и защиты от перегрузок применяют пускозащитное реле, соединенное с двигателем при помощи колодки зажимов, закрепленной на проходных контактах пластинчатой скобой. Реле установлено на раме. Ротор электродвигателя совмещен непосредственно с валом компрессора. Статор прикреплен к корпусу компрессора четырьмя винтами. Статор набран из штампованных листов электротехнической стали. Обмотка статора двухполюсная, четырехкатушечная. Корпус компрессора чугунный, одновременно служащий опорой вала.

Вскрытия корпуса компрессора и полная разборка …

По случаю попался мне не работоспособный образец для экспериментов компрессора ФГ-0.100. Неисправностью этого компрессора является межвитковое замыкание одной из обмоток электродвигателя.

И так вот подопытный:

Чтоб добраться до внутренностей использовал УШМ, можно использовать ножовку по металлу, но это долго и ещё неизвестно, сколько понадобится полотен :). Толщина стального корпуса компрессора приличная …

Срез выполнялся по сварному шву …

Удаляем пластину-ограничитель, и извлекаем содержимое …

… конструкция подвески. Пружины работают на сжатие …

… силовой агрегат в разных ракурсах …

Продолжаем разбирать дальше:

При неудачной (неправильной) распрессовки вала, немного его поломали. Если нужно чтобы вал был целиковым (не как в нашем случае), то его нужно просто выбить с противоположной стороны колена:

Вот вроде всё разобрали:

Как это устроено от automotogarage.ru

 

automotogarage.ru

Принцип работы компрессора

Компрессором называют устройство для сжатия и нагнетания воздуха. На сегодняшний день существует огромное количество типов компрессоров: поршневые, винтовые, роторные, центробежные, осевые, струйные, мембранные.

Самыми распространенными пока являются поршневые компрессоры, состоящие из рабочего цилиндра и поршня. Принцип работы такого устройства реализован очень просто. Когда поршень опускается, давление в цилиндре падает, что приводит к открытию впускного клапана. Через него в цилиндр поступает воздух до тех пор, пока поршень не доходит до точки своего поворота. Именно в этот момент объем внутренней камеры компрессора достигает своего максимального объема. После этого клапан закрывается, а воздух под действием поршня начинает постепенно сжиматься. По достижении заданного давления воздуха в цилиндре открывается выпускной клапан. Кривошипно-шатунный механизм при этом продолжает движение, поршень и дальше сжимает оставшийся воздух. После прохождения точки поворота поршень опять начинает опускаться и давление снова падает.

Простота и низкая начальная стоимость и обеспечили столь высокую популярность этого типа компрессоров.

Принцип работы винтовых и поршневых компрессоров

Сегодня на смену поршневым постепенно приходят винтовые модели компрессоров. Разработаны они были в 1939 году профессором Лисхольмом в сотрудничестве с компанией JamesHowden&Co. Иногда эти компрессоры еще называют объемными нагнетателями типа Лисхольм по имени их создателя.

Основой конструкции объемного нагнетателя служат два ротора винтовой формы слегка похожие на деталь мясорубки. Профили их дополняют друг друга и при работе входят в герметичное зацепление. Двигаясь навстречу другу они «захватывают» поступающий воздух и начинают сжимать его за счет уменьшения полости между винтами, тем самым создавая необходимое давление.

При работе с большими давлениями корпус винтовых компрессоров очень сильно нагревается и требует дополнительного охлаждения. Да и производство их довольно дорого.

Виды компрессоров

Еще одним очень часто встречающейся разновидностью компрессоров являются компрессоры роторного типа, называемые также воздуходувками. В овальном корпусе такого устройства расположены два ротора, насаженных на оси. Между роторами и корпусом есть небольшое свободное пространство. В процессе работы воздух захватывается лопастями и с силой выдавливается в трубопровод. Именно поэтому роторные компрессоры иногда еще называют компрессорами с внешним типом сжатия. Главный минус подобных устройств вытекает из них строения. При попытках добиться высокой степени сжатия воздух просто начинает просачиваться назад, а, следовательно, и коэффициент полезного действия такого устройства начинает резко снижаться.

Уменьшить утечку воздуха можно путем увеличения скорости вращения роторов. Очевидно, что при определенных значениях мощность, требуемая для вращения роторов, начинает превышать мощность самого двигателя.

