3.2空压机的结构和工作原理（优化）课件讲解

探究“船之翼”——辅机之力主讲：郭敏8435759武汉船舶职业技术学院主讲：郭敏8435759武汉船舶职业技术学院探究辅机三：活塞式空气压缩机3.1空压机工作原理与结构8435759CONTENTS0102活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的结构843575901活塞式空气压缩机工作原理1.概述（空压机应用）活塞式空压机的工作原理01主机的启动、换向02辅机的启动03为气动装置提供气源04为气动工具提供气源05吹洗零部件和滤器压缩空气在船舶上的应用：活塞式空压机的工作原理低压0.2～1.0MPa中压1～10MPa高压10～100MPa微型<1m3/min小型1～10m3/min中型10～100m3/min大型>100m3/min1.概述（空压机应用）低压0.2～1.0MPa中压1～10MPa高压10～100MPa微型<1m³/min小型1～10m³/min中型10～100m³/min大型>100m³/min风冷水冷按排气压力分0102按排气量分03按冷却方式分活塞式空压机的工作原理1.概述（空压机应用）活塞式膜片式叶片式螺旋式涡旋式01往复式02旋转式容积式压缩机2.理论工作循环（单级压缩）活塞式空压机的工作原理假定：（1）气缸没有余隙容积，即活塞到上止点时气体全部被排出气缸（2）吸排气过程没有压力损失和压力脉动，是等压过程（3）被压缩气体是理想气体，压缩过程状态方程指数不变（4）吸气过程气缸和缸壁无热交换工作循环：4—1—2—34—1吸气过程1—2压缩过程2—3排气过程活塞式空压机的工作原理压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中1.p-V图循环线包围的面积代表耗功2.气缸冷却越好，越接近等温过程，耗功越小2.理论工作循环（单级压缩）3.实际工作循环（单级压缩）活塞式空压机的工作原理1）余隙容积Vc的影响表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λvC越大或压力比越高，则λv越小保证Vc正常的措施：余隙高度（压铅法）合适的C：低压0.07-0.12中压0.09-0.14高压0.11-0.16λv＝0.65—0.90活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：λp

（0.90-0.98）保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净3.实际工作循环（单级压缩）活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成3.实际工作循环（单级压缩）活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合3.实际工作循环（单级压缩）4.排气量和输气系数活塞式空压机的工作原理理论排气量Vt----单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ：λ＝λtλvλ

pλlA余隙容积Vc的影响B进排气阀及流道阻力的影响C吸气预热的影响D漏泄的影响5.多极压缩和中间冷却活塞式空压机的工作原理1.采用多极压缩和中间冷却的好处：1)降低压缩终了的排气温度，保证机件润滑2)减小余隙容积对排气量的影响，提高输气系数3)节省压缩功(cbdec-opmno)4)减轻活塞上的作用力（对于级差式而言）5.多极压缩和中间冷却活塞式空压机的工作原理2.各级压缩比的确定理论分析：各级耗功相等时，压缩机总耗功最小。即各级压力比应相等实际上后一级的压缩比选得小一些的原因：后级冷却比前级效果差，采用同样压比耗功会更大后级余隙容积相对大，采用同样压比容积损失会更大843575902活塞式空压机结构活塞式空压机的结构CZ60/30型船用二级压缩空压机排气量：60m3/h转速：750r/min一级额定排压：0.64MPa二级额定排压：3.0MPa余隙高度：0.5-1.0mm低压级安全阀开启压力：0.7MPa（15％p1额）高压级安全阀开启压力：3.3MPa（10％Pd额）活塞式空压机的结构1.空压机气阀网状阀蝶状阀环状阀（单环、双环）活塞式空压机的结构关闭严密阻力小启闭及时撞击小余隙小要求：气阀弹簧：太强：阀阻力大太弱：阀关闭滞后气阀的启闭频率：频率=转速，不受排气量、排压影响气阀的升程：升程增加，阀系气流速度小，阻力小；但撞击大，易变形，寿命短。所以升程设计时已定（2-4mm），不要改变。转速高和压力大的升程小。1.空压机气阀活塞式空压机的结构飞溅润滑压力润滑油杯滴油润滑气缸上部,4~6滴/分钟。油杯滴油（一级气缸）滑油泵(O.1-0.3MPa)→主轴承→连杆大端轴承→连杄小端轴承线路1：油勺→连杆大端轴承→油孔→连杆小端轴承线路2：飞溅油→主轴承、气缸下部(小端)工作面2.润滑活塞式空压机的结构3.空压机的冷却1）级间冷却2）气缸冷却3）后冷却4）滑油冷却级间冷却气缸冷却滑油冷却活塞式空压机的结构4.卸载机构卸载机构：使空压机启动时卸载，减小启动电流的机构。使第1级吸气阀常开顶开吸气阀法开启中间冷却器和气液分