1往复式压缩机的基础知识1.什么是压缩机工作过程?往复式压缩机有气缸、活塞和气阀压缩气体的工作过程可分成膨胀、吸人、压缩和排出四个阶段图 l-l 所示是一种单吸式压缩机的气缸这种压缩机只在气缸的一端有吸人气阀和排出气阀，活塞每往复一次只及一次气和排一次气图 1-1 单级式压缩机气缸简图1 一气缸;2 一活塞;3 一吸人气阀;4 一排出气阀(1)膨胀:当活塞 2 向左边移动时，活塞右边的缸容积增大，压力下降，原先残留在气缸中的余气不断膨胀2)吸人:当压力降到稍小于迸气管中的气体压力时，进口管中的气体便推开吸人气阀 3 迸人气缸，随着活塞逐渐向左移动，气体持续迸人缸内，直到活塞移至左边的末端(又称左死点)为止3)压缩:当活塞调转方向向右边移动时，工件的容积逐渐缩小，这样便开始了压缩气体的过程由于吸人气阀有止逆作用，故缸内气体不能倒回进口管中，而出口管中的气体压力又高于气缸内部的气体压力，缸内的气体也元法从排出气阀 4 跑到缸外出口管中的气体因排出气阀有止逆作用，也不能流入缸内 ，因此缸内的气体质量保持一定，只因活塞继续向右移动，缩小了缸内的容气空间(容积)，使气体的压力不断升高4)排出:随着活塞右移，压缩气体的压力升高到稍大于出口管的气体压力时，缸内气体便顶开排出气阀而进人出口管中，并不断排出，直到活塞移至右边的末端(又称右死点)为止。
然后，活塞又开始向左移动，重复上述动作活塞在缸内不断地来回运动，使气缸往复循环地吸人和排出气体活塞的每一次来回称为一个工作循环，活塞每来或回一次所经过的距离叫做冲程图 1-2 所示是一种双吸式压缩机的气缸这种气缸的两端，都具有吸人气阀和排出气阀其压缩过程与单吸式气缸相同，所不同的只是在同一时间内，元论活塞向哪一方向移动，都能在活塞的运动方向发生压缩作用，在活塞的后方进行吸气过程也就是说，无论活塞向左移或向右移都能同时吸人和排出气体2·什么是压缩气体的三种热过程?气体在压缩过程中的能量变化与气体状态(即温度、压力、体积等)有关在压缩气体时产生大量的热，导致压缩后气体温度升高气体受压缩的程度愈大，其受热的程度也愈大，温度也就升得愈高压缩气体时所产生的热量，除了大部分留在气体中使气体温度升高外，还有一部分传给气缸使气缸温度升高，并有少部分热量通过缸壁散失于空气中压缩气体所需的压缩功，决定于气体状态的改变说通谷点，压缩机耗功的大小与除去压缩气体所产生的热量有直妄关系一般来说，压缩气体的过程有以下三种:(1)等温压缩过程:在压缩过程中，把与压缩功相当的热量全部移去，使缸内气体的温度保持不变，这种压缩称为等温压缩。
在等温压缩过程中所消耗的压缩功最小但这一过程是一种理想进程，实际生产中是很难办到的2)绝热压缩过程:在压缩过程申，与外界没有丝毫的热交换，结果使缸内气体的温度升高这种不向外界散热也不从外界吸热的压缩称为绝热压缩这种压缩过程的耗功最大，也是一种理想过程因为实际生产中，无论何种情况要漫完全避免热量的散失，都是很难做到的3)多变压缩过程:在压缩气体过程中，既不完全等温，也不完全绝热的过程，称为多变压缩过程这种过程介于等温过程和绝热过程之间实际生产中气体的压缩过程均属多变压缩过程图 1-3 所示是气体在上述三种情况下的压缩曲线其中最外一条曲线 BC 表示绝热过程，称为绝热曲线;位于中司的曲线 BCl，表示在实际情况下的气体压缩过程，称为多变曲线;位于里层的曲线 BCz 表示气体在温度不变情况下的压缩过程，称为等温曲线气体体积 v图 1 一 3 气体压缩曲线Bc 一绝热曲线;Bcl 一多变曲线;Bc2 一等温曲线从图 1 一 3 中可以看出，气体在等温压缩时所包含的面积朋 CzD 比绝热压缩包含的面积朋叨为小面积的大小也可以表示功耗的大小，故等温压缩时所消耗的功就比在绝热压缩时所消耗的功小得多同时从图中也可看到，多变曲线介于等温和绝热曲线之间，其面积朋 ClD 比等温压缩时的面积朋 CzD 为大，比绝热压缩时的面积朋叨为小，因而在多变压缩过程中所消耗的功就比等温压缩为大，比绝热压缩为小。