Еще одна распространенная конструкция – центробежные компрессоры, главной деталью которого является рабочее колесо (крыльчатка). Крыльчатка выполняется в виде конуса, оснащенного лопастями. Именно от правильности изготовления этой детали и зависит эффективность работы нагнетателя. Внутрь устройства воздух проходит через узкий канал и попадает на лопасти рабочего колеса. Крутящиеся лопасти устройства отбрасывают воздух к стенкам корпуса, где имеется диффузор, и выталкивается в воздушный туннель. Чаще всего воздуховод имеет улиткообразную форму, постепенно расширяясь в диаметре. Такая форма применяется не случайно. В самом начале воздушного туннеля воздух движется быстро, а его давление невысоко, на выходе же скорость воздушного потока падает, а давление возрастает. Чтобы такое устройство работало, скорость вращения крыльчатки должна быть очень высокой. Поэтому работа такого компрессора сопровождается очень сильным шумом. Но так как центробежные компрессоры часто применяются в автомобильном тюнинге, рев турбины не всем кажется недостатком. Некоторые из автолюбителей даже ставят специальные обманки, чтобы сымитировать работу этого устройства.

www.compressor-rnd.ru

Компрессор из чего состоит — Генераторы

Компрессор (от латинского слова compressio — сжатие) — энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Компрессорная установка — это совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия, под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные.

Содержание статьи:

Объёмные компрессоры

В компрессорах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Номенклатура компрессоров данного типа разнообразна (более десятка видов), основные из которых: поршневые, винтовые, роторно-шесте-рён- чатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса, спиральные, компрессор с катящимся ротором.

Рис. 1. Классификация объемных компрессоров

Поршневые компрессоры (рис. 2-3) могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные.

Роторные компрессоры — это машины с вращающим сжимающим элементом, конструктивно подразделяются на винтовые, ротационнопластинчатые, жидкостно-кольцевые, бывают и другие конструкции.

 

Рис. 2. Схема работы поршневого компрессора

Рис. 3. Поршневой компрессор: 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — поршень; 4 — рабочий цилиндр; 5 — крышка цилиндра; 6 — нагнетательный трубопровод; 7 — нагнетательный клапан; 8 — воздухозаборник; 9 — всасывающий клапан; 10 — труба для подвода охлаждающей воды

Рис. 4. Одноступенчатый поршневой компрессор одинарного действия

Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра. Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Поршневые компрессоры бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W — образным и другим расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Действие одноступенчатого воздушного поршневого компрессора (рис. 3) заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения. При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр. При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

Для предотвращения самовозгорания смазки компрессоры оборудуются водяным (труба 10 для подвода воды) или воздушным охлаждением. При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически самым выгодным. Одноступенчатый компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, целесообразно применять со степенью повышения давления при сжатии до b = 7 — 8. При больших сжатиях применяются многоступенчатые компрессоры, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений — выше 10 Мн/м2. В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования. Простейший из них — регулирование изменением частоты вращения вала.

Принципы действия ротационного и поршневого компрессора в основном аналогичны и отличаются лишь тем, что в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть клапаны), а в ротационном компрессоре всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационного компрессора, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуумнасосы. Регулирование производительности ротационного компрессора осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.

Ротационные компрессоры имеют один или несколько роторов, которые бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные пластинчатые компрессоры (рис. 5), имеющие ротор 2 с пазами, в которые свободно входят пластины 3, ротор расположен в цилиндре корпуса 4 эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра возрастать корпуса, в левой части компрессора будут возрастать, что обеспечит всасывание газа через отверстие 1. В правой части компрессора объёмы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается и затем подаётся из компрессора в холодильник 5 или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного компрессора охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы 6 и 7. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного компрессора обычно бывает от 3 до 6.

Рис. 5. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 — отверстие для всасывания воздуха; 2 — ротор; 3 — пластина; 4 — корпус; 5 — холодильник; 6 и 7 — трубы для отвода и подвода охлаждающей воды

Винтовые компрессоры

Конструкция винтового блока состоит из двух массивных винтов и корпуса. При этом винты во время работы находятся на некотором расстоянии друг от друга, и этот зазор уплотняется масляной пленкой. Трущихся элементов нет.

Таким образом, ресурс винтового блока практически неограничен и достигает более чем 200-300 тысяч часов. Регламентной замене подлежат лишь подшипники винтового блока.

Пластинчато-роторные компрессоры

Конструкция пластинчато-роторного блока состоит из одного ротора, статора и минимум восьми пластин, масса которых, а соответственно и толщина ограничены. На пластину в процессе работы действуют силы: центробежная и трения/упругости масляной пленки.

Так как масляная пленка нормализуется и становится равномерной и достаточной лишь после нескольких минут работы компрессора, то во время стартов и остановов идет трение пластин о статор и соответственно повышенный их износ и выработка.

Чем большее давление должен нагнетать такой блок, тем большая разницы давлений в соседних камерах сжатия, и тем большая должна быть центробежная сила для недопущения перетоков сжимаемого воздуха из камеры с большим давлением в камеру с меньшим. В свою очередь, чем больше центробежная сила, тем больше и сила трения в моменты пуска и остановки и тем тоньше масляная пленка во время работы — это является основной причиной, почему данная технология получила широкое распространение в области вакуума (то есть давление до 1 бара) и в области нагнетания давления до 0,3-0,4 МПа.

