通用機(jī)械:自由活塞壓縮機(jī)概述

動(dòng)力氣缸中燃料燃燒的熱能直接經(jīng)活塞傳給被壓縮氣體﹐以提高其壓力的往復(fù)壓縮機(jī)。自由活塞壓縮機(jī)主要在建筑﹑礦山和船舶工業(yè)中用作移動(dòng)式壓縮機(jī)站﹐供給動(dòng)力用壓縮空氣。

類型 自由活塞壓縮機(jī)按活塞向內(nèi)止點(diǎn)回復(fù)的方法分為兩種基本類型。第一種設(shè)有專門的緩沖氣缸﹐在此氣缸中壓縮空氣并積蓄能量﹐使活塞由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)﹔第二種無(wú)專門緩沖氣缸﹐靠加大壓縮機(jī)氣缸余隙容積﹐通過(guò)其中被壓縮空氣所積蓄的能量的作用﹐活塞由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。按氣缸的布置方式﹐自由活塞壓縮機(jī)又可分為兩類﹕第一類氣缸對(duì)稱布置﹐在中心軸兩邊布置數(shù)量和尺寸均相同的壓縮機(jī)氣缸﹑緩沖氣缸和祛氣泵氣缸﹐即對(duì)稱式﹔第二類是緩沖氣缸在中心軸的一邊﹐壓縮機(jī)氣缸和祛氣泵氣缸在中心軸的另一邊﹐即不對(duì)稱式。

結(jié)構(gòu)和工作原理 圖 帶緩沖氣缸的不對(duì)稱式自由活塞壓縮機(jī) 為帶緩沖氣缸的不對(duì)稱式自由活塞壓縮機(jī)。緩沖氣缸配置在左端﹐單級(jí)壓縮機(jī)的氣缸和祛氣泵氣缸配置在右端﹐正中為動(dòng)力氣缸。動(dòng)力氣缸活塞A與B分別與壓縮機(jī)活塞和緩沖活塞直接相連。在工作行程中﹐壓縮機(jī)氣缸中的空氣受到壓縮并通過(guò)排氣閥 A和排氣管輸入工程所需的貯氣罐。壓縮機(jī)活塞的后腔即為祛氣泵氣缸﹐這時(shí)通過(guò)吸氣閥A吸氣﹐同時(shí)緩沖氣缸中的空氣也受到壓縮。工作行程終了時(shí)﹐動(dòng)力氣缸活塞A和B分別先后打開(kāi)排氣孔和祛氣孔﹐貯氣箱中的壓縮空氣進(jìn)入動(dòng)力機(jī)氣缸進(jìn)行祛氣充氣過(guò)程?；貜?fù)行程時(shí)﹐壓縮機(jī)氣缸通過(guò)吸氣閥B吸氣﹐祛氣泵氣缸內(nèi)的空氣受到壓縮并通過(guò)排氣閥B輸入貯氣箱﹐而動(dòng)力氣缸中的空氣受到壓縮。在這種結(jié)構(gòu)中﹐活塞A和B是靠緩沖氣缸中積蓄的壓縮空氣能量與壓縮機(jī)氣缸余隙容積中的壓縮空氣作用下回復(fù)的。當(dāng)回復(fù)行程終了時(shí)﹐燃料經(jīng)噴嘴噴入動(dòng)力氣缸著火燃燒﹐然后在動(dòng)力氣缸中進(jìn)行著二沖程﹑直流換氣的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。為了保證左右兩邊活塞組同步工作﹐在自由活塞壓縮機(jī)中須設(shè)置同步機(jī)構(gòu)﹐圖 帶緩沖氣缸的不對(duì)稱式自由活塞壓縮機(jī) 中為連桿鉸鏈?zhǔn)酵綑C(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)制造簡(jiǎn)單﹐無(wú)噪聲﹐同時(shí)機(jī)構(gòu)本身能承受一定的負(fù)荷。另一類常用的同步機(jī)構(gòu)是齒輪齒條機(jī)構(gòu)。

特點(diǎn) 自由活塞壓縮機(jī)對(duì)動(dòng)的活塞組可以做到質(zhì)量完全相等﹐機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力可以完全平衡﹐故不需要配置笨重的基礎(chǔ)。由于機(jī)組沒(méi)有飛輪和曲柄連桿機(jī)構(gòu)﹐故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊﹐機(jī)械效率較高﹐可以直接通過(guò)控制燃料量改變活塞的行程和機(jī)組每分鐘的行程數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的排氣量。但是﹐自由活塞壓縮機(jī)工作的穩(wěn)定性較差。