2.2.4. Компрессор типа V

Компрессорь типа «V» применяются в системах кондициониро­вания воздуха с холодильними установками типа МАВ-ІІ пасса-жирских вагонов с индивидуальной системой знергоснабжения и постоянньм током напряжением 110 В.

Технические характеристики компрессора

Тип

Диаметр цилиндра, мм

Ход поршня, мм Число цилиндров

Мощность злектродвигателя, кВт Частота вращения, об/мин

Холодопроизводительность, кВт

У-образньш, одноступенчатьй, порш-невой, с сальниковьм уплотнением 80

58 4 13

1450

32,5

4>=5°С ^_к=55°С

Регулировка производительности Устройство, действующее на три ци-

линдра, управляемое давлением газа

Максимально допустимое рабочее давление, МПа

Количество масла в картере, кг Масло для холодильньїх машин Габаритньїе размерьі, мм:

длина: ширина: висота:

Масса, кг

на стороне всасьвания 0,9

на стороне нагнетания 2 3

ХФ 12-16

662 470 585 123

В установках кондиционирования воздуха пассажирских вагонов, имеющих систему злектроснабжения на постоянном токе, использу-ются компрессорь сальниковой конструкции. Применять бессальни-ковье компрессорь полугерметичной конструкции в одном корпусе с двигателем постоянного тока нельзя, так как в зтом случае внутрен-няя полость двигателя оказалась бь заполненной парами хладагента с маслом, являющимся хорошим проводником злектричества. Таким образом, токонесущие детали коллектора оказались бь замкнутьми накоротко и двигатель при первом же пуске вьшел из строя.

Поршневой компрессор типа V представляет собой непрямоточ-ньй компрессор для сжатия газообразного хладона КЛ2. Четьре цилиндра расположень под углом 60° в двух рядах.

Детали картера отлить из легкого металла. Пропиткой отлитьх деталей синтетической смолой (пропиточньм лаком 240, новьм 693х), достигается совершенная герметичность и хорошая защита от коррозии.

Приводной механизм поршневого компрессора отбалансирован динамически, чем достигается спокойная работа машинь.

Компрессор оснащен устройством для регулирования произво-дительности, действующим на три цилиндра. Для обеспечения хо­роших пусковьх условий при низких наружньх температурах пор-шневой компрессор оборудован злектрическим подогревом масла. Общая конструкция компрессора показана на разрезе (рис. 2.17).

На отливках опорного фланца и картера компрессора прилить по 2 крепежнье лапь.

Рис. 2.17. Компрессор типа «V» установки МАВ — II: 1 — корпус; 2 — кришка корпуса; 3 — сальник; 4 — всасивающий вентиль; 5 — головка цилиндров; 6 — шатунно-поршневая группа; 7 — коленчатий вал; 8 — масляний насос; 9 —

масляний фильтр; 10 — поддон

Картер компрессора отлит в целом. В одном блоке обьединень два цилиндра. Для достижения хороших ходовьх свойств поршней из легкого сплава запрессовань цилиндровье втулки из серого пер-литного чугуна. Всасьваемьй газ подводится к головке блока ци-линдров через отлитье канавки. К левой торцевой стороне комп-рессора прифланцован маслонасос. На правой торцевой стороне установлен опорньй фланец. После демонтажа маслосборника обес-печен хороший доступ к кривошипному механизму. Между блока­ми цилиндров отлит сборньй нагнетательньй канал. Корпус ореб-рен для повишения его прочности. Поддон виполнен в виде ореб-ренной чаши. Для крепления сита предусмотрень планки. На од-ной из наружньх поверхностей маслосборника предусмотрен злек­трический нагревательньй злемент. Резьбовая пробка (М16 х 1,5) установлена на торцевой стороне, на опорном фланце двухсторон-нее уплотнение вала. Для опорь сравнительно длинной свободной шейки кривошипного вала предусмотрен радиальньй шарикопод-шипник, находящийся вне системь смазки компрессора и смазьва-ющийся консистентной смазкой. К опорному фланцу прилит вса-сьвающий патрубок всасьваемого газа. Фланец оребрен для повь-шения его прочности.

Сверху блок закрьт двумя головками цилиндров (рис. 2.18), ко-торье в свою очередь закрьть крьшками. По торцам к блоку при-креплень нагнетательньй и всасьвающий 9 вентили. Около масля­ного насоса в блок вмонтирован редукционньй клапан. Контроль за уровнем масла осуществляют по мерному стеклу.

Место вьхода коленчатого вала из блока компрессора уплотне-но специальньм сальником, детали которого собрань в торцевой крьшке 6. Забор масла из маслованнь в систему осуществляется через специальньй маслоприемньй фильтр.

Клапань компрессора установлень на клапанной плите (рис. 2.18).

