第七章 船用活塞式空气压缩机(1)
活塞式空气压缩机
6-3 活塞式空压机的管理
一、活塞式空压机的管理要点
1、 启动和停车 启动：（1）一般性检查 （2）检查曲轴箱油位 （3）供给冷却水 （4）全开通往储气瓶管路上的截止阀 （1） 非自动控制的压缩机，低压级设有卸载机构 的应手动卸载，并开启各级排气端泄放阀 （2） 启动压缩机，观察启动电流和听声音 （3） 一切正常后，非自动控制压缩机手动停止卸 载机构并由低至高关闭各级泄放阀
一般指其在单位时间内所排送的相当于 第一吸气状态的空气体积。单位：m3/s、 m3/min、m3/h。有时换算成标准吸气状态 （温度20℃、压力1.013×105Pa、相对湿度 50%）计算 公称排气量：在额定排气压力时的排气量
6-1活塞式空压机的工作原理
一、理论工作循环 假定：1、气缸无余隙容积 2、吸、排气过程无压力损失和压力脉动 3、吸气过程气体与缸壁无热交换 4、工作过程无气体漏泄 5、被压缩气体是理想气,压缩过程状态方程指 数不变 图中，1—2是绝热压缩。耗功最大 1— 2``是等温压缩。耗功最小。 1— 2`是多变压缩 气缸冷却越好，压缩过程越接近等温过程，压 缩机耗功越省。 空压机的实际压缩过程为多变压缩过程。
五、空压机的分类
1、 按额定排气压力 ①低压（0.2~1.0Mpa） ②中压（1~10MPa） ③高压（10~100Mpa）
2、 按排气量 ①微型（小于1m3/min） ②小型（1~10 m3/min） ③中型（10~100 m3/min） ④大型（大于100 m3/min）
六、空压机的排气量
（3）后冷却 冷却至60℃左右即可，以减小排气比容，提 高气瓶储量，减轻气压降低程度，并使排气 中的油和水蒸汽冷凝而便于分离
活塞式空气压缩机操作规程
活塞式空气压缩机操作规程活塞式空气压缩机是一种常用的压缩机，广泛应用于各种工业制造领域。
正确的操作规程对于确保设备的安全、有效运行至关重要。
以下是活塞式空气压缩机的操作规程。
一、操作前准备1.检查仪器设备，判断设备是否正常基本情况。
2.在使用前，必须仔细阅读使用说明书，确保能正确地操作和安装设备。
3.检查压缩机的电气连接是否安全可靠，如有问题及时排除。
4.检查模块式压缩机的润滑系统油位，油品，油质是否符合要求。
5.检查各部件、管道连接是否松散、裂纹、漏油等现象。
二、操作1.开启电源，启动设备。
2.调整压力控制开关，设定所需压力值。
3.打开移动式储气罐供气面板放空杆、排水阀，清除内部积水和污物。
4.启动润滑系统并检查油压表。
5.检查压缩机运行状况是否正常，如有异常立即停机。
6.注意观察压缩机的温度，温度过高应及时调整风扇和清理热交换器。
7.对于要求电气自动控制系统的压缩机，必须正常工作。
8.压缩机运行时，不得进行任何维修和保养。
9.压缩机运行过程中，要确保电源供电稳定，以免造成损害。
三、使用注意事项：1.避免设备在环境较差、恶劣的情况下运行，以免进气口受到灰尘或水分的侵蚀。
2.需要对压缩机加油保养时，请注意选择合适的润滑油，按照要求及时更换。
3.在压缩机工作期间，要避免对机体重新设计和调整操作。
4.停机时，应先将供气面板开启，将气缸内再次充放空后再切断电源。
5.不要使用难以兼容的化学品进行清洗机器，更换空气滤清器也要根据使用说明选择合适的新品。
总的来说，正确使用活塞式空气压缩机需要一定的专业技能，要确保设备能够安全、有效地运行，必须遵循上述操作规程。
如果您有困难，建议请专业人员帮忙操作。
活塞式空气压缩机
动力型
热力型
容积式压缩机按结构可分两大类：
容积式压缩机 旋转式 叶片式 螺杆式 涡旋式 往复式 隔膜式 活塞式
第二章
第一节 第二节
活塞式空气压缩机 piston-air compressor
活塞式空压机的工作原理 活塞式空压机的结构
螺杆式空压机
第一节
活塞式空压机的工作原理
单级活塞 式空压机
级的 意思？
