相对余隙容积

当压缩机活塞运动到气缸的上止点时，活塞顶与气阀座之间的容积，第一道活塞环以上的环形空间及气阀通道（与气缸一直相通的）的三部分容积之和统称为余隙容积。当压缩机的气缸工作容积一定时，余隙容积越大，则输气量减少得越多，但当两台压缩机的气缸工作容积不同时，就不能直接用余隙容积的大小来衡量对输气量的影响，因此，用余隙容积与气缸工作容积的比值，来表示余隙容积占气缸工作容积的大小，称为相对余隙容积1。

简介压缩机活塞处在上止点时，为了防止活塞顶部与阀板、阀片等零件撞击，并考虑热胀冷缩和装配允许误差等因素，活塞顶部与阀板之间必须要留有一定的间隙，这个间隙的直线距离称为直线(线性)余隙，直线余隙与气缸壁之间所包含的空间(包括排气阀孔容积)称为余隙容积。

余隙容积与气缸工作容积之比称为相对余隙容积，相对余隙容积表示余隙容积占气缸工作容积的比例2。

相对余隙容积的计算相对余隙容积的计算公式如下：

式中Vc表示余隙容积；Vg表示气缸工作容积。

现代中、小型活塞式制冷压缩机的相对余隙容积为2~6%，即余隙容积占气缸工作容积的2~6%，我国系列制冷压缩机相对余隙容积约为4%1。

相对余隙容积作用压缩机新产品设计计算中，相对余隙系数是重要参数之一。众所周知，相对余隙容积直接影响容积系，第一级相对余隙系数的大小直接影响气缸直径的大小。由于第一级的气缸是一台压缩机中直径最大的气缸，所以一级气缸的大小直接影响压缩机的外型尺寸。

目前在设计新型压缩机时，相对余隙系数都是根据经验来决定，并据此计出各级气缸直径。但是，在完成气缸、活塞、气阀等的初步设计后，所要求的相对余隙容积是否能够得到保证，这就要对各个部分存在实际容积进行计箅。这种计算是相当繁杂j的，特别是多级压缩机是很费时间的3。

相对余隙容积的选取原则余隙容积主要是由活塞处于上止点时，活塞顶面和阀板底面间的容积、第一道活塞环以上的环形空间以及气阀排气通道(与气缸一直相通的)的容积三部分组成，而后者所占的比例并不小，可见，缩小相对余隙容积C值会受到结构、工艺和气阀流通能力的限制。C值过大，会降低活塞的有效吸气容积，使得压缩机的排气量减小，从而影响压缩机制冷循环的制冷效果，可见C值不宜过大，现代中小型制冷压缩机的C值范围约在2%～6%之间，低温机多采用长行程，取接近下限值4。

阀片开启角活塞在上止点时，规定曲柄转角为0。。考虑到阀片的弹簧预紧力和重力的影响相对于开启压力很小，可以忽略不计。吸气过程中，活塞作向轴运动，当气阀两侧的压力平衡时，气阀打开，此时的曲柄转角即为开启角θ。开启角θ的计算就是基于气阀两侧的压力平衡来计算的4。

相对余隙容积对开启角的影响相对余隙容积C增大，开启角θ随之增大。这在实际中也容易理解，以吸气过程为例，相对余隙容积C越大，则活塞有效吸气容积就越小，不利于制冷压缩循环，在其他参数不变的情况下，吸气阀的开启时间较晚，开启角θ增大4。

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刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所