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1、空压机空压机piston-aircompressor第一节第一节第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理第二节第二节第二节第二节 自动控制自动控制自动控制自动控制压缩空气在船舶上的应用：压缩空气在船舶上的应用： 1. 1.主机的启动、换向；主机的启动、换向； 2. 2.辅机的启动；辅机的启动； 3. 3.为气动装置提供气源；为气动装置提供气源； 4. 4.为气动工具提供气源；为气动工具提供气源； 5. 5.吹洗零部件和滤器。吹洗零部件和滤器。u 排气量排气量 单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位时间内所排送的相当第一
2、级吸气状态的空气体积。 m3/s、m3/min、m3/h两级活塞式压缩机两级活塞式压缩机 单级活塞压缩机单级活塞压缩机 活塞式压缩机活塞式压缩机旋转叶片式压缩机旋转叶片式压缩机 最最长长的使用寿命的使用寿命-低低转转速（速（1460RPM），），动动件少（件少（轴轴承与承与滑片），滑片），润润滑油在机件滑油在机件间间形成保形成保护护膜，防膜，防止磨止磨损损及泄漏，使空及泄漏，使空压压机能机能够够安静有效运安静有效运作；平作；平时时有按有按规规定做例行保养的定做例行保养的JAGUAR滑片式空滑片式空压压机，至今使用十万小机，至今使用十万小时时以上，以上，依然完好如初，按十万小依然完好如初，按十万
3、小时时相当于每日以相当于每日以十小十小时时运作运作计计算，可算，可长长达达33年之久。因此，年之久。因此，将滑片式空将滑片式空压压机比机比喻为喻为一部一部终终身机器身机器实实不不为过为过。滑滑(叶叶)片式空压机片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机 涡旋式压缩机涡旋式压缩机涡旋式压缩机是涡旋式压缩机是20世纪世纪90年代年代末期开发并问世的高科技压缩机，末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩
4、机，已经得到压缩机行业的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。的关注和公认。被誉为被誉为“环保型环保型压缩机压缩机”。 由于涡旋式压缩机的独特设计，由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机涡旋式压缩机主要运动件涡卷主要运动件涡卷付，付，只有磨合没有磨损，因而寿只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。命更长，被誉为免维修压缩机。由于涡旋式压缩机运行平稳、振由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机超静压缩机”。 涡旋式压缩机零部件少，只有四个涡旋式压缩机零部件少，只有四
5、个运动部件运动部件,压缩机工作腔由相运动压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理一、一、理论工作循环理论工作循环（单级压缩）（单级压缩）2.压缩分类压缩分类 12 （2 “ 、2 ） 绝热压缩绝热压缩 12 耗功最大耗功最大 等温压缩等温压缩 12“ 耗功最小耗功最小 多变压缩多变压缩 12 耗功居中耗功居中功功PV
6、（PV图上的面积）图上的面积）加强对气缸的冷却省功、对气加强对气缸的冷却省功、对气缸润滑有益。缸润滑有益。第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理二、实际工作循环（单级压缩）二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：与理论循环不同的原因：1）余隙容积）余隙容积Vc的影响的影响 Vc不利不利的影响的影响残存的气体在活塞回行时，发残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利有利的好处的好处 （1）形成气垫，利于活塞回行；）形成气垫，利于活塞回行； （2）避免）避免“液击液击”
7、（空气结露）；（空气结露）； （3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理二、实际工作循环（单级压缩）二、实际工作循环（单级压缩）表征表征Vc的参数的参数相对容积相对容积C、容积系数容积系数v v合适的合适的C C ：低压：低压 中压中压 高压高压 v v 0.650.90 0.650.90 1）余隙容积）余隙容积Vc的影响的影响C C越大或压力比越高，则越大或压力比越高，则v v越小。越小。保证保证Vc正常的措施：余隙高度正常的措施：余隙高度 表表6-1压铅法压铅法保证要求的气缸垫厚度保证要求的气缸
8、垫厚度2.与理论循环不同的原因：与理论循环不同的原因：第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理二、实际工作循环（单级压缩）二、实际工作循环（单级压缩）2）进排气阀及流道阻力的影响）进排气阀及流道阻力的影响2.与理论循环不同的原因：与理论循环不同的原因：吸气过程压力损失使排气量减少吸气过程压力损失使排气量减少程度用程度用压力系数压力系数pp表示；表示；保证措施：合适的气阀升程及弹簧保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。p （）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空