两级活塞 式空压机
生活中的活塞式空气压缩机
船上的活塞式空气压缩机
明显不同之处？
13空气过滤器
12气缸盖 11气阀
10气缸 9活塞 组件
4安全阀 3压力开关
5电动机
2压力表
1空气瓶
7曲轴
8连杆
6曲轴箱
第二节 活塞式压缩机的结构
1、空气瓶
空气瓶又称 冷气瓶或储 气瓶。 分体式
一体式
储气瓶头上设有 主停气阀，安全 阀、排气阀等。 单独
怎么样调节？
答：调整螺钉下旋， 阀的开启压力升高； 调整环上旋，阀的开 启压力下降。
第二节 活塞式压缩机的结构
5、电动机 电动机是把电 能转换成机械能的 一种设备。它是利 用通电线圈（定子 绕组）产生旋转磁 场并作用于转子形 成磁电动力旋转扭 矩。
拆开后
第二节 活塞式压缩机的结构
6、曲轴箱
气缸体下部用来安装曲轴 的部位称为曲轴箱，可分上 曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴 箱与气缸体铸成一体，下曲 轴箱用来贮存润滑油，并封 闭上曲轴箱，故又称为油底 壳。
网状阀结构图
阀盖
阀片
11.3、气阀总结
气阀是否单向阀？怎么工作？ 答：是单向阀，意思就是只能 单方向流通。 ①吸气时，进气阀弹簧伸展阀片打 开，出气阀弹簧收缩阀片关闭； ②排气时，进气阀弹簧收缩，阀片 关闭，出气阀弹簧伸展，阀片打开。 ③进出气阀原理相同，安装方向相 反。
第七章_船用活塞式空气压缩机（1）
第七章_船用活塞式空气压缩机（1）第七章船用活塞式空气压缩机The marine plunger-type air compressor第一节概述第二节空压机的排量及其影响因素第三节空压机的气阀及其故障分析第四节空压机实例第五节排气量调节和启动释载装置第一节概述一、功用和分类功用：1、主机的启动、换向；2、辅机的启动；3、为气动装置提供气源；4、为气动工具提供气源；5、吹洗零部件和滤器。
min 3m 分类按排气压力分低压中压高压0.2～1.0MPa1.0～10MPa 10～100MPa微型小型中型大型按排气量分<11～1010～100>100min3m min3m min3m主机空压机空压机校正压力46kPa校正压力100~40kPa 校正压力110kPa校正压力300~100kPa至换向机构至海底阀至气胎离合器至压力柜至液压系统至仪表、气阀杂用压缩空气系统原理图二、技术性能指标1、排气压力2、排气量3、排气温度4、增压比5、功率三、基本结构和工作原理1、空压机的基本结构1.吸气阀2.垫片3.气缸4.垫片5.缸盖6.排气阀7.活塞组件8.曲轴和连杆9.机体2、活塞式空压机的工作原理原动机带动空压机的曲轴作回转运动，通过连杆带动活塞作往复运动。
活塞往复运动一次，空压机依次完成吸入－压缩－排出－膨胀等四个工作过程，即完成了一个完整的工作循环。
四个工作过程如下：V h V aV o动画实际工作循环: 1-2为吸气过程2-3为压缩过程3-4为排气过程4-1为膨胀过程理想工作循环: a~b为吸气过程b~c为压缩过程c~d排气过程3、多级压缩、中间冷却和压后冷却（1）多级压缩一般情况下，排出压力于0.8MPa时采用单级压缩，0.8 MPa~6MPa时采用两级压缩，6MPa~15MPa时采用三级压缩，15MPa~40MPa时采用四级压缩（2）中间冷却在各级之间装设冷却器，降低各级的吸气温度，减小各级压缩终了时的温度，使压缩耗功得到降低（3）压后冷却压缩空气由最后一级气缸排出后，经过的空气冷却器的冷却称为压后冷却。
船舶辅机-第七章 活塞式空气压缩机
3.为气动装置提供气源；；
4.吹洗零部件和滤器。
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： m3/s、 m3/min、m3/h
第八章 活塞式空气压缩机 piston-air compressor
空压机分类：