Так как масляная пленка между пластинами и статором имеет толщину всего несколько микрон, то любая пыль, тем более твердые частички крупнее размеров, выступают как абразив, который царапает статор и делает выработку по пластинам. Это приводит к тому, что возникают перепуски сжимаемого воздуха из одной камеры сжатия в другую и производительность заметно падает.

В отличие от небольших вакуумных насосов, где широко применяется пластинчато-роторная технология, в компрессорах большой производительности и давлением выше 0,5 МПа со временем необходимо будет менять весь блок в сборе, так как замена отдельно пластин эффективна лишь в случае восстановления геометрии статора, а такие большие статоры восстановлению (шлифовке) не подлежат.

Производители обычно не дают никаких данных по ресурсу пластинчато-роторного блока, так как он очень сильно зависит от качества воздуха и режима работы компрессора. Для газовых компрессоров, качающих газ практически не останавливаясь круглый год, ресурс может действительно достигать и более 100 тысяч часов потому, что масляная пленка равномерна и достаточна все время работы без остановок.

А при промышленном использовании, где разбор воздуха крайне неравномерен и компрессор запускают и останавливают десятки раз в день, большую часть времени нормальной для работы масляной пленки внутри блока нет, что является причиной агрессивного износа пластин. В таком случае ресурс блока не более 25 тысяч часов.

Динамические компрессоры

В компрессорах динамического принципа действия газ сжимается в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего взаимодействия рабочего вещества с лопатками ротора. В зависимости от направления движения потока и типа рабочего колеса такие компрессоры бывают центробежные (рис. 6) и осевые (рис. 7).

Рис. 6. Центробежный компрессор: 1 — вал; 2, 6, 8, 9, 10 и 11 — рабочие колёса; 3 и 7 — кольцевые диффузоры; 4 — обратный направляющий канал; 5 — направляющий аппарат; 12 и 13 — каналы для подвода газа из холодильников; 14 — канал для всасывания газа

Центробежный компрессор в основном состоит из корпуса и ротора, имеющего вал 1 с симметрично расположенными рабочими колёсами. Центробежный 6-ступенчатый компрессор разделён на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками, из которых газ поступает в каналы 12 и 13. Во время работы центробежного компрессора частицам газа, находящимся между лопатками рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы. Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, претерпевает сжатие и приобретает скорость. Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре из-за снижения скорости газа, то есть преобразования кинетической энергии в потенциальную. После этого газ по обратному направляющему каналу поступает в другую ступень компрессор и т.д.

Получение больших степеней повышения давления газа в одной ступени (более 25-30, а у промышленных компрессоров — 8-12) ограничено главным образом пределом прочности рабочих колёс, допускающих окружные скорости до 280-500 м/сек. Важная особенность центробежных компрессоров (а также осевых) — зависимость давления сжатого газа, потребляемой мощности, а также КПД от его производительности. Характер этой зависимости для каждой марки компрессоров отражается на графиках, называемых рабочими характеристиками.

Регулирование работы центробежных компрессоров осуществляет различными способами, в том числе изменением частоты вращения ротора, дросселированием газа на стороне всасывания и другими.

Рис. 7. Осевой компрессор: 1 — канал для подачи сжатого газа; 2 — корпус; 3 — канал для всасывания газа; 4 — ротор; 5 — направляющие лопатки; 6 — рабочие лопатки

Осевой компрессор (рис. 7) имеет ротор 4, состоящий обычно из нескольких рядов рабочих лопаток 6, на внутренней стенке корпуса 2 располагаются ряды направляющих лопаток 5, всасывание газа происходит через канал 3, а нагнетание через канал 1. Одну ступень осевого компрессора составляет ряд рабочих и ряд направляющих лопаток. При работе осевого компрессора вращающиеся рабочие лопатки оказывают на находящиеся между ними частицы газа силовое воздействие, заставляя их сжиматься, а также перемещаться параллельно оси компрессора (откуда его название) и вращаться. Решётка из неподвижных направляющих лопаток обеспечивает главным образом изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективного действия следующей ступени. В некоторых конструкциях осевых компрессорах между направляющими лопатками происходит и дополнительное повышение давления за счёт уменьшения скорости газа. Степень повышения давления для одной ступени осевого компрессора обычно равна 1,2-1,3, то есть значительно ниже, чем у центробежных компрессоров, но КПД у них достигнут самый высокий из всех разновидностей компрессоров.

Зависимость давления, потребляемой мощности и кпд от производительности для нескольких постоянных частот вращения ротора при одинаковой температуре всасываемого газа представляют в виде рабочих характеристик. Регулирование осевых компрессоров осуществляется так же, как и центробежных. Осевые компрессоры применяют в составе газотурбинных установок.

