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1、第六章 活塞式空氣壓縮機(jī) piston-air compressor,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)和自動控制 第三節(jié) 活塞式空壓機(jī)的管理 復(fù)習(xí)思考題,壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用： 1.主機(jī)的啟動、換向； 2.輔機(jī)的啟動； 3.為氣動裝置提供氣源； 4.為氣動工具提供氣源； 5.吹洗零部件和濾器。,排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(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-air compressor,空壓機(jī)分類：,按排氣壓力分：,低壓 0.21.0MPa； 中

2、壓 110MPa； 高壓 10100MPa。,按排氣量分：,微型 100m3/min。,第六章 活塞式空氣壓縮機(jī) piston-air compressor,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：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式,兩級活塞式壓縮機(jī),單級活塞壓縮機(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),最長的使用壽命- ----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當(dāng)于每日以十小時運作計算，可長達(dá)3

3、3年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實不為過。,滑(葉)片式空壓機(jī),可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī),1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.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)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。,2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。,3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，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.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。,2.

4、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。,3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，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、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。,,螺桿式壓縮機(jī),,,,,,,,油路系統(tǒng)：J 油箱K 恒溫旁通閥L 油冷卻器M 油過濾器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年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長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)

5、注和公認(rèn)。被譽為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。 由于渦旋式壓縮機(jī)的獨特設(shè)計，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。 渦旋式壓縮機(jī)主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機(jī)。由于渦旋式壓縮機(jī)運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機(jī)”。,,,,,,活塞式空氣壓縮機(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)（單級壓縮）,工作循環(huán)：4123 41 吸氣過程 12 壓縮過程 23 排氣過程,第一節(jié) 活塞式空壓機(jī)的工作原理,一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）,壓縮分類： 絕熱壓縮：12 耗功最大 等溫壓縮：12 耗功最小 多變壓縮：12 耗功居

6、中,功PV （PV圖上的面積）,加強(qiáng)對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。,二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,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不利的影響殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（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)相對容積C、容積系數(shù)v,,,合適的C ：低壓0.07-0.12 中壓0.09-0.14 高壓0.11-0.16 v 0.650.

7、90,1）余隙容積Vc的影響,C越大或壓力比越高，則v越小。,保證Vc正常的措施：余隙高度見表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、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,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,吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)p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。,p （0.90-0.98）,2.與理論循環(huán)不同的原因：,二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,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,由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，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

8、氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)t來衡量（0.90-0.95）。,保證措施：加強(qiáng)對氣缸、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、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,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)l來衡量（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，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)計進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔

9、。,2.與理論循環(huán)不同的原因：,二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,第一節(jié) 活塞式空壓機(jī)的工作原理,上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。,2.與理論循環(huán)不同的原因：,二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,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----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。,實際排氣量Q： Q=Vt 輸氣系數(shù) ： t v pl,二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,第一節(jié) 活塞式空壓機(jī)的工作原理,指示功率pi ： 按示功圖計算的功率 理論功率Ps、PT ：按理論循環(huán)計算的功率 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

10、效率 總效率（絕熱、等溫）,,二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）,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,第一級工作循環(huán) o-a-b-n-o 第二級工作循環(huán) c-e-f-m-c 整個工作循環(huán) o-a-b-c-e-f-m-n-o,第一節(jié) 活塞式空壓機(jī)的工作原理,1) 降低壓縮終了的排氣溫度，保證機(jī)件潤滑； 2) 減小余隙容積對排氣量的影響，提高輸氣系數(shù)； 3) 節(jié)省壓縮功(c-b-d-e-c)； 4) 減輕活塞上的作用力。,1. 采用多極壓縮和中間冷卻的好處：,三、多極壓縮和中間冷卻,第一節(jié) 活塞式空壓機(jī)的工作原理,2. 各級壓縮比的確定 理論分析：各級耗功相等時，壓縮機(jī)總耗功最小。 即各級壓力比應(yīng)相等。,最佳壓力比：各級壓力比相等時總耗功最省。,3. 壓縮終了溫度的確定,壓力比分配原則： 主要依據(jù)省功原則。,三、多極壓縮和中間冷卻,第一節(jié) 活塞式空壓機(jī)的工作原理,例 題,實際上后一級的壓縮比選得小一些的原因：,后級冷卻比前級效果差，采用同樣壓比耗功會更大； 后級余隙容積相對大，采用同樣壓比容積損失會更大。,三、多極壓縮和中間冷卻,第一節(jié) 活塞式空壓機(jī)的工作原理,