按排气压力分： 低压 0.2～1.0MPa； 中压 1～10MPa； 高压 10～100MPa。 按排气量分： 微型 <1m3/min； 小型 1～10m3/min； 中型 10～100m3/min；
第七章 活塞式空气压缩机 piston-air compressor
第一节 活塞式空压机的工作原理 第二节 活塞式空压机的结构和自动控制 第三节 活塞式空压机的管理 复习思考题
第七章 活塞式空气压缩机 piston-air compressor
压缩空气在船舶上的应用： 1.主机的启动、换向； 2.发电柴油机的启动；
大型 >100m3/min。
第一节 活塞式空压机的工作原理
容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式
第一节 活塞式空压机的工作原理
一、理论工作循环（单级压缩）
0701A空压机的原理
出160℃时，必须对机体进行冷却，带走压缩空气放出旳热量；
并使空压机旳压缩过程接近理想旳等温过程。方式有水冷和风
冷。
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船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
多级压缩(Multi-stage compression) 活塞式空压机排出压力较高时采用多级压缩和中间冷却。
两级压缩气缸 d
s
Q
17
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
二、实际工作循环
3.功率和效率
指示功率Pi
：用于压缩气体旳功率。
用示功器[Indicator]测量p-V图计算。
理论功率： 按理论循环计算旳功率。
等温理论功率PT ：按等温理论循环计算旳功率。 绝热理论功率PS ：按绝热理论循环计算旳功率。
原则容积流量（设计比较时用旳）： 容积流量换算到原则吸气状态和名义转速下旳容积流量。
注： 1、原则吸气状态：吸气气温20℃、压力0.101MPa、相对湿度 0、冷却水进口温度15 ℃ 2.名义转速：额定转速圆整出来旳理想转速。
6
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
§7.1 活塞式空压机旳工作原理
26
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
级数与各级压力比旳拟定：
理论上
弊端
实际
级数 压力比
电动机[Electric Motor]
2~3 中压
原动机[Primary Mover]
台数
压力
柴油机[Diesel Engine]
1
低压
应急空压机[Emergency Air Compressor]
活塞式空气压缩机的结构和控制原理
活塞式空气压缩机的结构和控制原理活塞式空气压缩机是一种常见且广泛使用的压缩机类型。
它通过活塞运动，将气体压缩为高压气体，以供各种工业和商业应用所需。
本文将介绍活塞式空气压缩机的结构和控制原理。
结构活塞式空气压缩机主要由以下几个主要部件组成：1.活塞：活塞是空气压缩的关键部件。
它通过往复运动产生压缩力，将气体压缩到较高的压力。
活塞通常由金属制成，具有一定的密封性能，以防止气体泄漏。
2.缸体和缸套：缸体是容纳活塞的部件，通常由铸铁制成。
缸套是与活塞密封配合的内衬，能够减少摩擦和磨损，并提高密封性能。
3.曲轴连杆机构：曲轴连杆机构是将活塞的往复运动转化为旋转运动的部件。
它由曲轴、连杆和曲柄轮组成。
曲轴通过连杆与活塞相连，当活塞运动时，曲轴也跟随进行旋转运动。
4.进气阀和排气阀：进气阀和排气阀分别用于控制气体的进出。
进气阀使空气进入缸体，在压缩过程中关闭，而排气阀在压缩结束后打开，使高压气体排出。
控制原理活塞式空气压缩机的控制原理主要包括以下几个方面：1.压缩比控制：压缩比是指进入压缩机的气体的出口压力与进口压力的比值。