多变曲线愈靠近等温曲线，其所消耗的功就愈少;反之多变曲线愈靠近绝热曲线，则所消耗的功就愈多所以，在实际工作中，为了节省压缩功，也就是节省压缩气体时所消耗的动力，就必须使多2变过程尽量接近等温过程换句话说，必须创造近似于等温过程的条件进行气体压缩要使多变过程接近于等温过程，必须将压缩气体时所产生的热量移去在实际生产中，为了达到上述目的，多用空气和冷却水来冷却压缩机的气缸和压缩以后的气体在压缩1 一正常的示功图(虚线代表理论的吸入、压缩和排出曲线);2 一余隙容积超过正常值;3 一排出阀漏;4 一排出阀片卡住;5 一吸入和排出管路的阻力大;6 一排出阀的弹簧过强;7 一压缩时吸人阀或者活塞环漏;8 一吸人阀卡住;9-活塞环泄漏;仰一阀的弹簧选择不适当过程中，冷却的效果愈好，移去的热量会愈多，多变曲线也就愈接近等温曲线，则节省的动力也会愈多，愈经济图 1-3 又叫示功图，可用专门的仪器(示功器)描绘在图纸上，根据示功图可以确定指示功率、容积系数、压缩和膨胀过程的多变指数、吸气和排气时的压力损失和消耗在有害阻力上的指示功率此外所有阀、阀的弹簧、活塞环和填料函工作的情况都反映在示功图上图 1-4 示出了压缩机正常工作和不正常工作的示功图。
根据示功图歪曲的特点，可以看出压缩机在工作中所发生的故障及其性质3·什么是多级压缩?所谓多级压缩，即根据所需的压力，将压缩机的气缸分成若干级，逐级提高压力，并在每级压缩之后，设立中间冷却器，冷却每级压缩后的高温气体这样，便能降低每级的排气温度图 1-5 所示，是多级压缩机的示功图BC 为绝热曲线，做为等温曲线当气体在 h 压力下迸人第一级气缸，并在缸中压缩到 R 压力时，如果为绝热过程，气体状态以 BCl 线上的点在压缩过程中如果经过气缸水套冷却水的冷却，则气体状态落在图 b 点由图可见，这样可节省历 b 面积的功状态 b 的气体再经过第一级缸后的申间冷却器，气体温度降低，体积由 b 点移到，点(压力历仍然保持不变)图 1-5 分段压缩示功图P1 一吸人压力;P2 一级出口压力;P3 一二级出口压力;P4 一三级出口压力;P5 一四级出口压力;Bbcefhij 一实际分级多变压缩曲线同理，在第二级压缩时，节省了 cade 面积的功;第三级所节省的功可用面积 fdgh 表示;第四级所省的功可用面积 igCj 表示如果分级愈多，则 B、b、c、e、f、 h、I、j各点的连线就会愈靠近等温曲线，节省的功也就愈多。
4·为付么要多级压缩?用单级压缩机将气体压到很高的压力，压缩比必然增大，压缩后的气体温度也会计得很高气体压力升高比愈大，气体温度升得愈高当压力比超过一定数值时，气体压缩后的终结温度就会超过一般压缩机润滑油的闪点 D 叨~240 记)，润滑油会被烧成碳渣，造成润滑困难多级压缩机所消耗的功比单级的大为减少，级数愈多，省功愈多同时，级数愈多，气体压缩后的温度也愈低，气缸所能吸人的气体的体积也愈大往复式压缩机在吸气过程申，须待残留在气缸余隙容积(所渭余隙容积系指压缩机在排气终了，活塞处于死点位置时活塞与气缸之间的空间以及连接气阀和，气缸间的通道的空间)内的高压气体膨胀到压力稍低于迸气压力时，才能开始吸气高压气体膨胀后占去一部分气缸容积，使气缸吸大气体的容积减少显然，如果压力比愈高，余隙内残留的气体压力也愈高，余气膨胀后所占去的容积就愈大，压缩机的生产能力就显著降低同时，压缩机机件的长度、厚度和直径都必须相应增大，不然，就不能适应其所承受的负荷，结果，不但使压缩机的造价增高，而且还会增加机件制造上的困难因此，为了达到较高的终压，必须采用多级压缩机但压缩机的级数也不应太多，因为级数每增加一级，就必须多一套气缸、气阀、活塞杆、连杆等机件，使压缩机结构复杂，并且大大增加设备费用。
