一、引言：制冷压缩机工质

根据《蒙特利尔议定书》缔约国第七次会议，发展中国家将于2010年停止使用CFCs工质，而HCFCs也将于2030年全面禁用。为此国内外的冷冻空调制冷压缩机工作者进行了大量的CFCs以及HCFCs工质替代试验研究，但迄今为止尚未找到一种纯工质能在热力性质、毒性、溶油性等方面与CFCs或HCFCs工质相媲美，其中一些较有前途的工质（如R407C，R410A）属于非共沸混合工质，不但价格昂贵，而且必须严格防止泄漏；另外最重要的一点就是工质热力性质等综合性能较CFCs以及HCFCs工质降低，但这一点降低（哪怕1%）也将给广泛使用的标准制冷机配置带来诸多的问题，并消耗无数的电力资源，而要将工质热力性质等综合性能提高哪怕半个百分点也是异常困难和需要大量试验工作的。例如，日本从1996年全面禁止生产CFCs冰箱，一般采用HFC-134a及HCFC-22替代CFC-12，HCFC-141b替代CFC-11。而使用HFC-134a替代CFC-12时，冰箱制冷压缩机工作性能下降5%-10%。

据国外统计，中央空调系统的全年能耗占整个建筑物总能耗的40%至60%，因此空调节能是空调行业永恒的课题；而每家每户每天使用的电冰箱更是CFCs制冷压缩机工质替代首先冲击的目标。如何提高电冰箱、空调器等家用制冷压缩机的能源效益是制冷界最紧迫的课题之一。

众所周知，电冰箱、空调器等家用制冷机由制冷压缩机驱动制冷工质进行热力循环，通过供冷部件向需冷空间输送冷量。因此，要提高家用制冷压缩机的能源效益不仅要改善制冷工质的热力特性及适用性能，还可以通过改善制冷压缩机性能来实现。因为制冷压缩机的性能优劣是制冷机整机性能优劣的决定因素，而制冷压缩机的性能试验在产品开发和质量控制中起着关键性作用。

二、目前使用的制冷压缩机及其研究现状

近年来，为了满足环保和市场的需要，国内电冰箱厂纷纷推出了CFCs制冷压缩机工质替代的电冰箱（俗称无氟冰箱或环保冰箱）；相应地，电冰箱压制冷缩机厂也不断开发出CFCs工质替代的制冷压缩机。

我们知道普遍使用的家用制冷压缩机大多数使用旋转式电动机驱动活塞作往复振荡，必须有一套将电动机的旋转运动转变为活塞直线往复运动的转换机构。通过对这类制冷压缩机的动力学分析（以曲柄连杆机构为例）可见：作用在曲柄连杆机构上的力主要有三种——惯性力、气体力（负载）、摩察力。惯性力又分为活塞往复运动所产生的惯性力、曲柄不平衡旋转质量所产生的离心惯性力、连杆运动所产的惯性力；压缩机的摩擦功率包括往复摩擦功率、旋转摩擦功率。其中曲柄不平衡旋转质量所产生的离心惯性力、连杆运动所产生的惯性力以及旋转摩擦功率项都是因为使用旋转式电动机而直接带来能量损失的项目，而往复摩擦功率的损失则很大程度上是由曲柄造成的活塞所受到的径向力引起的。总之，这种机器总体体积庞大、传动效率低、噪声大、磨损利害、寿命短，因此活塞式制冷压缩机具有很大大的改善潜力。对于家用冰箱的全封闭式制冷压缩机，输入功率只有1/3得到有效利用（电效率约为30%），而在商用制冷压缩机系统设备中，这个比例也仅有1/3至1/2。

建国以来，制冷压缩机工业在生产、国防和科技发展的推动下，从无到有、从小到大，获得了迅速的发展。活塞式制冷压缩机为制冷工业的建设做出了重大的贡献。