通过调整进气阀和排气阀的开启时间和幅度，可以控制压缩比。
压缩比的大小直接影响到压缩机的输出功率和效率。
2.运行状态监测：活塞式空气压缩机在运行过程中需要实时监测其状态。
通过传感器可以监测压缩机的温度、压力和转速等参数，并实时反馈给控制系统。
控制系统可以根据这些参数进行调整，确保压缩机的安全运行。
3.轴承润滑：活塞式空气压缩机的曲轴和连杆等运动部件需要润滑油膜的支持，以减少摩擦和磨损。
控制系统需要监测润滑油的流量和压力，确保润滑系统的正常运行。
4.故障诊断和保护：活塞式空气压缩机在长时间运行过程中可能会发生故障，如曲轴断裂、活塞密封失效等。
控制系统需要能够及时诊断和保护，以避免继续运行造成更严重的损坏。
在实际应用中，活塞式空气压缩机的结构和控制原理可以根据具体的需求进行调整和优化，以提高其效率和可靠性。
0702A空压机的结构
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
气液分离器多为惯性式， 压缩空气进入分离器后，容 积增大，流速降低，流向不 断改变；油分子比气体分子 质量大，惯性大，撞击分离 器壁面后附在壁面，聚集而 流到壳体下部空间。分离器 和冷却器都设有自动和手动 的泄放阀，在工作中应定时 开启，排放分离出来的油和 水。
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
关于气阀的启闭频率：
频率 =? 转速 ，不受排气量、排压影响
随电源频率改变而改变
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
润滑[Lubrication] 压力润滑 飞溅润滑 油杯滴油润 滑气缸上部, 4~6滴/分钟。
一、结构
余隙高度 0.5-1.0mm
垫片[Shim] 气缸~曲轴箱
影响1、2级余隙容积
气缸~气缸盖
影响1级余隙容积
余隙容积调节 气缸垫 垫加厚– Vc 增加，反之相反； 曲拐箱 垫加厚—Vc1 增加，Vc2减小，反之 相反。
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
一、结构
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
• 飞溅润滑： 连杆大端轴承盖上装有击油勺，连杆大小端开有导 油孔； 气缸润滑靠滴油杯或吸入曲柄箱的部分油雾来润滑。
• 压力润滑 ： 油泵0.1-0.3MPa——主轴承——连杆大 端——连杆小端——活塞销——油箱。气缸润滑靠 注油器。
空压机气阀阀盘
船舶辅机第7章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]
船用空气压缩机-文档资料
高过
级间冷却不良 级间气体外漏 前1级排气量减小
三、故障分析 3. 排气温度过高
气阀漏泄 气缸或级间冷却不良 吸气温度过高 排气压力过高
三、故障分析 4. 不正常的敲击声
机械敲击：轴承间隙太大，余隙容积 太小，螺栓松动，零件掉入气缸 油击：气缸滑油量太多
水击：气缸凝水或缸套冷却水漏入气缸
曲柄连杆机构与气缸中心线不一致
End
活塞式压缩机
单级活塞压缩机
三、多级压缩
采用多极压缩和中间冷却的好处： 1)降低压缩终了的排气温度，保证机件润滑；
2)减小余隙容积对排气量的影响，提高输气系 数； 3)节省压缩功；
4)减轻活塞上的作用力。
第二节 一 活 塞 式 空 压 机 的 控
活塞式空压机的控制、管理及故障分析
二、管理要点 1. 起动和停车手动 (1) 曲轴箱油位 (2) 供冷却水 起 动 (3) 开管路截止阀 (4) 开卸载机构 (5) 按启动按钮 (6) 关卸载机构，关泄放阀(由低压至高压) (1) 开卸载机构 停 车 (2) 开泄放阀(由高压至低压) (3) 按停车按钮 (4) 关管路截止阀，停冷却水
二 空压机分类：
