电冰箱中常用的全封闭式压缩机类型及结构分析

压缩机是制冷系统的动力源，可驱使制冷系统中的制冷剂在管路中往返循环，通过热功转换达到制冷目的。电冰箱所使用的压缩机均采用全封闭式压缩机，它被安装在箱体内，只有3个接线柱露出作为电动机绕组的供电端。

压缩机的分类方法很多，按结构可分为往复式、旋转式（主要用于间冷式电冰箱）、涡旋式及变频式等几种。一般家电冰箱多使用往复式和旋转式（属于全封闭式压缩机），但随着技术的发展，目前变频压缩机也在少数电冰箱生产厂家中得到应用。

1.往复式压缩机

往复式压缩机（又称活塞式压缩机）主要由外壳、活塞、气缸、气阀、曲轴、连杆等构成。外壳上有吸气管、排气管、加液管和接线端子。通过电动机的旋转，实现吸气、压缩、排气和膨胀四大过程。如图4-1所示为往复式压缩机结构图。

图4-1 往复式压缩机结构图

1）吸气过程：压缩机做功时，曲轴和连杆带动活塞向下运动，气缸内蒸气压力逐渐低于吸气腔的压力，使吸气阀自动开起，吸气过程开始，当活塞运动向下运动到下止点时吸气过程结束。

2）压缩过程：当气缸内充满低压蒸气时，活塞从下开始往上运动，使气缸容积逐渐变小，气缸内的蒸气被压缩。同时，由于压力增加，吸气阀受高压压力压缩而关闭，但此时压力还未超过排气腔压力，排气阀暂时保持关闭状态。直至活塞上行至气缸内的压力等于排气腔压力时，压缩过程才结束。

3）排气过程：当气缸内的压力等于排气腔压力时，由于曲轴和连杆的作用，活塞继续向上运动，随着气缸容积的不断变小，被压缩的蒸气压力高于排气腔压力，使排气阀自动开起，气缸内的高温蒸气溢出，进入排气腔内，从而排气过程结束。

4）膨胀过程：当活塞向上运动到上止点时，再从上向下运动，气缸容积逐渐增大，残留的蒸气就会膨胀，其温度及压力也相应下降，下降到与吸气压力相等时，膨胀过程结束。在此过程中吸气阀、排气阀均处于关闭状态。随着活塞继续向下运动，气缸内的蒸气压力逐渐降低，当低于吸气腔压力时，吸气阀便自动开起。压缩机通过以上四个过程的连续往返动作，将蒸发器中吸热蒸发的低温制冷剂蒸气抽出，经压缩变成高温高压气体，使制冷剂蒸气在制冷系统内循环以实现制冷。

一般往复式压缩机又细分成曲柄滑管式、曲柄连杆式两种。曲柄滑管式压缩机是电冰箱（或冷藏柜）上用得最多的一种压缩机。它的工作原理如图4-2所示，当电动机转子带动曲柄轴旋转时，曲柄拨动活塞滑管的滑块，滑块围绕主轴中心旋转，同时在滑管内作往复运动，并带动活塞在垂直方向作往复运动，配合吸气阀、排气阀完成吸气、压缩和排气过程。

图4-2 曲柄滑管式压缩机工作原理示意图

曲柄滑管式压缩机结构如图4-3所示，主要由曲柄滑管机构、气阀机构、气缸、气缸盖、机座、润滑机构、排气管、电动机定子、电动机转子、过载保护继电器、起动继电器等组成。滑管与活塞焊接在一起，成T字形。滑块为圆柱体，曲柄销穿过滑管壁上下槽与滑管的孔成动配合。滑管、气缸分别作为滑块、活塞运动的导轨。滑块带动滑管运动时，只有在滑块中心线与活塞中心线重合，从而产生扭矩，引起活塞对气缸的侧向力，使活塞对气缸的侧向力，使活塞对气缸壁的磨损加剧。压缩机功率越大，滑管对活塞的行程越长，侧向力越大，磨损越严重。这种压缩机结构简单，易于安装，但由于只有一个支持轴承，曲柄轴受力不良，容易出现单边磨损，故障率较高，所以功率大于200W的电冰箱、冷藏柜不采用，其在国外已属淘汰产品。

曲柄连杆式压缩机的结构与曲柄滑管式压缩机基本相同，如图4-4所示，曲柄连杆式压缩机只是传动部件用连杆代替滑块和滑管。曲柄连杆结构中的连杆与曲柄销相连的一端称为大头，它由曲柄销带动做旋转运动。连杆与活塞销或十字头连接一端称为小头，带动活塞做往复直线运动。连杆中间部分称为杆身。曲柄销绕主轴颈旋转，使连杆大头也绕之旋转。通过杆身的摆动和活塞销在连杆小头内的旋转运动，活塞做往复直线运动并压缩气体。