9、压机的工作原理二、实际工作循环（单级压缩）二、实际工作循环（单级压缩）3）吸气预热的影响）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：与理论循环不同的原因：机件与气体之间的热交换机件与气体之间的热交换压缩过程压缩过程 机件吸热机件吸热吸气过程吸气过程 机件放热使吸入的气体温度升高，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。使吸气的比容减小，造成吸气量下降。 温度系数温度系数t来衡量来衡量（）保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。却，防止水垢和油污的形成。第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理二、实际工作循
10、环（单级压缩）二、实际工作循环（单级压缩）4）漏泄的影响）漏泄的影响2.与理论循环不同的原因：与理论循环不同的原因：内漏内漏 排气阀（回漏）排气阀（回漏） 外漏外漏 吸气阀、活塞环、气缸垫。吸气阀、活塞环、气缸垫。气密系数气密系数l来衡量来衡量（）保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活保证措施：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。塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时：造成气缸压力较吸气行程相反时：造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。低，气体比容增大，吸气量下降
11、。保证措施：合理的设计进气管长度，不保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。清洁。上述五条原因使实际与理上述五条原因使实际与理论循环不同。论循环不同。2.与理论循环不同的原因：与理论循环不同的原因：4）漏泄的影响）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响）气体流动惯性的影响1）余隙容积）余隙容积Vc的影响的影响2）进排气阀及流道阻力的影响）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响）吸气预热的影响第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理三、多极压缩和中间冷却三、多极压缩和中间冷却第一级工作循环第一级工作循环 o-a-
12、b-n-o第二级工作循环第二级工作循环 c-e-f-m-c整个工作循环整个工作循环 o-a-b-c-e-f-m-n-o第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理三、多极压缩和中间冷却三、多极压缩和中间冷却1)降低压缩终了的排气温度，保证机降低压缩终了的排气温度，保证机件润滑；件润滑；2)减小余隙容积对排气量的影响，提减小余隙容积对排气量的影响，提高输气系数；高输气系数；3)节省压缩功节省压缩功(c-b-d-e-c)；4)减轻活塞上的作用力。减轻活塞上的作用力。1.采用多极压缩和中间冷却的好处：采用多极压缩和中间冷却的好处：第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原
13、理三、多极压缩和中间冷却三、多极压缩和中间冷却2.各级压缩比的确定各级压缩比的确定 理论分析；各级耗功相等时，压缩机总耗功最小。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。即各级压力比应相等。最佳压力比最佳压力比：各级压力比相等时总耗功最省。各级压力比相等时总耗功最省。3.压缩终了温度的确定压缩终了温度的确定压力比分配原则：压力比分配原则： 主主要依据省功原则。要依据省功原则。例：主机启动空气压力为例：主机启动空气压力为3.0MPa，利用两级压缩，最佳压缩比是多少？，利用两级压缩，最佳压缩比是多少？中间压力是多少？中间压力是多少？p10.1MPa pd3.0MPaV0.1
14、MPa0.1MPa0.55MPa0.55MPa3.0MPa3.0MPaT T1 12020T T3 3 110110110110240240T T1 1 2020p实际上后一级的压缩比选得小一些的原因：实际上后一级的压缩比选得小一些的原因：p 后级冷却比前级效果差，采用同样压比耗功会更大；后级冷却比前级效果差，采用同样压比耗功会更大；p 后级余隙容积相对大，采用同样压比容积损失会更大。后级余隙容积相对大，采用同样压比容积损失会更大。二二二二. .空压机的自动控制空压机的自动控制空压机的自动控制空压机的自动控制1）自动启、停；继电器）自动启、停；继电器PS1、PS22）自动卸载和泄放；）自动卸载
15、和泄放；3）冷却水自动控制；自动接通或断开供水管路）冷却水自动控制；自动接通或断开供水管路4）自动保护；温度、滑油压力、冷却水压力）自动保护；温度、滑油压力、冷却水压力5）自动供油。）自动供油。二二二二. .空压机的自动控制空压机的自动控制空压机的自动控制空压机的自动控制 排气量调节排气量调节 调节方法（控制方法）：停车法调节方法（控制方法）：停车法空气瓶到空气瓶到3.0MPa 停机，停机，2.2MPa启动。启动。采用采用电触点式压力表电触点式压力表或或压力继电器压力继电器。空车法空车法 压缩机不停，停止供气。压缩机不停，停止供气。1）停止吸入法）停止吸入法增大余隙容积增大余隙容积Vc2）旁通法）旁通法将排气管与大气相同将排气管与大气相同3）压开吸入阀法）压开吸入阀法使吸气阀常开使吸气阀常开