按排气压力分： 低压 0.2～1.0MPa 中压 1～10MPa 高压 10～100MPa 超高压 大于 100MPa 按排气量分： 微型 <1m3/min 小型 1～10m3/min 中型 10～100m3/min 大型 >100m3/min
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。
三、故障分析 1. 排气量降低
阀片损坏 阀座与阀片接触不良 气阀弹簧损坏、太弱、漏装 气缸、活塞环磨损过大 缸盖和缸体接触不良 滤器堵塞或气阀通道积碳过多 吸气阀弹簧太强 余隙容积太大 气缸冷却不良 吸气温度太高
26841(2001年第1期海船船员适任证书全国统考试题(总第26期)科目：船舶辅机 试卷代号：841)
中华人民共和国海事局2001年第1期海船船员适任证书全国统考试题（总第26期）科目：船舶辅机试卷代号：841适用对象：3000KW及以上船舶轮机长/大管轮（本试卷卷面总分100分，及格分为70分，考试时间100分钟）答题说明：本试卷试题均为单项选择题，请选择一个最合适的答案，并将该答案按答题卡要求，在其相应位置上用2B铅笔涂黑。
每题1分，共100分。
1．船用水冷活塞式空气压缩机常采用______压缩。
A．单级 B．双级 C．三级 D．A或B或C2．活塞式空气压缩机如果:(1)相对余隙容积越大，则输气系数越大；(2)压力比越高，则输气系数越大；上述中哪项正确？A. (1)正确B. (2)正确C. (1)与(2)都正确D.(1)与(2)都不正确3．旁通型调速阀稳定流量的方法属补偿型。
A．温度 B．粘度 C．压力 D．A+C4．阀控式液压舵机中，一般不使用______机构。
A．杠杆式反馈 B．电气式反馈 C．变量变向泵 D．A与C5．阀控型舵机改变转舵方向是靠改变______。
A．主泵转向 B．辅泵供油方向C．主泵变量机构偏离中位方向 D．换向阀阀芯位置6．关于液压油的管理，下列说法中正确的是______。
A．新装液压系统使用前应以轻柴油冲洗清除杂质B．定期清洗工作油箱，并用干净棉纱擦干C．漏油应用细铜纱网过滤后再补入系统使用D．工作压力越高，对油的污染控制越严7．造成液压式操纵系统“空舵”的主要原因有______。
A．管路变形 B．装置泄漏 C．系统中混入空气 D．A与B与C8．液压油粘度指数大则表明其______。
A．粘度大B．粘度受温度升降影响大C．粘度小D．粘度受温度升降影响小9．关于冷藏的下列说法中错误的是______。
A．高温库的相对湿度应比低温库大B．菜、果库需要通风良好C．即使-18℃--- -20℃低温，食品中的液体也未全部冻结D．渗入库内热量多，则食物冷藏中损失水分也多10．冷剂流过膨胀阀后应是______。
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第七章船用活塞式空气压缩机The marine plunger-type air compressor
第一节概述
第二节空压机的排量及其影响因素
第三节空压机的气阀及其故障分析
第四节空压机实例
第五节排气量调节和启动释载装置
第一节概述
一、功用和分类
功用：
1、主机的启动、换向；
2、辅机的启动；
3、为气动装置提供气源；
4、为气动工具提供气源；
5、吹洗零部件和滤器。
min 3m 分类
按排气压力分
低压
中压高压
0.2～1.0MPa
1.0～10MPa 10～100MPa
微型
小型中型大型
按排气量分
<11～1010～100>100min
3
m min
3
m min
3
m
主机
空压机
空压机
校正压力46kPa
校正压力100~40kPa 校正压力110kPa
校正压力300~100kPa
至换向机构至海底阀
至气胎离合器至压力柜至液压系统至仪表、气阀杂用
压缩空气系统原理图
二、技术性能指标
1、排气压力
2、排气量
3、排气温度
