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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(dòng)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(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-air compressor,空壓機(jī)分類：,按排氣壓力分：,低壓 0.21.0MPa； 中壓 110MPa； 高壓 10100MPa。,按

2、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(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)。,滑(

3、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.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.

4、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(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)

5、。 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)”。,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(jí)壓縮）,工作循環(huán)：4123 41 吸氣過(guò)程 12 壓縮過(guò)程 23 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： 絕熱壓縮：12 耗功最大 等溫壓縮：12 耗功最小 多變壓縮：12 耗功居中,功PV （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

6、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(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)v,合適的C ：低壓0.07-0.12 中壓0.09-0.14 高壓0.11-0.16 v 0.650.90,1）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(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

7、）,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)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(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)t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

8、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(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。,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

9、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 輸氣系數(shù) ： t v pl,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-n-o 第二級(jí)工作循環(huán) c-e-f-m-c 整個(gè)工作循環(huán)

10、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(rùn)滑； 2) 減小余隙容積對(duì)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(jí)壓縮比的確定 理論分析：各級(jí)耗功相等時(shí)，壓縮機(jī)總耗功最小。 即各級(jí)壓力比應(yīng)相等。,最佳壓力比：各級(jí)壓力比相等時(shí)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(shí)際上后一級(jí)的壓縮比選得小一些的原因：,后級(jí)冷卻比前級(jí)效果差，采用同樣壓比耗功會(huì)更大； 后級(jí)余隙容積相對(duì)大，采用同樣壓比容積損失會(huì)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,