活塞式空氣壓縮機第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

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?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

piston-aircompressor第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復式與旋轉(zhuǎn)式第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一膜片式壓縮機

第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機

可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。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到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(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

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第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，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，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關(guān)注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一活塞式空氣壓縮機的外形第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程假定：（1）氣缸沒有余隙容積，即活塞到上止點時氣體全部被排出氣缸；（2）吸排氣過程沒有壓力損失和壓力脈動，是等壓過程；（3）被壓縮氣體是理想氣體，壓縮過程狀態(tài)方程指數(shù)不變；（4）吸氣過程氣缸和缸壁無熱交換。第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''

耗功最小多變壓縮：1—2'

耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件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)活塞式空壓機的工作原理第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv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)活塞式空壓機的工作原理第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一2）進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)λp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。λp

（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)活塞式空壓機的工作原理第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機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。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、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)活塞式空壓機的工作原理第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一4）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)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當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：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2.與理論循環(huán)不同的原因：第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響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)活塞式空壓機的工作原理第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一3.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

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一指示功率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：壓縮機軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指示效率機械效率總效率（絕熱、等溫）二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4.功率和效率效率越小表明實際功率和理論功率相比就越大第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一三、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)活塞式空壓機的工作原理第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一1)降低壓縮終了的排氣溫度，保證機件潤滑；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(cbdec-opmno)；4)減輕活塞上的作用力（對于級差式而言）。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)活塞式空壓機的工作原理第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一2.各級壓縮比的確定

理論分析：各級耗功相等時，壓縮機總耗功最小。即各級壓力比應相等。最佳壓力比ε：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)活塞式空壓機的工作原理第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一例：主機啟動空氣壓力為3.0MPa，利用兩級壓縮，最佳壓縮比是多少？中間壓力是多少？p1＝0.1MPapd＝3.0MPaV0.1MPa0.55MPa3.0MPaT1’20℃T3110℃110℃240℃T120℃p例題第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一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)活塞式空壓機的工作原理第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制一、活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)CZ60/30型船用二級壓縮空壓機排氣量：60m3/h轉(zhuǎn)速：750r/min一級額定排壓：0.64MPa二級額定排壓：3.0MPa余隙高度：0.5-1.0mm低壓級安全閥開啟壓力：0.7MPa（15％p1額）高壓級安全閥開啟壓力：3.3MPa（10％Pd額）第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一1.空壓機氣閥

環(huán)狀閥（單環(huán)、雙環(huán)）網(wǎng)狀閥蝶狀閥第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制一、活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)狀閥第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制一、活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)狀網(wǎng)第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制一、活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)狀網(wǎng)第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制一、活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)狀碟第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制一、活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期一3.空壓機的冷卻（水冷和風冷