Техническое совершенство осевых, а также ротационных, центробежных и поршневых компрессоров оценивают по их механическому КПД и некоторым относительным параметрам, показывающим, в какой мере действительный процесс сжатия газа приближается к теоретически самому выгодному в данных условиях.

Струйные компрессоры по устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные компрессоры обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.

Турбокомпрессоры — это динамические машины, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей.

Прочие классификации

По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, холодильные, энергетические, общего назначения и т. д.). По роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый, фреоновый, углекислотный и т. д.). По способу отвода теплоты — с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя они бывают с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины. Дизельные газовые компрессоры широко используются в отдаленных районах с проблемами подачи электроэнергии. Они шумные и требуют вентиляции для выхлопных газов. С электрическим приводом компрессоры широко используются в производстве, мастерских и гаражах с постоянным доступом к электричеству. Такие изделия требуют наличия электрического тока, напряжением 110-120 Вольт (или 230-240 Вольт). В зависимости от размера и назначения, компрессоры могут быть стационарными или портативными. По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

— вакуум-компрессоры, газодувки — машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,01-0,1 МПа), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (0,2 МПа). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение, как правило, 10-50 кПа, а в отдельных случаях — до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума;

— компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа;

— компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа;

— компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа.

— компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Рис. 8. Пример чертежей компрессора

Производительность компрессоров

Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м3/мин, м3/час). Производительность обычно считают по показателям, приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в 2 раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа заметно превышает атмосферное.

Агрегатирование компрессоров

Агрегатирование представляет собой процесс установки компрессора и двигателя на раму. В связи с тем, что компрессоры поршневого типа характеризуются неравномерной тряской, результатом которой при отсутствии соответствующего основания или опоры становится чрезмерная вибрация, агрегатирование должно выполняться с учетом качественно спроектированного фундамента.



Source: www.eti.su

Почитайте еще:

generator.uef.ru

компрессор что это такое и как его едят? )))) — DRIVE2

Как работает компрессор?

С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания автомобильные инженеры, любители скорости и проектировщики гоночных автомобилей все время находились в поисках путей увеличения мощности моторов. Один из способов увеличения мощности – построение двигателя большого внутреннего объема. Но большие двигатели, которые больше весят и обходятся существенно дороже в производстве и обслуживании, не всегда однозначно лучше.

Другой путь добавления мощности – это создание двигателя нормального размера, но более эффективного. Вы можете достичь этого, нагнетая больше воздуха в камеру сгорания. Большее количество воздуха дает возможность подать в цилиндр дополнительное количество топлива, что обозначает, что будет произведен более сильный взрыв и будет достигнута большая мощность. Добавление компрессора к впускной системе является отличным способом достижения усиленной подачи воздуха. В этой статье мы объясним, что такое компрессоры (их также еще называют нагнетателями), как они работают и чем отличаются от турбокомпрессоров (турбонаддува).

Компрессором является любое устройство, которое создает давление на выходе выше атмосферного. И компрессоры, и турбокомпрессоры способны это делать. На самом деле, турбокомпрессор является сокращенным названием от «турбонагнетателя» — его официального названия.

Различие между данными агрегатами заключается в способе получения энергии. Турбокомпрессоры приводятся в действие за счет плотного потока выхлопных газов, вращающих турбину. Компрессоры работают за счет энергии, передаваемой механическим путем через ременный или цепной привод от коленчатого вала двигателя.
В следующем разделе мы подробно рассмотрим, как компрессор выполняет свою работу.

Основы компрессора:

Обычный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания использует один из тактов для впуска воздуха. Этот такт можно разделить на три шага:
Поршень перемещается вниз
Это создает разрежение
Воздух под атмосферным давлением засасывается в камеру сгорания
Как только воздух поступит в двигатель, он должен быть объединен с топливом для формирования заряда – пакета потенциальной энергии, которую можно превратить в полезную кинетическую энергию в результате химической реакции, известной как горение. Свеча зажигания инициирует эту реакцию путем воспламенения заряда. Как только топливо подвергается реакции окисления, сразу же высвобождается большое количество энергии. Сила этого взрыва, сконцентрированная над днищем поршня, толкает поршень вниз и создает возвратно-поступательное движение, которое в конечном итоге передается на колеса.
Подача большего количества топливно-воздушной смеси в заряд будет порождать более сильные взрывы. Но вы не можете просто так подать больше топлива в двигатель, так как требуется строго определенное количество кислорода для сжигания определенного количества топлива. Химически-верная смесь – 14 частей воздуха к одной части топлива – имеет очень большое значение для эффективной работы двигателя. Итог – чтобы сжечь больше топлива, придется подать больше воздуха.
Это работа компрессора. Компрессоры увеличивают давление на входе в двигатель путем сжатия воздуха выше атмосферного давления без образования вакуума. Это заставляет большему количеству воздуха попадать в двигатель, обеспечивая повышение давления. С дополнительным количеством воздуха больше топлива может быть добавлено, что вызывает увеличение мощности двигателя. Компрессор добавляет в среднем 46 процентов мощности и 31 процент крутящего момента. В условиях высокогорья, где мощность двигателя снижается за счет того, что воздух имеет меньшую плотность и давление, компрессор обеспечивает более высокое давление воздуха в двигателе, что позволяет ему работать в оптимальном режиме.