4、增压比
5、功率
三、基本结构和工作原理
1、空压机的基本结构
1.吸气阀
2.垫片
3.气缸
4.垫片
5.缸盖
6.排气阀
7.活塞组件
8.曲轴和连杆
9.机体
2、活塞式空压机的工作原理
原动机带动空压机的曲轴作回转运动，通过连杆带动活塞作往复运动。
活塞往复运动一次，空压机依次完成吸入－压缩－排出－膨胀等四个工作过程，即完成了一个完整的工作循环。
四个工作过程如下：
V h V a
V o
动画
实际工作循环: 1-2为吸气过程2-3为压缩过程3-4为排气过程4-1为膨胀过程理想工作循环: a~b为吸气过程b~c为压缩过程c~d排气过程
3、多级压缩、中间冷却和压后冷却
（1）多级压缩
一般情况下，排出压力于0.8MPa时采用单级压缩，0.8 MPa~6MPa时采用两级压缩，6MPa~15MPa时采用三级压缩，15MPa~40MPa时采用四级压缩
（2）中间冷却
在各级之间装设冷却器，降低各级的吸气温度，减小
各级压缩终了时的温度，使压缩耗功得到降低
（3）压后冷却
压缩空气由最后一级气缸排出后，经过的空气冷却器的冷却称为压后冷却。
目的是为了降低输送到储气瓶的空气温度，又稳定其压力和增加储气瓶的贮气量。
动画多级压缩、中间冷却和压后冷却示意图
4、油水分离和干燥过滤
各级冷却器之后一般都设置油水分离器，以分离压缩空气中的油和水，在压缩空气进入储气瓶之前经过一个干燥过滤器，用来提高输送到储气瓶的高压空气的干燥度和清洁度。
5、安全阀
为了防止空压机的排气压力超过容许值而发生机损事故，一般空压机各级均设置安全阀。
安全阀的开启压力，一
般高压级比工作压力高10%，低压级比工作压力高15%。
第二节空压机的排量及其影响因素λ一、排量
1、理论排量D －活塞直径
S －活塞冲程n －曲轴转速
2、实际排量－排量系数
－理论排量t Q n
S D Q t ⋅⋅=2
4/1πt
Q Q ⋅=λ
二、影响排量的主要因素
1、余隙容积
主要由三个部分组成：
活塞在上止点时，活塞顶与缸盖底之间的空间容积
各吸、排气阀阀片至气缸容积之间的通道容积
气缸衬套与活塞外圆间的环形间隙容积
调节方法：改变气缸垫和曲拐箱垫的厚薄
'V a
V V a
V s V c 增压比对排量的影响
增压比增大时，膨胀过程由3-4延长为3’-4’，实际吸气容积减少为'
V a V a
V s V '
V a V c 'V c P 2
P 1
余隙容积对排量的影响
V c 气缸余隙容积增大时，膨胀过程也由3-4延长为3’-4’，实际吸气容积减少为'V a
2、管道、阀门阻力
空气被吸入气缸时，吸入滤网、吸入管道及吸气阀
有气流阻力，使得吸入气缸内的实际空气量因阻力
而减小，排量也相应地减小。
3、吸入气体被加热
吸气过程中因气体流经的通道温度较高，气体被加
热而造成吸气量的下降
4、气阀、气缸漏泄
内漏排气阀（回漏）
外漏吸气阀、活塞环、气缸垫
其中第一级发生漏泄对排量的影响最严重
综上所述，空压机的排量大小受气缸尺寸、转速、余隙容积、气缸漏泄、阀门阻力及对气体加热等因素的影响。
尺寸、转速决定了理论排量的大小，实际理论排量的大小要考虑排量系数，
第三节空压机的气阀及其故障分析
一、气阀
1、气阀的结构和分类
结构
阀座、阀片、弹簧、升程限制器等
分类
环状阀（单环、双环）
网状阀
蝶状阀
条状阀
环状阀
网状阀
2、气阀的启闭原理
当气阀两侧顺气流有一定压差时，气阀克服弹簧的弹力而开启无顺气流压差时，弹簧弹力使气阀自动关闭3、对气阀的要求
密封性好、阻力小、耐用、启闭及时
二、气阀的故障分析
1、密封不严
（1）装配质量
（2）积炭和锈蚀
2、启闭不及时
（1）弹力大小
（2）阀片升程
（3）气阀厚度
（4）油和水含量
3、气阀损坏
（1）阀片的损坏
（2）弹簧的损坏
三、气阀的检查和修复
1
、磨损修复
研磨8字形
反面使用
换新
2、检查
气密性——渗漏
灵活性——自由起落
牢固性——连接件紧固。