活塞式空壓機(jī)的工作原理

第七章活塞式空氣壓縮機(jī)壓縮空氣在船上的用途1.啟動(dòng)主柴油機(jī)、發(fā)電柴油機(jī)。2.為氣動(dòng)輔助機(jī)械(壓力水柜、汽笛)和工具供氣。3.為氣動(dòng)主機(jī)遙控系統(tǒng)供氣。4.吹洗零件(濾器、閥件)。船上空壓機(jī)的設(shè)置情況空壓機(jī)型式臺(tái)數(shù)原動(dòng)機(jī)型式壓力大小主空壓機(jī)2～3電動(dòng)機(jī)中壓(3MPa)應(yīng)急空壓機(jī)1柴油機(jī)低原動(dòng)機(jī)[PrimaryMover]電動(dòng)機(jī)[ElectricMotor]柴油機(jī)[DieselEngine]臺(tái)數(shù)2~31壓力中壓低壓應(yīng)急空壓機(jī)輔(應(yīng)急)空氣瓶發(fā)電柴油機(jī)發(fā)電機(jī)電站電動(dòng)機(jī)主空壓機(jī)主空氣瓶主柴油機(jī)空壓機(jī)分類(lèi)活塞式螺桿式離心式軸流式旋渦式空壓機(jī)按工作原理分容積式動(dòng)力式水冷風(fēng)冷按冷卻方式分直列V型W型按氣缸布置方式分額定排氣壓力(MPa)排氣量(m3/min)低壓0.2~1.0微型<1中壓1.0~10小型1~10高壓10~100中型10~100大型>100按壓力和容積流量分空壓機(jī)的容積流量(亦稱(chēng)排氣量)----是指在額定轉(zhuǎn)速和額定排氣壓力工況下,單位時(shí)間所排送的相當(dāng)于第一級(jí)吸氣口前的吸氣狀態(tài)的空氣體積第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、單級(jí)活塞式空壓機(jī)理論工作循環(huán)1.氣缸無(wú)余隙容積2.吸排氣無(wú)壓力損失和脈動(dòng)3.吸氣過(guò)程氣體與缸壁無(wú)熱交換4.無(wú)氣體漏泄5.氣體是理想氣體理論工作循環(huán)的五點(diǎn)假設(shè)一、單級(jí)活塞式空壓機(jī)理論工作循環(huán)1.p-V圖循環(huán)線包圍的面積代表耗功。2.氣缸冷卻越好，越接近等溫過(guò)程，耗功越小。結(jié)論等溫絕熱多變實(shí)際工作循環(huán)圖910二、實(shí)際工作循環(huán)影響實(shí)際工作循環(huán)的因素(圖7-2)1.余隙容積Vc活塞-缸蓋、氣閥通道容積系數(shù)Vc/Vp越大pd/ps越大

v越小連桿軸承磨損氣缸墊片加厚

v減小余隙容積大致可用余隙高度來(lái)衡量,一般為0.4～2.5mm,用壓鉛法檢查余隙,通過(guò)墊片厚度調(diào)節(jié)2.吸、排氣阻力(圖7-2)壓力系數(shù)吸入壓力ps排出壓力pd余隙容積中氣體膨脹過(guò)程增長(zhǎng)3.吸氣預(yù)熱溫度

，比容

，體積

溫度系數(shù)Pd/ps,t

4.漏泄氣閥、活塞環(huán)氣密系數(shù)三、容積流量和輸氣系數(shù)理論容積流量:由第一級(jí)的氣缸容積、缸數(shù)和轉(zhuǎn)速所決定,即第一級(jí)氣缸數(shù)目由于各種損失使實(shí)際容積流量VS＜Vt

,兩者的比值用輸氣系數(shù)λ來(lái)表示,即VSλ=/Vt=λv

λp

λt

λl余隙容積損失

漏泄

氣缸溫度

預(yù)熱損失

實(shí)際管理工作中,為使輸氣系數(shù)不致降低,應(yīng)注意首先減少氣閥和活塞環(huán)的泄漏其次是及時(shí)清洗吸氣過(guò)濾器再次是要保持氣缸冷卻良好必要時(shí)壓鉛檢查余隙高度注意四、功率和效率指示功率Pi：用于壓縮氣體的功率等溫指示效率

iT

：

iT=

PT/Pi絕熱指示效率

iS

：

iS=

PS/Pi

iT

iS

理論功率：按理論循環(huán)計(jì)算的功率。等溫理論功率PT：按等溫理論循環(huán)計(jì)算的功率。絕熱理論功率PS：按絕熱理論循環(huán)計(jì)算的功率。軸功率P：曲軸得到的功率。機(jī)械效率

m

：

m=

Pi/P等溫總效率

T

：

T=

PT/P

=

iT

m

水冷絕熱總效率

S

：

S=

PS/P

=

is

m

風(fēng)冷1：Pt、P、Pi、PS

如何排序？答：Pt<PS<Pi<P2：

it、

is、

t、

s

如何排序？答：

is>

it>

s>

t問(wèn)題:五、多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻排壓高時(shí)采用，設(shè)多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻船用水冷多采用兩級(jí);風(fēng)冷多采用三級(jí)兩級(jí)壓縮按氣缸布置分為直立和級(jí)差式兩類(lèi),如下圖所示1.降低排氣溫度(160C)2.提高輸氣系數(shù)3.節(jié)省壓縮功4.減輕活塞上作用力單級(jí)和二級(jí)壓縮在P-V圖上的理論循環(huán),如下圖采用多級(jí)壓縮與中間冷卻的好處是:如何確定級(jí)數(shù)？如果為了省功，分級(jí)越多并采用級(jí)間冷卻，可節(jié)省更多的功(面積差)。但機(jī)構(gòu)復(fù)雜、損失和阻力增加。所以在排氣溫度允許的范圍內(nèi)，盡量采用較少的級(jí)數(shù)—2級(jí)如何確定各級(jí)壓力比？理論上，多級(jí)壓力比相同()時(shí)總耗功最省。但這樣會(huì)導(dǎo)致后級(jí)冷卻差、溫度高，相對(duì)余隙容積大，導(dǎo)致后級(jí)功耗增大，所以后級(jí)壓力比比前級(jí)小末級(jí)壓力=排出容器壓力+管路阻力，級(jí)間壓力及壓力比按流量連續(xù)性原理自動(dòng)調(diào)整。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類(lèi)：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類(lèi)：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長(zhǎng)的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤(rùn)滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬(wàn)小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬(wàn)小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過(guò)?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴(lài)的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過(guò)濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過(guò)濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過(guò)濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開(kāi)發(fā)并問(wèn)世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長(zhǎng)壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒(méi)有磨損，因而壽命更長(zhǎng)，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過(guò)程

1—2壓縮過(guò)程

2—3排氣過(guò)程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類(lèi)：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤(rùn)滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見(jiàn)表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過(guò)程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過(guò)程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過(guò)程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來(lái)衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來(lái)衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動(dòng)慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長(zhǎng)度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長(zhǎng)度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動(dòng)慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過(guò)的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計(jì)算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機(jī)軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指示效率機(jī)械效率總效率（絕熱、等溫）二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4.功率和效率三、多極壓縮和中間冷卻第一級(jí)工作循環(huán)o-a-b-