Рис.1 ProCharger D1SC – центробежный компрессор

В отличие от турбокомпрессоров, которые используют отработанные газы для вращения турбины, механические компрессоры приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Большинство из них приводятся в движение с помощью приводного ремня, который обернут вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня, в свою очередь, вращает шестерню компрессора. Ротор компрессора может быть по-разному спроектирован, но, не смотря на это, в любом случае его работа сводится к захвату воздуха, сжатию воздуха в меньшем пространстве и сбросу его во впускной коллектор. Для того чтобы создавать давление воздуха, компрессор должен вращаться быстрее, чем сам двигатель. Создание ведущей шестерни большей, чем шестерни компрессора, заставляет компрессор вращаться быстрее. Компрессоры способны вращаться со скоростью, превышающей 50,000-60,000 оборотов в минуту. Компрессор, вращающийся со скоростью 50,000 оборотов в минуту, способен повысить давление с шести до девяти дюймов на квадратный дюйм (PSI). Это дополнительная прибавка с шести до девяти фунтов на квадратный дюйм. Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, так что типичный эффект от применения компрессора – это увеличение подачи воздуха в двигатель примерно на 50 процентов.
Постольку поскольку воздух сжимается, он становится более горячим, а это значит, что он теряет свою плотность и не может столь сильно расширяться во время взрыва. Это обозначает, что он не может высвободить столько же энергии, сколько высвобождается при воспламенении свечой зажигания более холодной топливно-воздушной смеси. Для того чтобы компрессор работал на пике своей эффективности, сжатый воздух на выходе из компрессора должен быть охлажден перед подачей во впускной коллектор. Интеркулер несет ответственность за данный процесс охлаждения. Интеркуллеры бывают двух констуркций: «воздух-воздух» и «воздух-жидкость». Оба работают по принципу радиатора, с более холодным воздухом или жидкостью, циркулирующей по системе трубок или каналов. Горячий воздух, выходя из компрессора, попадает в трубки интеркулера и охлаждается там. Снижение температуры воздуха увеличивает его плотность, что делает плотнее заряд, поступающий в камеру сгорания.
Далее мы рассмотрим различные типы компрессоров.

Рис.2 Роторный компрессор

Существует три вида компрессоров: роторный, двухвинтовой и центробежный. Главное отличие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор двигателя. Роторный и двухвинтовой компрессоры используют различные типы кулачковых валов, а центробежный компрессор – крыльчатку, которая увлекает воздух внутрь. Хотя все эти конструкции обеспечивают прибавку мощности, они значительно отличаются по своей эффективности. Каждый из этих типов компрессоров может быть доступен в различных размерах, в зависимости от того, какого результата хотите вы достичь – просто повысить мощность автомобиля или подготовить его к участию в гонках.
Конструкция роторного компрессора является самой древней. Братья Филандер и Фрэнсис Рутс в 1860 году запатентовали конструкцию своего компрессора в качестве машины, способной обеспечивать вентиляцию в шахтах. В 1900 году Готтлиб Вильгельм Даймлер включил роторный компрессор в конструкцию автомобильного двигателя.

Так как кулачковые валы вращаются, воздух, находящийся в пространстве между кулачками, оказывается между стороной наполнения и напорной стороной. Большое количество воздуха перемещается во впускной коллектор и создает условия для образования положительного давления. По этой причине рассматриваемая конструкция является не чем иным, как объемным нагнетателем, а не компрессором, при этом термин «нагнетатель» по-прежнему часто используется для описания всех компрессоров.
Роторные компрессоры, как правило, имеют довольно большие размеры и располагаются в верхней части двигателя. Они популярны в автомобилях дрэгстеров и роддеров, поскольку зачастую выступают за габариты капотов. Тем не менее, они являются наименее эффективными компрессорами по двум причинам:
Они существенно увеличивают вес транспортного средства.
Они создают дискретный прерывистый воздушный поток, а не сглаженный и непрерывный.

Рис.3 Двухвинтовой компрессор

Двухвинтовой компрессор работает, проталкивая воздух через два ротора, напоминающих набор червячных передач. Как и в роторном компрессоре, воздух внутри двухвинтового компрессора оказывается в полостях между лопастями роторов. Но двухвинтовой компрессор сжимает воздух внутри корпуса роторов. Это происходит за счет того, что роторы имеют коническую форму, при этом воздушные карманы уменьшаются в размерах по мере продвижения воздуха из стороны наполнения в напорную сторону. Воздушные полости сжимаются, и воздух выдавливается в меньшее пространство.

