簡介
壓縮機活塞處在上止點時,為了防止活塞頂部與閥板、閥片等零件撞擊,並考慮熱脹冷縮和裝配允許誤差等因素,活塞頂部與閥板之間必須要留有一定的間隙,這個間隙的直線距離稱為直線(線性)余隙,直線余隙與氣缸壁之間所包含的空間(包括排氣閥孔容積)稱為余隙容積。
余隙容積與氣缸工作容積之比稱為相對余隙容積,相對余隙容積表示余隙容積占氣缸工作容積的比例 。
相對余隙容積的計算
相對余隙容積的計算公式如下:
式中V表示余隙容積;V表示氣缸工作容積。
現代中、小型活塞式製冷壓縮機的相對余隙容積為2~6%,即余隙容積占氣缸工作容積的2~6%,我國系列製冷壓縮機相對余隙容積約為4% 。
相對余隙容積作用
壓縮機新產品設計計算中,相對余隙係數是重要參數之一。眾所周知,相對余隙容積直接影響容積系,第一級相對余隙係數的大小直接影響氣缸直徑的大小。由於第一級的氣缸是一台壓縮機中直徑最大的氣缸,所以一級氣缸的大小直接影響壓縮機的外型尺寸。
目前在設計新型壓縮機時,相對余隙係數都是根據經驗來決定,並據此計出各級氣缸直徑。但是,在完成氣缸、活塞、氣閥等的初步設計後,所要求的相對余隙容積是否能夠得到保證,這就要對各個部分存在實際容積進行計箅。這種計算是相當繁雜j的,特別是多級壓縮機是很費時間的 。
相對余隙容積的選取原則
余隙容積主要是由活塞處於上止點時,活塞頂面和閥板底面間的容積、第一道活塞環以上的環形空間以及氣閥排氣通道(與氣缸一直相通的)的容積三部分組成,而後者所占的比例並不小,可見,縮小相對余隙容積 C值會受到結構、工藝和氣閥流通能力的限制。 C值過大,會降低活塞的有效吸氣容積,使得壓縮機的排氣量減小,從而影響壓縮機製冷循環的製冷效果,可見 C值不宜過大,現代中小型製冷壓縮機的 C值範圍約在2%~6%之間,低溫機多採用長行程,取接近下限值 。
閥片開啟角
活塞在上止點時,規定曲柄轉角為0 。考慮到閥片的彈簧預緊力和重力的影響相對於開啟壓力很小,可以忽略不計。吸氣過程中,活塞作向軸運動,當氣閥兩側的壓力平衡時,氣閥打開,此時的曲柄轉角即為開啟角θ。開啟角θ的計算就是基於氣閥兩側的壓力平衡來計算的 。
相對余隙容積對開啟角的影響
相對余隙容積 C增大,開啟角θ隨之增大。這在實際中也容易理解,以吸氣過程為例,相對余隙容積 C越大,則活塞有效吸氣容積就越小,不利於製冷壓縮循環,在其他參數不變的情況下,吸氣閥的開啟時間較晚,開啟角θ增大 。