第2章容积式压缩机

(2)进、排气系统
压缩机的进、排气系统（根据进、排气系统是
否为有限容积分为四类）决定了压缩机的工作状态
和工作方式。
2. 排气温度和压缩终了温度
来自百度文库
节流和散热
压缩终了
排气过程（温度较低）
n1
压缩机末级压缩终了气体温度：Td Ts n
n 1
压缩机末级排气温度：Td ' Ta ' n
注：排气温度过高，润滑油粘度降低，形成积碳及 气体含油成分增加；发生腐蚀，爆炸现象。
2.2 压缩机的动力性能和计算 1.压缩机中的作用力
气体力 ：气缸内气体受活塞压缩时产生的作用力 惯性力 ：往复惯性力 I 旋转惯性力Ir 摩擦力 ：往复摩擦力Rs 旋转摩擦力Rr 2.机构学关系（见书上图2-24）
l
l
其中 rl 称为连杆比， 为曲 柄转角， 为连杆摆角。
3.机构运动质量等效 往复运动：活塞、活塞杆、十字头。其
力或弹簧甩出，与气缸形成不同的扇形气塞，随 着旋转，扇形气塞由大变小，实现吸气与排气过 程。
回转式压缩机特点：
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.......
（2）实际循环级的进气量
吸气系数：s
Vs3 Vs
v p t
容积系数：
1
理想气体：v 1( m 1)
实际气体：v
1
(
Z
4
1 m
1)
Z3
Z 4 Z3 分别对应膨胀和排气终了的压缩系数
v对进气量影响最大， 和 最关键。m越大，膨胀
曲线越抖，吸气量越多，传热多，m变小趋于等温过
程。
阀片颤振（弹簧力过 强）：时间截面减小， 阻力损失增大。
阀片滞后关闭（弹簧 力过弱）：排气量减 少
2. 工作腔滑动密封
1.密封的形式： 节流密封、阻塞密封 2.密封的位置： a.活塞与气缸：活塞环密封 b.活塞杆与气缸：填料密封
活塞环（获得弹性力，自紧作用） a.直切口；b.搭切口；c.斜切口
2.4 往复压缩机调节和其他附属系统 1. 容积流2 量调节
齿间容腔与吸入口相通，开始吸气，并沿螺旋上 升，当被行星轮分隔后，形成封闭容腔，螺纹旋 转，容腔减小，被压缩，最后排出。
2.6.3 滑片压缩机 滑片压缩机由气缸、转子和滑片组成。转子
偏心布置在气缸内，转子上开若干凹槽，其中装 有能径向自由滑动的滑片，相邻两滑片之间构成 基元容积。
工作原理 转子偏心安装，形成气缸空腔。滑片靠离心
qvnvs vp t l
（1）从驱动机构调节（转速调节） （2）从气体管路调节
a.进气节流（加节流阀）
p qv
b.进、排气管连通（旁路调节） l qv
c.截断进气口（压缩机空转，耗功较小）
（3）压开进气阀调节 控制气（进气阀气压控制结构）顶开进气
阀，增加气缸向进气管内泄露。
l Vs qv
3. 螺杆压缩机的冷却和调节
干式螺杆压缩机冷却的目的不是降低气体的温度， 是为了减小外壳和转子的热变形，保持压缩机的几何 尺寸和间隙不变。
螺杆压缩机通过滑阀调节气体吸入量，改变排量。
2.6.2 单螺杆压缩机
单螺杆压缩机只有一根螺杆，其螺杆同时与 几个星轮啮合 1.基本结构：螺杆、星轮、机壳
2.工作原理 螺杆螺纹被左右行星轮分隔成上下两个空间。
活塞行程与一级缸径比： s / D1
排气量及转速相同时：
小，气缸尺寸短，活塞直径大，活塞力大，冷却差 相对余隙容积大。 大，影响气阀安装。
2.6 回转式压缩机
螺杆式（双螺杆）压缩机、单螺杆压缩机、滑片式 压缩机、漩涡式压缩机、液环压缩机、罗茨鼓风机 2.6.1 螺杆式压缩机 1.螺杆压缩机一般都是指双螺杆压缩机，它由一对阴、 阳螺杆构成。分为湿式（工作腔中喷入液体）和干式 （工作腔不喷液） 注：阴螺杆==气缸