Это делает двухвинтовой компрессор более эффективным, но они стоят дороже, потому что винтовые роторы требуют дополнительной точности в ходе процесса производства. Некоторые типы двухвинтовых компрессоров располагаются над двигателем, подобно роторному компрессору типа Roots. Они также порождают много шума. Сжатый воздух на выходе из компрессора издает сильный свист, который следует приглушить с помощью специальных методов поглощения шума.

Рис.4 Центробежный компрессор

Центробежный компрессор – это крыльчатка, напоминающая собой ротор, которая вращается с очень высокой скоростью и нагнетает воздух в небольшой корпус компрессора. Скорость вращения крыльчатки может достигать 50,000-60,000 оборотов в минуту. Воздух, попадающий в центральную часть крыльчатки, под действием центробежной силы увлекается к ее краю. Воздух покидает крыльчатку с высокой скоростью, но под низким давлением. Диффузор – множество стационарно расположенных вокруг крыльчатки лопаток, которое преобразует высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в поток воздуха с малой скоростью, но высоким давлением. Скорость молекул воздуха, встретивших на своем пути лопатки диффузора, уменьшается, что влечет за собой увеличение давления воздуха.

Центробежные компрессоры являются наиболее эффективными и самым распространенными устройствами из всех систем принудительного повышения давления. Они компактные, легкие и устанавливаются на передней части двигателя, а не сверху. Они также издают характерный свист по мере роста количества оборотов двигателя, способный заставить случайных прохожих на улице поворачивать головы в сторону вашего автомобиля.
Monte Carlo и Mini-Cooper S – два автомобиля, которые доступны в версиях с компрессором. Любой из рассмотренных выше типов компрессоров может быть добавлен к транспортному средству как дополнительная опция. Несколько компаний предлагают комплекты,
состоящие из всех необходимых частей для собственноручного дооснащения автомобилей компрессорами. Такие доработки также являются неотъемлемой частью культуры «машин для фана» (смешных машинок) и автомобилей из мира спорта «Fuel Racing». Некоторые производители даже включают компрессоры в оснащение своих серийных моделей автомобилей.
Далее мы узнаем обо всех преимуществах компрессора, установленного в ваш автомобиль.

Преимущества компрессора
Самое главное преимущество компрессора – это увеличение мощности двигателя, измеряемой в лошадиных силах. Добавьте компрессор к любому обычному автомобилю или грузовику, и он станет вести себя как автомобиль с двигателем большего внутреннего объема или просто как с более мощным двигателем. Но как узнать, какой из нагнетателей выбрать – механический компрессор или турбокомпрессор? Этот вопрос горячо обсуждался авто инженерами и энтузиастами, но, в целом, механические компрессоры имеют несколько преимуществ над турбокомпрессорами. Механические компрессоры лишены такого недостатка как лага (отставания) двигателя – термина, используемого для описания времени, прошедшего с момента нажатия водителем педали газа до момента ответа двигателя на это внешнее воздействие. Турбокомпрессоры, к сожалению, подвержены явлению отставания, постольку поскольку требуется некоторое время, прежде чем выхлопные газы достигнут скорости, достаточной для полноценного раскручивания крыльчатки турбины. Механические компрессоры не имеют такого лага, так как они приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Одни компрессоры наиболее эффективны при работе в диапазоне низких скоростей вращения коленчатого вала, в то время как другие раскрывают весь свой потенциал лишь на высоких оборотах. Например, роторный и двухвинтовой компрессоры обеспечивают большую мощность на низких оборотах. Центробежные компрессоры, которые становятся все более эффективными по мере роста скорости вращения крыльчатки, обеспечивают большую мощность в диапазоне высоких оборотов.
Установка турбокомпрессора требует обширной переделки выпускной системы двигателя, в том время как механические компрессоры могут быть легко привинчены к передней части двигателя или сверху. Это делает их дешевле в установке и проще в эксплуатации и обслуживании.
Наконец, при использовании компрессора не требуется никакой специальной процедуры остановки двигателя. Это обусловлено тем, что они не смазываются моторным маслом и могут быть остановлены привычным образом. Турбокомпрессоры должны отработать на холостом ходу 30 секунд и более для того, чтобы дать возможность моторному маслу остыть. С учетом сказанного, для компрессоров имеет важное значение предварительный прогрев, так как они работают наиболее эффективно при нормальной рабочей температуре двигателя.
Компрессоры являются характерной составляющей частью двигателей внутреннего сгорания самолетов. Это имеет смысл, если учесть, что самолеты проводят большую часть своего времени на больших высотах, где значительно меньше кислорода доступно для сгорания. Внедрение компрессоров позволило самолетам летать на большей высоте без снижения производительности двигателя.
Компрессоры, установленные на авиационные двигатели, работают на основе тех же самых принципов, которые заложены в конструкцию автомобильных компрессоров. Компрессоры получают энергию непосредственно от вала двигателя и способствуют подаче в камеру сгорания смеси, находящейся под давлением.
Далее рассмотрим некоторые недостатки компрессоров.

