CN107218193A - 一种曲拐偏置高效低噪压缩机及其偏心距计算方法 - Google Patents

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何景云
江志安
吴大奎
王世林
赵征阳
许继群
张小利
刘婷
王丙银
李欢欢
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Abstract

本发明提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机及其偏心距计算方法，包括气缸座和电机，所述电机设置在气缸座下端，所述气缸座上设置有连杆，所述连杆左端设置有曲轴，所述连杆右端设置有活塞，所述活塞下方、电机上设置有电机定子，所述电机内部设置有电机转子，所述电机产生磁场顺时针转动时，气缸座的缸孔相对于轴孔左偏1.2~4.2mm之间。通过缸孔与轴孔偏置，对于压缩过程的制冷剂蒸汽与气缸壁摩擦造成的功率损失，使压缩过程尽可能的接近等熵绝热压缩采用曲轴中心偏置结构可以达到增大压缩角度的目的，并且对缸孔与轴孔偏置的距离进行限定，使其在尽可能减少摩擦力的前提下适应各类压缩机。

Description

一种曲拐偏置高效低噪压缩机及其偏心距计算方法
技术领域
本发明涉及冰箱压缩机领域，尤其涉及一种曲拐偏置高效低噪压缩机及其偏心距计算方法。
背景技术
原来的往复活塞式压缩机，一般气缸座缸孔中心与曲轴长轴孔中心没有偏置，两孔中心均在一个正交面上，吸气角与压缩角相等，在压缩机过程中特别是活塞快到达下死点时，有一个较大侧向力作用于缸孔壁上，侧向力增大使摩擦增大，一来造成了压缩机异常摩损，影响压缩机可靠性；同时，由于摩擦增大，摩擦功率增加导致轴功率增加，使压缩机输入功率增加，其能效比下降，同时，由于侧向力加大后摩擦增大，导致磨擦噪声增大，所以原来气缸座与轴孔不偏置压缩机，存在能效比较低，噪声较大，可靠性较差的质量隐患。
同时，在现有的背景技术中，专利名称《一种偏心曲柄连杆机构的制冷压缩机》授权公告号CN2622423Y，公开了一种偏心曲轴连杆机构，对偏心距作出了 e=0.04~0.3r，其中r为曲轴曲柄半径，本文献只对偏心距作出了限定，但是偏心距的选择多少能起到降低侧向力减少磨擦的作用，还要遵循很多技术原则，此曲柄连杆机构需满足曲柄半径与连杆长度之比λ＝r/l的值在1/4-1/5以后，再来考虑偏心距e的大小，并且偏心距e的最大值不得超过l-r，l为连杆长度，r为曲柄半径，如果偏心距e超过l-r，曲柄连杆机构将不能转动，在满足上述要求后，还要结合具体压缩机排量多少并且需考虑增加偏心后压缩机缸头位置变化对压缩机泵体限位影响，一般压缩机排量越大，偏心距e的选择相对较大，偏心距e的选择不能过大，如果过大，缸头会相对壳体整体向一边偏移，存在撞壳等可靠性隐患。该公开的技术方案中，还存在一个技术缺陷，在选择偏心距e后，还有考虑曲柄机构的旋向，如果缸孔相对于轴孔左偏置，必须保证旋向顺时针转动，否则，不仅不能减少侧向力，还增大侧向力，使磨擦增加，活塞行程减少，将达到与预期相反的后果。而该文献中没有规定旋向，极有可能造成压缩侧向力、磨擦等均增大后果。
发明内容
本发明的目的是提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机及其偏心距计算方法，采取将缸孔与轴孔偏置，对于压缩过程的制冷剂蒸汽与气缸壁摩擦造成的功率损失，使压缩过程尽可能的接近等熵绝热压缩，这可以通过加大压缩角度来实现，而采用曲轴中心偏置结构可以达到增大压缩角度的目的，并且对缸孔与轴孔偏置的距离进行限定，使其在尽可能减少摩擦力的前提下适应各类压缩机。
本发明提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机，包括气缸座和电机，所述电机设置在气缸座下端，所述气缸座上设置有连杆，所述连杆左端设置有曲轴，所述连杆右端设置有活塞，所述活塞下方、电机上设置有电机定子，所述电机内部设置有电机转子，所述电机产生磁场顺时针转动时，气缸座的缸孔相对于轴孔左偏1.2~4.2mm之间。
本发明还提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机的偏心距计算方法，所述计算方法为：保证连杆曲柄机构有效工作，曲拐偏心与连杆长度之比λ＝r/l（λ<1），根据压缩机曲轴曲拐转向，定义压缩机从上往下看顺时针转动，将气缸座缸孔中心与相对曲轴长轴孔中心向左偏置e，偏距r和连杆长度l，求得偏心率K＝e/l（k<<1），压缩机连杆长度L在24~42mm之间，并结合实际缸头会相对壳体整体中心向一边偏移避开撞壳，并兼顾不同压缩机排量要求，将偏心距取值在1.2~4.2mm之间。
进一步改进在于：所述曲拐偏心与连杆长度之比λ取 λ＝1/4-1/5。
进一步改进在于：所述偏心率K取k＝1/10-1/12。