Работа клапанов автоматически согласуется с движением порш­ня. Рассмотрим их работу на условной схеме (рис. 2.10, а, в). Когда поршень 6 (рис. 2.10, а) опускается вниз, то в надпоршневом про-странстве, ограниченном клапанной плитой 3 и гильзой цилиндра 5, создается разряжение. Благодаря зтому пар хладона КЛ2, нахо-дящийся под давлением вьше, чем в надпоршневом пространстве, преодолевает усилие нажатия пружинь 1, отжимает пластину 2 вса-сьвающего клапана от седла 7 (рис. 2.19, б) и заполняет цилиндр, пока давление во всасьвающем трубопроводе и цилиндре не урав-няется. Зтот момент соответствует достижению поршнем положе-ния в нижней мертвой точке, при котором всасьвающий клапан под действием пружинь автоматически закроется.

При последующем движении поршня вверх пар хладона КЛ2 сжи-мается и, приподнимая от седла 4 (рис. 2.19, а) пластину нагнета-тельного клапана 8 (рис. 2.10, б), начинает перетекать в конденса­тор. Когда поршень снова пойдет вниз, процесс повторится.

Всасьвающий и нагнетательньй клапань компрессора типа V для компактности совмещень в одном узле. Соединяет их воедино фасонньй стакан 7 (рис. 2.19) со стяжньм болтом 10. В нерабочем положении пластинь всасьвающего 4 и нагнетательного 12 клапа-нов прижать возвратньми пружинами 6 и 11 к своим седлам 5 и 8. Пружинь, а их 6 шт. у всасьвающего и 8 шт. у нагнетательного клапана, для равномерности нажатия расставлень по двум концен-тричньм окружностям. Учитьвая, что пружинь навить из тонкой проволоки и имеют небольшую вьсоту (8 и 9,4 мм), их поместили в гнезда, просверленнье в нижней 3 и верхней 9 плитах.

Действие клапанов во время всасивания (рис. 2.19, а) и нагнета-ния (рис. 2.19, б), как и в ранее рассмотренном примере, целиком зависит от давления, создаваемого поршнем 1 в цилиндре 2. Для пропуска хладона в ту или другую сторону достаточно пластинам отойти от своих седел всего на 1 мм.

Коленчатьй вал отштампован из делегированной углеродистой стали. Все опорь вала подвергнуть поверхностной закалке. Кри-вошипь расположень под углом 180 ° (рис. 2.20).

К обеим щекам приковань противовесь. На приводной шейке коленчатого вала установлень двухстороннее уплотнение и опор-ньй подшипник для уменьшения прогиба.

Смазка подшипников осуществляется через продольное отвер-стие коленчатом валу.

На каждой шейке колена установлень два шатуна. Шатуни из-готовлень из сплава легких металлов.

Обе части нижней головки шатуна соединень между собой шатуннь-ми болтами с корончатой гадкой и шплинтом. Вкладьши и втулки под-шипников вьполнень из свинцовистой бронзь на стальной основе.

Смазка маслом верхнего подшипника шатуна осуществляется че­рез отверстие в стержне шатуна. Поршни отлить из специального сплава, методом центробежного литья.

Хорошее уплотнение поршня и цилиндровой втулки обеспечи-ваются двумя прямоугольньми кольцами и одним разрезньм мас-лосьемньм кольцом. Палец поршня изготовлен из висококачествен-ной стали, осевое смещение которого исключается установкой сто-порньх колец.

Коленчатьй вал имеет три точки опорь. Основнье усилия воспри-нимаются средним подшипником и подшипником со сторонь масло-насоса. Средний подшипник может воспринимать осевье усилия.

Коренной подшипник коленчатого вала состоит из двух разрез-ньх втулок с буртиками, изготовленньх из свинцовистой бронзь на стальной основе. Втулки впрессовань в гнездо подшипника.

Смазка коренньх подшипников и верхних головок шатунов осу-ществляется под давлением от насоса (рис. 2.21), смазка поверхнос-тей цилиндров — разбрьзгиванием и маслом, растворенньм в па­рах хладагента. С целью облегчения пуска при низких наружньх температурах предусмотрен подогрев масла.

Рассмотрим принцип работь шестеренчатого насоса.

В стальном корпусе 1 (рис. 2.22) имеются две со-общающихся между собой полости, в которьх про-сверлень всасьвающий 6 и нагнетательньй 5 кана-ль. Основнье рабочие зле-менть насоса — стальнье шестерни 2 и 7.

Ведущая шестерня 2, закрепленная на валу 3 шпонкой 4, вращается от коленчатого вала компрес-

сора по часовой стрелке, ведомая 7 — в обратном направлении. Мон­таж шестерен в корпусе насоса вьполнен в особой точностью. Так, торцевьй зазор между корпусом и шестернями не должен превьшать 0,02 мм, а зазор между боковьми гранями зубьев — 0,01 мм.

