PART.1 基本結(jié)構(gòu)

往復(fù)活塞式壓縮機主要由傳動機構(gòu)、工作機構(gòu)及機體組成。此外，為保證機器正常工作，還設(shè)有潤滑、冷卻、氣路、調(diào)節(jié)等輔助系統(tǒng)。圖1為一臺對置式往復(fù)活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 往復(fù)活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)示意圖

傳動機構(gòu)的作用是把驅(qū)動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運動。最典型的傳動機構(gòu)就是曲柄連桿機構(gòu)，其主要部件包括曲軸、連桿和十字頭等。電動機通過皮帶輪（或聯(lián)軸器）帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，連桿大頭裝在曲軸的曲柄銷上，小頭與十字頭相連。曲柄通過連桿帶動十字頭在滑道內(nèi)做往復(fù)運動，再由十字頭帶動活塞組件（包括活塞和活塞桿等）在氣缸內(nèi)做往復(fù)運動。

工作機構(gòu)是直接壓縮氣體的部分，包括氣缸組件、氣閥組件、活塞組件及填料組件。氣缸的內(nèi)表面與活塞工作端面所形成的空間是實現(xiàn)氣體壓縮的工作腔。氣閥裝在氣缸上，控制氣體做單向流動，即吸氣閥只從進(jìn)氣管向工作腔吸氣，排氣閥只能從工作腔向排氣管排氣。氣閥的啟閉動作主要由缸內(nèi)、外壓力差及氣閥彈簧控制。

機體包括機身、機座、曲軸箱等部件，用來支撐、安裝傳動機構(gòu)和工作機構(gòu)，此外還可能安裝其他輔助設(shè)備。

氣路系統(tǒng)有安全閥、濾清器、緩沖器、止回閥等；冷卻系統(tǒng)有冷卻氣體的中間冷卻器和后冷卻器、潤滑油冷卻器及氣缸的水套冷卻等；壓縮機的潤滑分兩個系統(tǒng)：一個供傳動機構(gòu)的潤滑，另一個供氣缸內(nèi)工作部件的潤滑；氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是為滿足壓縮機空載啟動以及實現(xiàn)排氣量的調(diào)節(jié)設(shè)置的。

PART.2 工作原理

往復(fù)活塞式壓縮機的工作過程由若干連續(xù)的循環(huán)組成，如圖2所示。下面以蓋側(cè)（活塞左側(cè)）容積為例說明其工作過程。

圖2 雙作用往復(fù)活塞式壓縮機工作原理示意圖

1—曲柄；2—連桿；3—十字頭；4—活塞桿；5—填料；6—軸側(cè)工作腔；7—活塞；8—活塞環(huán)；9—蓋側(cè)工作腔；10—氣缸；11—吸氣閥；12—排氣閥

當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿、十字頭帶動活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運動，工作腔容積則會發(fā)生周期性變化。當(dāng)活塞從外止點（即活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)距離處）開始向右運動時，活塞左側(cè)（蓋側(cè)）氣缸內(nèi)的工作腔容積逐漸增大。由于缸內(nèi)還有上一循環(huán)中沒有排盡的氣體（余隙容積內(nèi)殘余氣體），這部分氣體開始膨脹降壓。此時，缸內(nèi)壓力大于外部吸氣管道內(nèi)壓力，吸氣閥關(guān)閉，而缸內(nèi)壓力又低于排氣管道內(nèi)壓力，排氣閥關(guān)閉，即兩閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，缸內(nèi)氣體隨活塞右移而不斷膨脹降壓，稱為膨脹過程。

活塞繼續(xù)右移，蓋側(cè)容積繼續(xù)增大，缸內(nèi)壓力繼續(xù)下降，直到略低于吸氣管壓力時，吸氣閥被頂開，新鮮氣體不斷被吸進(jìn)氣缸，直到活塞達(dá)到內(nèi)止點（即活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近距離處）時為止，稱為吸氣過程。

曲柄繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞自內(nèi)止點開始向左運動，蓋側(cè)工作腔容積逐步減小，吸入的氣體被壓縮升壓。此時，由于氣缸內(nèi)壓力已高于吸氣壓力而又低于排氣壓力，吸氣閥關(guān)閉，排氣閥尚未打開，故缸內(nèi)氣體隨活塞左移而不斷被壓縮升壓，稱為壓縮過程。

活塞繼續(xù)左移，蓋側(cè)缸內(nèi)壓力繼續(xù)升高，直到略高于排氣管壓力時，排氣閥被頂開，壓縮氣體不斷被排出，直到活塞運行到外止點為止，稱為排氣過程。

總之，活塞式壓縮機的曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，與氣閥的啟、閉動作相配合，在氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)膨脹、吸氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)。曲柄連續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而不斷吸入低壓氣體，排出壓縮后的高壓氣體。

圖1和圖2所示的壓縮機為雙作用氣缸，即曲軸每轉(zhuǎn)一周，帶動活塞在缸內(nèi)往復(fù)—次，蓋側(cè)和軸側(cè)（活塞右側(cè)）各實現(xiàn)一次工作循環(huán)，但有180°的相位差。