进一步改进在于：所述压缩机制冷量在100W~270W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏2.5~3.2mm之间。
进一步改进在于：所述压缩机制冷量在50W~100W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.7~2.2mm之间。
进一步改进在于：所述压缩机制冷量在70W~155W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.8mm~2.4mm之间。
进一步改进在于：所述压缩机制冷量在45W~95W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.5mm~2.1mm之间。
电机定子产生顺时针旋转磁场切割转子导条，转子顺时针转动带动曲轴旋转，活塞与连杆通过活塞销连接，曲轴旋转带动活塞在气缸座上完成吸气、压缩、排气、膨胀四个过程。
如图2所示，O点是原来曲轴的中心，现将曲轴中心向左偏置c距离后到O1点，曲轴偏心量为e，连杆长度为l，曲轴顺时针旋转；A为活塞行程上止点，B点为活塞行程下止点；当曲轴顺时针转动时，其压缩角和活塞行程S分别为：
（1）、角度θ为图中的∠AOB，压缩角α=180。＋θ
压缩机增大后，活塞给缸壁侧向力Fn（Fn垂直于活塞运动方向）减少，连杆力减少，使摩擦降低，压缩机的压缩过程得到改善。
（2）、同时活塞行程S为图中的AB，其中
从上式中也可以看出：在加了偏置e后压缩机行程比原来两倍偏心距大，行程增大后相同的偏心将获得更大制冷量，实现压缩机节能。
本发明的有益效果：通过缸孔与轴孔偏置，对于压缩过程的制冷剂蒸汽与气缸壁摩擦造成的功率损失，使压缩过程尽可能的接近等熵绝热压缩采用曲轴中心偏置结构可以达到增大压缩角度的目的，并且对缸孔与轴孔偏置的距离进行限定，使其在尽可能减少摩擦力的前提下适应各类压缩机。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是本发明的曲柄偏置连杆机构原理图。
图3是本发明的L型气缸座偏置示意图。
图4是本发明的D型气缸座偏置示意图。
图5是本发明的S型气缸座偏置示意图。
图6是本发明的小型气缸座偏置示意图。
其中：1-气缸座，2-连杆，3-曲轴，4-活塞，5-电机定子，6-电机。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
如图1和图3所示，本实施例提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机，包括气缸座1和电机6，所述电机6设置在气缸座1下端，所述气缸座1上设置有连杆2，所述连杆2左端设置有曲轴3，所述连杆2右端设置有活塞4，所述活塞4下方、电机6上设置有电机定子5，所述电机6内部设置有电机转子，所述压缩机制冷量在100W~270W，所述电机产生磁场顺时针转动时，气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏2.5mm~3.2mm之间。
实施例二
如图4所示，本实施例提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机，包括气缸座1和电机6，所述电机6设置在气缸座1下端，所述气缸座1上设置有连杆2，所述连杆2左端设置有曲轴3，所述连杆2右端设置有活塞4，所述活塞4下方、电机6上设置有电机定子5，所述电机6内部设置有电机转子，所述压缩机制冷量在50W~100W，所述电机产生磁场顺时针转动时，气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.7mm~2.2mm之间。
实施例三
如图5所示，本实施例提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机，包括气缸座1和电机6，所述电机6设置在气缸座1下端，所述气缸座1上设置有连杆2，所述连杆2左端设置有曲轴3，所述连杆2右端设置有活塞4，所述活塞4下方、电机6上设置有电机定子5，所述电机6内部设置有电机转子，所述压缩机制冷量在70W~155W，所述电机产生磁场顺时针转动时，气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.8mm~2.4mm之间。
实施例四
如图6所示，本实施例提供一种曲拐偏置高效低噪压缩机，包括气缸座1和电机6，所述电机6设置在气缸座1下端，所述气缸座1上设置有连杆2，所述连杆2左端设置有曲轴3，所述连杆2右端设置有活塞4，所述活塞4下方、电机6上设置有电机定子5，所述电机6内部设置有电机转子，所述压缩机制冷量在45W~95W，所述电机产生磁场顺时针转动时，气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.5mm~2.1mm之间。