Недостатки компрессоров:

Самый большой недостаток компрессоров является также и их определяющей характеристикой: постольку поскольку компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя, он отнимает несколько лошадиных сил у двигателя. Компрессор может потреблять до 20 процентов общей выходной мощностью двигателя. Но так как компрессор способен прибавить до 46 процентов мощности, большинство автолюбителей склоняется к тому, что игра стоит свеч. Компрессор дает дополнительную нагрузку на двигатель, который должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать дополнительный импульс и более сильные взрывы в камере сгорания. Большинство производителей учитывают это и создают усиленные узлы для двигателей, предназначенных для работы в паре с компрессором. Это в свою очередь удорожает автомобиль. Компрессоры также дороже в обслуживании, а большинство производителей предлагают использовать высокооктановое горючее премиум класса.
Несмотря на свои недостатки, нагнетатели по-прежнему являются наиболее экономически эффективным способом увеличения количества лошадиных сил. Компрессор может дать от 50 до 100 процентов увеличения мощности, что делает его находкой для гоночных автомобилей, автомобилей, перевозящих тяжелые грузы, а также для водителей, желающих получить от вождения своего автомобиля новую порцию острых ощущений.

#авто@mensrule

www.drive2.ru

Устройство компрессора холодильника: классификация и разновидности компрессоров

Человек, знакомый с принципом работы двигателя внутреннего сгорания, легко представит, что творится внутри компрессора. Там тоже присутствует поршень, система клапанов. Испаренный фреон заходит и немедленно нагревается от сжатия, потом выбрасывается в сторону конденсора под давлением. Поэтому легко переходит в жидкое состояние и отдает энергию помещению, чтобы пойти на новый цикл через капиллярный расширитель. Требуется, чтобы фреон постоянно циркулировал, как кровь по сосудам. По указанной причине компрессор часто называют сердцем современного холодильника. Поговорим про устройство компрессора холодильника подробнее.

Классификация компрессоров

Благодарим Быкова А.В. за хороший справочник по холодильным компрессорам 1992 года выпуска. Без него (справочника и автора) читатели Рунета читали бы недостоверную информацию, многократно переписанную сайтами.

В типичных домашних холодильниках компрессоры поршневые. Думаете, корейцы, открыв в 1981 году принцип работы двухшнековой соковыжималки, создали нечто новое? Это глубокое заблуждение! Винтовые компрессоры известны с 1878 года, там использованы роторы, вращающиеся навстречу друг другу, чтобы создать давление. Напрасно считать описанный принцип архаичным. У винтовых компрессоров перед поршневыми ряд преимуществ:

  1. Постоянная скорость вращения валов вне зависимости от давления в системе. Это придает параметрам двухроторного винтового компрессора высокую стабильность в любых условиях.
  2. Высокий коэффициент сжатия, определяется качеством сборки, обработки поверхностей деталей, выдержкой заданных допусков, посадок и размеров. Требуется высокая технологичность.
  3. Особенности конструкции: нет деталей, несущих высокую нагрузку, прибор получается долговечным. В паровую камеру (пространство между двумя роторами) впрыскивается масло.
  4. Возможность плавной регулировки производительности простым изменением скорости вращения роторов. Это удобно в инверторных схемах управления.

Касательно промышленности, отмечается ряд ключевых преимуществ двухроторных винтовых компрессоров перед поршневыми:

  1. Малый уровень вибраций. Не требуется создания тяжелого и прочного фундамента.
  2. Сравнительно малый уровень шума, что позволяет избежать порой сложностей с размещением оборудования.
  3. Меньшие размеры компрессора.

Недостаток единственный:

  • Малый КПД в случае перехода фреона из одного состояния в другое прямо внутри корпуса. Это обусловливается постоянной скоростью вращения валов и разной степенью сжатия по указанной причине. Поршень-то двигается, пока сил хватает, а шнеки мелют и мелют, если мощности хватает.

Рассматриваемый класс оборудования принято делить на типы и подтипы:

Царство компрессоров:

  • Подцарство динамические:
  1. Класс центробежные,
  2. Класс осевые.
  • Подцарство объемные:

1. Класс поршневые:

— Подкласс поступательные.

— Подкласс с коленчатым валом.

2. Класс ротативные.

— Подкласс роторные:

А) Семейство двухроторные.

Б) Семейство однороторные.

— Подкласс с катящимся ротором.

— Подкласс спиральные.