对于理想气体，各级回冷完全时，按等压比分
配总压力比t 等温指示效率最高，即各级压力比 z t
（其中z为压缩机级数）对于实际气体各级功耗相等 时，等温指示效率最高
2.2 往复压缩机热力和动力性能
2.2.1 压缩机的热力性能和计算 热力性能：是指排气压力、排气量、排气温度、及 功率和效率 动力性能：压缩机运行过程中各种力及力矩分析、 飞轮矩的确定及力和力矩的平衡 1. 排气压力和进、排气系统 (1) 排气压力 排气压力=排气系统压力+管路阻力 注：排气系统的压力由气体的供需量决定的，而排 气压力是由“背压”决定的。
阳螺杆==活塞
1.双螺杆压缩机性能
转子的长度和直径决定压缩机的排气量（流量） 和排气压力，转子越长，压力越高；转子直径越 大，流量越大，脉动较小。
欠压缩: pin pd
过压缩: pin pd
欠压缩与过压缩都会增加压缩耗功，当内外压 力比相等时，压缩机消耗的指示功最少。
2. 螺杆压缩机工作特性
（4）补充余隙容积调节 增加余隙容积，使吸气量减少从而调节排气
量。 v Vs qv
2. 辅助系统
活塞式压缩机的辅助系统： 1.润滑系统
2.冷却系统 3.调节控制系统 4.气路系统
2.5 压缩机选型和结构实例
2. 结构参数选择 转速：影响压缩机重量与尺寸，耐久性和经济性。 活塞平均速度：影响耐久性和气阀。
1. 总体结构和组成 一般压缩机结构部件可分为三大部分：工作
腔部分，传动部分（曲轴、连杆、十字头）， 机身部分 2. 机构学原理和构成
3. 气缸基本形成和工作腔 （a）单作用 （b）双作用 （c、d）级差式
2.1.2 压缩机级的工作过程 被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压
缩称为一级，每一级由进气、压缩、排气（理 论情况）等过程组成，完成一次过程称为一个 循环。 1. 级的理论循环
质量集中在十字头 旋转运动：曲轴。质量集中在曲柄销
注：连杆作摆动，将质量分解到其两端点 A,B
A端作往复运动，B端作旋转运动。
飞轮的作用：解决驱动力矩与阻力矩不均 衡的问题，使压缩机转速均匀。
2.3 往复压缩机气阀和密封 1. 气阀组件 1.阀座 2.启闭元件（阀片） 3.弹簧 4升程限制器 气阀工作过程
（3）实际循环指示功 实际压力比：
P2 P2 P2 P2(1 d) 1 d P1 P1 P1 P1(1 s) 1 s
s进气相对压力损失 d 排气相对压力损失
3. 多级压缩
多级压缩就是将气体的压缩过程分在若干级进
行并在每级之后将气体导入中间冷却器进行冷却。
(1)理由 a.节省压缩气体的指示功 b.降低排气温度 c.提高容积系数 d.降低活塞上的气体力 (2)级数的选择 (3)压力比的分配
注意五大假设
（1）理论循环级的进气量
Vs Ap s
（2）理论循环指示功
p2
Wi Vdp
p1
绝热过程：Wi
p1V 1
k [(
k 1
p
2
)
k 1 k
p1
1]
等温过程：Wi p1V 1ln p2
p1
m1
多变过程：Wi
p1v1
m m 1
p2 p1
m
1
2. 级的实际循环 （1）与理论循环的差别 a.汽缸有余隙容积 b.进、排气通道及气阀有阻力（压力损失） c.气体与汽缸各接触壁面间存在温差
第二章 容积式压缩机
2.1 往复压缩机基本构成和工作过程 2.2 往复压缩机热力性能和动力计算 2.3 往复压缩机气阀和密封 2.4 往复压缩机调节和其他附属系统 2.5 往复压缩机选型和结构实例 2.6 回转式压缩机
CONTENTS
目
录
2.1 往复压缩机基本构成和工作过程
2.1.1基本构成和工作原理