Claims (8)

1.一种曲拐偏置高效低噪压缩机，包括气缸座（1）和电机（6），所述电机（6）设置在气缸座（1）下端，其特征在于：所述气缸座（1）上设置有连杆（2），所述连杆（2）左端设置有曲轴（3），所述连杆（2）右端设置有活塞（4），所述活塞（4）下方、电机（6）上设置有电机定子（5），所述电机（6）内部设置有电机转子，所述电机产生磁场顺时针转动时，气缸座（1）的缸孔相对于轴孔左偏1.2~4.2mm之间。
2.一种如权利要求1所述的曲拐偏置高效低噪压缩机的偏心距计算方法，其特征在于：所述计算方法为：保证连杆曲柄机构有效工作，曲拐偏心与连杆长度之比λ＝r/l（λ<1），根据压缩机曲轴曲拐转向，定义压缩机从上往下看顺时针转动，将气缸座缸孔中心与相对曲轴长轴孔中心向左偏置e，偏距r和连杆长度l，求得偏心率K＝e/l（k<<1），压缩机连杆长度L在24~42mm之间，并结合实际缸头会相对壳体整体中心向一边偏移避开撞壳，并兼顾不同压缩机排量要求，将偏心距取值在1.2~4.2mm之间。
3.如权利要求2所述的一种曲拐偏置高效低噪压缩机的偏心距计算方法，其特征在于：所述曲拐偏心与连杆长度之比λ取 λ＝1/4-1/5。
4.如权利要求2所述的一种曲拐偏置高效低噪压缩机的偏心距计算方法，其特征在于：所述偏心率K取k＝1/10-1/12。
5.如权利要求书1所述的一种曲拐偏置高效低噪压缩机，其特征在于：所述压缩机制冷量在100W~270W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏2.5~3.2mm之间。
6.如权利要求书1所述的一种曲拐偏置高效低噪压缩机，其特征在于：所述压缩机制冷量在50W~100W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.7~2.2mm之间。
7.如权利要求书1所述的一种曲拐偏置高效低噪压缩机，其特征在于：所述压缩机制冷量在70W~155W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.8mm~2.4mm之间。
8.如权利要求书1所述的一种曲拐偏置高效低噪压缩机，其特征在于：所述压缩机制冷量在45W~95W，所述气缸座1的缸孔相对于轴孔左偏1.5mm~2.1mm之间。
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