图4-3 曲柄滑管式压缩机结构图

图4-4 曲柄连杆式压缩机结构图

连杆式压缩机结构更为紧凑，其曲柄轴只有一个支撑点，气缸与机座连为一体，它的活塞与气缸之间没有侧向力产生，活塞面受力均匀，具有运转平稳、噪声低、磨损小、工作可靠、功率适用范围广等特点，已成为目前电冰箱、冷藏柜压缩机的主导产品。(www.xing528.com)

2.旋转式压缩机

旋转式压缩机（又称旋转活塞式压缩机）就是活塞不是做直线运动，而是做旋转运动来完成对制冷剂蒸汽压缩的压缩机，即通过旋转活塞（转子）和一块固定的叶片与气缸内壁相接触，从而对气体产生压缩作用。

旋转式压缩机的结构主要由气缸、支架和曲轴、转子、滑片、循环阀、排气阀、弹簧、外壳、气液分离器、电动机和冷冻油等组成。旋转式压缩机又分为螺杆式、滚动转子式（叶片固定）和滑片式（叶片旋转）等多种，目前在电冰箱中应用较多的是滚动转子式和滑片式压缩机。

滚动转子式压缩机（又称定片式压缩机）主要由转子、轴承、气缸、排气阀、定子和滚动活塞等组成。转子式活塞与电动机共用一根主轴，环形转子套在偏心轴上，转子式活塞中心和气缸中心有一定的偏心距。刮片（滑片）则被装在气缸体上。当偏心距跟随电动机转动时，转子一侧总是与气缸壁接触，形成密封线。波动副板依靠弹簧力与转子表面严密接触，并随转子的运动作往复运动。因而将气缸内分隔成两个密封的单元容积，靠近刮板的两侧设有吸、排气口。如图4-5所示为滚动转子式压缩机结构图。

图4-5 滚动转子式压缩机结构图

滚动转子式压缩机具有结构简单、运行可靠、输气系数较高、压缩机体积小、重量轻、加工精度要求较高等优点，其缺点是滑片与气缸壁之间的泄漏、摩擦和磨损较大，限制了使用寿命及效率的提高。

滑片式压缩机（又叫旋片式压缩机）主要由气缸、环形转子、偏心轴（又称转子）、滑动刮板（又称滑片）等组成。这种压缩机结构与滚动转子式压缩机基本相同，只是摩擦力略高。转子与电动机共用一根主轴，环形转子套装在滑片上。转子中心有一定的偏心距，转子半径与偏心距之和等于气缸半径。转子外圆一侧与气缸内壁接触而形成一条密封线，在密封线两侧设有排气口，转子设有开口槽，滑片装在槽中。当主轴随电动机逆时针旋转时，由于滑片逆时针转动，这时转子沿气缸壁逆时钟方向滚动，滑片上方容积逐渐减少，受到压缩的制冷剂气体从排气口排出。与此同时，滑片下方的容积逐渐扩大，将制冷剂气体吸入气缸。如图4-6所示为滑片式压缩机结构图。

滑片式压缩机有卧式和立式之分。由于受空间的限制，电冰箱一般采用卧式滑片式压缩机。其具有成本低、尺寸小、重量轻、容积效率高、搬运时可以任意倾斜等特点。

图4-6 滑片式压缩机的结构图

3.涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是一种新型高效的流体机械，依靠加工精度很高且相互啮合的两个涡旋盘的相互运动而工作。它主要由定涡旋盘、动涡旋盘、排气管及吸气管等部件组成，如图4-7所示为涡旋式压缩机结构图。

涡旋式压缩机的内部结构与往复式和旋转式不同，它的电动机绕组在下部，而气缸在上部。涡旋式压缩机内部的动涡旋盘（由偏心轴驱动，基于圆轴心运动）与定涡旋盘（固定在机架上）的安装角度为180°，它们之间形成了气缸的工作容积。当涡旋式压缩机工作时，定涡旋盘不动，动涡旋盘绕着定涡旋盘中心以偏心距为半径做旋转运动，动定涡旋盘动的相对运动，使进入的气体受到挤压作用。同时有气体从吸气管被吸入。当两个涡旋盘相对运动时，密闭空间产生移动，容积发生变化。当空间缩小时，气体受到压缩，由排气口排出。它具有力矩变化小、振动小、噪声小、效率高、结构简单、体积小、可靠性高等特点。

图4-7 涡旋式压缩机结构图

4.变频式压缩机

变频式压缩机可根据电冰箱内外温度的设定来自动调节压缩机的工作频率，它的转速随供电频率的变化而变化（转速一般在2000～4000r/min之间变化），其轴承结构、材料润滑及气阀的结构分别能适应高速运转时摩擦阻力损失增大和低速运转时润滑油流量减少，气缸和滚动活塞端盖、滑片之间的漏气量增加的要求。当电冰箱内温度很高时，变频压缩机转速可达4000r/min，使电冰箱迅速降温（速冻能力比普通电冰箱提高20%）；当电冰箱内温度较低时，变频压缩机以低速运转，电冰箱内温度波动的范围比普通电冰箱小得多，具有高效、节能、低噪声等特点。如图4-8所示为变频式压缩机结构图。