При вращении шестерен масло через всасьвающий канал 6 посту-пает в корпус 1 и зубьями вьжимается через нагнетательное отверстие 5 в магистраль. Если шестерни будут вращаться в противоположную сторону, то направление движения масла изменится. Чтобь зто не от-разилось на работе компрессора, в насосе сделань два диаметрально противоположньгх всасьвающих и два нагнетательньх отверстия с пла-стинчатьми клапанами (на рис. 2.22 не показань). При такой конст-рукции насоса, назьваемом реверсивньм, компрессор может работать при любом направлении вращения коленчатого вала.

Система смазки компрессора типа «V» работает следующим об­разом. Масло из масляной ваннь через приемньй масляньй фильтр засасьвается шестеренчатьм насосом 1 и подается в магистраль, в начале которой установлен клапан 3 избьточного давления. Назна-чение зтого клапана следующее: если пуск холодильной установки происходит после длительной остановки и масло в картере компрес-сора холодное и загустело, то в системе может создаться слишком вьсокое давление, способное разорвать корпус масляного насоса или повлечь за собой какие-либо другие дефекть. Чтобь предупредить возможную поломку агрегата, клапан избьточного давления, отре-гулированньй на 0,3 МПа, перепускает избьтки масла обратно в ванну в обход магистрали. По мере нагревания масла вязкость его снижается, давление падает и клапан автоматически прекращает сброс излишков масла. Основное количество масла шестеренчатьм насосом нагнетается в масляньй канал 4, просверленньй вдоль ко-ленчатого вала, и по радиальньм каналам в шатунньх шейках под-водится к рабочим поверхностям шатунньх подшипников. Далее часть масла по отверстию в стержне шатуна попадает для смазки подшипника поршневого пальца, а часть под давлением вьбрасьва-ется в полость картера через зазор между шатунньм подшипником и шейкой коленчатого вала. При зтом образуется масляньй туман, оседающий на рабочей поверхности цилиндра и создающий смазь-вающую прослойку под поршневьми кольцами.

Оставшееся количество масла по обводной трубке попадает в по-лость сальника 9. Здесь, на самом удаленном от масляного насоса участке, установлен редукционньй клапан 11, с помощью которого регулируется давление в масляном канале и тем самьм защищается сальниковое уплотнение вала от прорьва масла, имеющего завьшен-ное давление. Масло, попавшее в полость сальника, способствует уп-лотняющей функции последнего, смазьвает опорньй подшипник хво­стовика вала и стекает в масляную ванну. Контролируется давление масла по манометру 8, а уровень его в масляной ванне по мерному стеклу 12. Масло заправляется в компрессор через вентиль.

В компрессоре благодаря постоянному контакту масла с хладо-ном КЛ2 образуется маслохладоновьй раствор, которьй циркули-рует по системе холодильной машинь. При пуске установки кон-диционирования воздуха после длительной остановки из-за бьст-рого падения давления в полости компрессора и нагрева его дета­лей происходит вьпаривание хладона КЛ2 из раствора со вспени-ванием масла в картере. Часть масла в виде тумана и мелких ка­пель, несмотря на наличие поршневьх колец, увлекается нагнетае-мьми парами в систему трубопроводов и попадает через конденса­тор, ресивер и регулирующий вентиль в воздухоохладитель. Отсю-да оно возвращается в цилиндр. Возврат масла при пуске компрес-сора по сравнению с тем количеством, которое проносится через рабочую полость агрегата, практически ничтожно (5—10 % веса циркулирующего за час количества хладагента), что в конечном ито-ге способствует ухудшению режима смазки агрегата.

Унос масла происходит не только при пуске компрессора, но и при работе в установившемся режиме, но в зтот период унос равен возврату в картер. Унос масла — явление нежелательное, но и неиз-бежное. Нежелательное потому, что масло, попав в конденсатор и воздухоохладитель, оседает на внутренней поверхности трубопро-водов тонкой пленкой, ухудшающей теплообмен с окружающей сре-дой. Неизбежное потому, что оно зависит от конструктивньх осо-бенностей компрессора, состояния его клапанов, поршней, цилин-дров, колец и других деталей. На чрезмерний унос влияют зксплу-атационнье факторь: переполнение картера маслом и, как резуль­тат, интенсивное разбрьзгивание, слишком вьсокое давление в си-стеме смазки из-за неисправности или разрегулирования редукци-онньх клапанов и др.

Основнье мерь борьбь с уносом сводятся к улучшению техни-ческого состояния компрессора. Мальй унос масла считается при-знаком хорошего общего состояния агрегата. Зффективной мерой против уноса является установка злектроподогревателей, которье автоматически включаются на период остановки или перед пуском кондиционера до 20—30 °С. Легкоиспаряющийся хладон випари-вается из масла и пень при пуске не образуется. На днище масля-ной ванни компрессора типа V установлен трубчатий злектронаг-реватель (ТЗН) мощностью 120 Вт.