一般情况下，压缩机每二级压缩比不超过 3-55·什么是往复式压缩机的生产能力(排气量)?单位时间内压缩机排出的气体，换算到最初吸人状态下的气体体积量，称为压缩机的生产能力，也称力压缩机的排气量其单位为 m3/h 或 m3/min6·影响往复式压缩机生产能力捉禹的因女主要有哪几方面?(1)余隙:当余隙较大时，在吸气时余隙内的高压气体产生膨胀而占去部分容积，致使吸人的气量减少，使压缩机生产能力降低当然，余隙过小也不利，因为这样气缸中塞容易与气缸端盖发生撞击而损坏机器所以压缩机的气余隙一定要调整适当2)泄漏损失:压缩机的生产能力与活塞环、吸人气阀排出气阀以及气缸填料的气密程度有很大关系活塞环套活塞上，其作3用是密封活塞与气缸之间的空隙，以防止被上缩的气体窜漏到活塞的另一侧因此，安装活塞环时，应吏它能自由胀缩，即能造成良好的密封，又不使活塞与气缸拘摩擦太大如果活塞环安装得不好或与气缸摩擦造成磨损而不能完全密封时，被压缩的高压气体便有一部分不经排出气阀排出，而从活塞环不严之处漏到活塞的另一边这样由于压出的气量减少，压缩机的生产能力也就随着降低在实示生产中，由于活塞环磨损而漏气造成产量降低的情况经常发生。
如果排出气阀不够严密，则在吸大过程中，出口管中的部分高压气体就会从气门不严之处漏回缸内如果吸气阀不够严密，则在压缩期间也会有部分压缩气体自缸中漏回进口管这两种情况都会使压缩机的生产能力降低在实际操作，由于气阀的阀片经常受到气体的冲蚀或因质量不好而损坏，因此漏气造成减产的现象也会时常发生在压缩机运转的过程中，出于气缸填料经常与活塞杆摩擦而发生磨损，或因安装质量不好，都会产生漏气现象因此，气缸填料的漏气在实际生产中也会经常遇到3)吸人气阀的阻力:压缩机的吸人气阀应在一定程度上具有抵抗气体压力的能力，并且只有在缸内的压力稍低于进口管中的气体压力时才开启如果吸人气阀的阻力大于平常的阻力，开启速度就会迟缓，进人气缸的气量也会减少，压缩机的生产能力也由此降低4)吸人气体温度:压缩机气缸的容积虽恒定不变，但如果吸人气体的温度高，则吸大缸内的气体密度就会减小，单位时间吸人气体的质量的减少，导致压缩机的生产能力降低压缩机在夏天的生产能力总是比冬天低，就是这个原因另外，在进口管中的气体温度虽然不高，但如果气缸冷却不好，使进人气阀室的气体温度过高，也会使气体的体积膨胀，密度减小，压缩机的生产能力也会因此降低。
7.为什么往复式压缩机气缸必须留有奈隙?(1)压缩气体时，气体中可能有部分蒸气凝结下来我们知道液体是不可压缩的，如果气缸中不留余隙，则压缩机不可避免地会遭到损坏因此，在压缩机气缸中必须留有余隙2)余隙存在以及残留在余隙容积内的气体可以起到气垫作用，也不会使活塞与气缸盖发生撞击而损坏同时，为了装配和调节的需要，在气缸盖与处于死点位置的活塞之间也必须留有一定的余隙3)压缩机上装有气阀，在气阀与气缸之间以及阀座身的气道上都会有活塞赶不尽的余气，这些余气可以减缓气体对进出口气阀的冲击作用，同时也减缓了阀片对阀座及升程限制器(阀盖)的冲击作用4)由于金属的热膨胀，活塞杆、连杆在工作中，随着温度升高会发生膨胀而伸长气缸中留有余隙就能给压缩机的装配、操作和安全使用带来很多好处，但余隙留得过大，不仅没有好处，反而对压缩机的工作带来不好的影响所以，在一般情况下，所留压缩机气缸的余隙容积约为气缸工陀作部分体积的 3-8，而对压力较高、直径较小的压缩机气缸，所留的余隙容积通常为 5-128·为什么往复式压缩机各级之间要有中间冷却笨?各级压缩后，由于温度升高，气缸的润滑油会降低粘度，同时会分解出焦质的物质，在阀片等重要部位积聚，妨碍阀片正常运转。
若气温高于润滑油的闪点，则具有引起爆炸的潜在危险有时压缩的气体为碳氢化合物气体(如石油气等)，在高温下气体物理性质会发生变化，如产生聚合作用等一般压缩机排气温度应低于润滑油闪点扔-扔冗压缩空气时，排气温度应限制在 1 幻。