— Подкласс пластинчатые.

— Подкласс роторно-поршневые (трохоидные).

Пусть читатели извинят скромные познания авторов в биологии, но для классификации компрессоров хватило. Видим — на свете немало устройств, и большинство находят применение. К примеру, спиральные часто включаются в состав тепловых насосов.

Динамические компрессоры

В противовес объемным указанные компрессоры используют «живую» силу лопастей. Если в поршневых и подобных нагрузка ложится на жесткие конструкции, здесь работа выполняется вентилятором. Человек, знакомый с системами вентиляции и кондиционирования, уже отметил сходство в названиях. Оно не случайное, а намеренное и обоснованное: внутри динамических компрессоров стоят фактически вентиляторы двух типов:

  • осевые;
  • центробежные.

Смысл сказанного:

  1. Осевые вентиляторы — знакомы, это приборы для обдувания в жару. Только приспособление ставят внутрь патрубка (рабочей камеры), чтобы создать давление в нужном направлении. Среда перемещается под действием вращающихся лопастей.
  2. Центробежные работают за счет факта, что каждое тело, движущееся по кругу, стремится вылететь по прямой с собственной орбиты. Спутники (включая геостационарные) удерживаются лишь тяготением земли, поэтому Eutelsat висят над экватором на одинаковой высоте. Скорость движения-то одинаковая!

Недостатки динамических компрессоров очевидны: в агрегатах невозможно получить высокий коэффициент сжатия, значит, проблематично создать высокое давление. К примеру, холодильные агрегаты нагнетают фреон до 15 – 25 атм, отдельные люди утверждают, что это не предел, в просто высокие показатели. Зато конструкция динамических компрессоров сравнительно простая, а требования низкие.

Поршневые компрессоры

Принцип действия компрессора холодильника напоминает двигатель внутреннего сгорания с единственным цилиндром. Внутри компрессора стоит коленчатый вал, приводимый в действие электродвигателем. Известна отличающаяся конструкция, экономнее и проще управляется инверторной схемой формирования импульсов. В этом случае видим шток с поршнем на конце внутри катушки из проволоки. Проходящий переменный ток заставляет систему совершать поступательные движения, за счет чего работает холодильник. Указанные технологии сегодня считаются лучшими, корейцы активно внедряют их в продукцию, создают отличные поучительные ролики.

В рабочей камере два клапана – приточный и расходный. Располагаются на стенках. Если компрессор прямоточный, вход помещается на цилиндре. Конструкция не сильно распространена. Клапан в днище поршня повышает массу движущейся части, сложно обеспечить нужные проходные сечения. Сегодня используются в технике непрямоточные поршневые компрессоры.

Роторные компрессоры

Двухроторные компрессоры считаются полным аналогом двухшнековой соковыжималки. Как правило, винтовые спирали неравнозначны. Ведущий ротор обнаруживает четыре выступа с чуть скругленными вершинами, под которые на ведомом прорезаны шесть ложбинок соответствующего профиля. Оба вала помещены в сдвоенный цилиндрический корпус и соприкасаются по длине. Вращение происходит навстречу.

Заборное и выходное отверстия для фреона расположены по диагонали:

  • хладагент входит в начале роторов сверху;
  • сжатый газ выходит в конце спиралей снизу.

Конструкция создана так, что спирали роторов плотно прилегают к корпусу. Вращение ведется, чтобы от заборной камеры порции воздуха расходились вбок (в противоположные стороны), захватываясь движущимися валами. На первом роторе порций четыре, на втором шесть. Оборачиваясь по кругу, в конце концов внизу спирали встречаются. Дальнейшее вращение приводит к ударному сжатию фреона, под большим давлением газ выбрасывается наружу.

Чтобы понять прелесть конструкции, вспомните, что у двухшнековых соковыжималок максимальный коэффициент отжима, приборы способны молоть даже косточки, если сделаны из стали, без особого ущерба. Подобное устройство компрессора холодильника позволяет создать ударное давление, сложно достижимого в иных случаях.

Напомним, что в пространство между валами (паровая камера) впрыскивается масло для уменьшения трения. Это не единственная причина. Очевидно, что КПД устройства напрямую зависит от герметичности полости роторов. Масло за счет поверхностного натяжения создает пробку между спиралями и корпусом. Повышается давление без усилий. А значит, возможно снизить скорость вращения для получения заданных характеристик, уменьшить потребляемую мощность, понизить технологические требования к сборке и качеству деталей.

Принцип работы компрессора холодильника далек от винтового, возможно, зря. Не стоит думать, что везде царят поршни. Уже упомянули, что часто тепловые насосы обладают спиральным компрессором, где присутствуют статор и ротор. Оба – спирали, вдетые друг друга. При круговом движении ротора фреон сжимается сильнее и выбрасывается наружу.

vashtehnik.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.