В месте вьхода хвостовика коленчатого вала из блока компрес-сора смонтировано сальниковое уплотнение, препятствующее утеч-ке хладагента по зазору между валом и блоком. Сальник состоит из двух графитових колец 4 (рис. 2.23) с виступающими наружу бурти-ками, торцевая поверхность которьх прошлифована и плотно при­жата к фланцам стальньх втулок 10, запрессованньх в блок 9.

Графитовие кольца вмонтировань в обойму 2 с резиновой осно-вой 1. Между обоймами на валу 7 установлено кольцо 5 с гнездами для пружин 6. Чтоби сальник не проворачивался на валу, обойма фиксируется штифтом 3, нижний конец которого утоплен в канавке 8, профрезированной в хвостовике вала. Нормальное, без перекосов положение колец обеспечивается планкой 13, закрепленной винтом 12.

Таким образом, течь хладагента по валу предотвращают резиновье кольца 1, по корпусу — буртики графитовьх колец 4 с притертьми поверхностями. Гнездо 5 в корпусе сальника 11 заполнено маслом, создающим дополнительное уплотнение.

Как бь совершенна ни бьла конструкция сальника, утечка хла-дагента по нему неизбежна. Считается нормальньм подтекание мас­ла сквозь сальник масла в виде единичньх капель, но не более 5 капель в час.

Компрессор имеет устройство для регулирования холодопроиз-водительности путем автоматического отжатия всасьвающих кла-панов без изменения частоть вращения коленчатого вала компрес-сора. В компрессоре холодильной установки типа МАВ-ІІ могут отключаться два или три цилиндра, что дает возможность установ-ке работать с 25, 50 % -ной холодопроизводительностью.

В компрессоре установки МАВ-ІІ при необходимости снижения холодопроизводительности на ходу отключаются два или три ци-линдра с одновременньм прекращением подачи жидкого хладона в половину змеевика испарителя. При зтом холодопроизводитель-ность установки понижается соответственно до 50 или 25 %. Зти отключения и включения цилиндров производятся автоматически с помощью злектромагнитньх вентилей.

Для того, чтобь представить, как происходит отключение ци-линдров компрессора, предположим, что температура воздуха в купе после включения четьрех цилиндров стала понижаться и достигла +21°С. Тогда термостат на +22°С отключит половину испарителя, переведет вентилятор, конденсатора на более медленньй режим вра-щения и откроет магнитний вентиль № 1. В результате хладон, на-ходящийся под вьсоким давлением в ресивере, получит доступ в надклапанное пространство первого и второго цилиндров компрес-сора и надавит на торць 5 (рис. 2.24) отключающего устройства, штоками которьх отожмет от седел 2 пластинь 1 всасьвающих кла-панов.

Если при обичной работе компрессора положение клапанной пла-стинь зависит от направления движения поршня 7, то теперь всась-вающий клапан будет открьт все время. Зто значит, что парь хладо-на, поступившие в цилиндр, будут вьтолкнуть обратно во всасьва-ющий патрубок при движении поршня вверх. Иньми словами, сжа-тия паров не произойдет и цилиндр будет работать вхолостую.

Когда автоматически отключаются сразу два цилиндра, произво-дительность установки снижается на 40 %. При таком режиме комп-рессор работает до тех пор, пока посредством второго ртутно-контак­тного термометра при температуре воздуха в вагоне ниже +21 °С включится катушка злектромагнитного вентиля № 2 и отклю-чится третий цилиндр. В работе останется только один цилиндр, обеспечивающий 30 % холодопроизводитель-ности.

В конструкции клапанного узла ком-прессора предусмот-

^{рена защита цилиндра} Рис. 2.24. Отключающий механизм (нагнетатель-от гидравлического ний клапан изображен при гидравлическом ударе) удара, сущность которого заключается в следующем: когда в про-странство цилиндра над поршнем в результате влажного хода по-падает жидкий хладон по обьему больше обьема вредного простран-ства, то при подходе к верхней мертвой точке происходит удар пор­шня о клапанную плиту 6 (см. рис. 2.24) через несжимаемьй жид-кий хладагент. Для смягчения удара (предотвращения аварии) на-гнетательньй клапан 3 сверху накрьт чашей и прижат к посадоч­ному месту буферной пружиной 4. Сила удара уменьшается за счет поднятия нагнетательного клапана и образования свободного про-хода для хладагента. Работа компрессора в зтом случае сопровож-дается характерньм металлическим стуком, усльшав которьй не-обходимо срочно вьключить холодильную установку для вьясне-ния и устранения причинь влажного хода.