活塞式空气压缩机.ppt

2020年8月10日,1,第八章 活塞式空气压缩机,2020年8月10日,2,2020年8月10日,3,一、空压机的用途和分类,（一）空压机在船舶上的用途 压力在2.452-2.942MPa的压缩空气用来启动主机; 压力在980KPa的压缩空气用来大中型柴油机操纵和换向; 压力在392KPa的压缩空气用来操作离合器,刹车,充压力水柜,鸣汽笛,吹洗机件管道和海底阀，锅炉烟道等. （二）空压机的分类 1.按工作原理分 容积式:（活塞式适合中等排量，各种压力的场合） （回转式适合于小排量，中低压的场合） 速度式（离心式适合于大排量低压的场合） （轴流式适合于更大的排量，压力更低的场合）,2020年8月10日,4,2、按工作压力分 低压（0.2-1.0MPa），中压（1-10MPa），高压（10-100MPa） 3、按排量分 微型（小于1m3/min），小型（ 1-10m3/min ），中型（ 10-100m3/min ），大型（大于100 m3/min ） 4、按驱动方式分 电动机驱动、柴油机自由端带动（如350型，8NVD机）、柴油机本身汽缸泵气（如国产160，250机，单缸停油泵气）（第一缸的缸盖上有专用的充气阀） 5、按工作级数 一级，二级（多采用），三级 6、按汽缸的布置方式分 卧式，立式，角式（V，W型， 扇型），,2020年8月10日,5,二、活塞式空压机的工作原理,（一）理论循环 所谓理想工作循环，即不考虑工作循环 中的泄漏，气流流经阀和管路时的压力损 失以及气流作不等速流动的惯性影响，并 假设空气与缸壁等无热交换，压缩过程中 空气的温度不变，压缩后的空气全部排出 气缸。 当活塞在气缸中A上死点，向右移动时，活塞左边的气缸容积增大，缸内形成真空，大气中压力为P1的空气就压开吸气阀，等压进入气缸，一直到活塞移 动到右死点B为止，这是吸气过程，如直线AB所示。 当活塞改变运动方向从右死点向左移动时，吸气阀关闭，活塞左边的气缸容积减小，压力升高，直至活塞左移至点c，缸内压力上升至P2为止，这是等温压缩过程，如曲线BC所示。,2020年8月10日,6,当活塞由点c继续左移时等压排气，排气阀开启，空气等压排出气缸，直至活塞左移至左死点A为止，这是过程，如直线CD所示。至止，空压机已完成一个工作循环。只要活塞不断在缸内作往复运动，空气就不断被吸入、压缩和排出。由于PV图上吸气、压缩和排气过程线所围成的面积ABCD表示空压机一个理想工作循环所消耗的功，故P-V图有理论示功图之称。 （二）空压机实际循环 1、存在余隙容积。所谓余隙容积指的是活塞排气冲程结束时，缸内的剩余容积。它由阀窝空间，活塞顶到第一道活塞环的环形空间和活塞与气缸盖之间的空间所组成，其中以后者为最大。活塞式空压机必须有余隙容积，以免曲柄连杆机构受热膨胀或连杆轴承松动等，引起活塞撞击气缸盖而造成机损事故。由于余隙容积的存在，缸内就会残留一部分压缩空气。如图所示，当活塞从左死点右移时，残存在余隙V0中的压缩空气就沿曲线41膨胀，一直至活塞右移至点1。缸内压力低于大气压力时，新鲜空气才压开吸气阀进入气缸。于是，在吸气冲程中就多了一个膨胀过程，吸气行程由ab缩短到1b，吸气容积相应地由Vh减小到VS。显然，余隙容积V0越大，膨胀过程越长，吸气容积越小。所以为了提高空压机的排气量，应尽量减小余隙容积。,2020年8月10日,7,2020年8月10日,8,余隙容积对吸气容积的影响以容积系数V表征。即容积系数 V=VS/Vh 式中VS 吸气容积：Vh 活塞一个冲程扫过容积(行程容积)。 运转中，空压机的余隙容积会因轴承的磨损或更换较厚的气缸垫床而变大。 为便于测检，余隙容积常用余隙容积高度来表征。余隙容积高度指的是活塞位于缸盖端的死点位置时，活塞顶与缸盖间的距离。船用小排量空压机，余隙容积高度一般为0.51.8mm 2有阻力损失。空气流经吸入滤器，吸排气阀和管路时均有阻力损失，且与气流速度的平方成正比。吸入端的阻力损失，使吸气阀开启延迟，膨胀过程延长，吸气压力降低，气缸的吸气量将由于吸气行程的缩短和吸气比容的增大而减小，排出端的阻力损失势必使排气压力升高。显然，压缩耗功将随之增大。如图中，12为实际吸气过程线，34为实际排气过程线。点l出现波谷，点3出现波峰，这是启阀时需克服气阀的弹簧力和阀片的惯性力之故。,2020年8月10日,9,阻力损失造成吸气量的减小以压力系数p来表征。假设把吸气终了缸内的压力折合到大气压力后，吸气容积由VS ，减小到VS，则； p= VS/ VS =P1/Pa 式中：P1吸气终了缸内压力，Pa-大气压力。 3、存在气流惯性影响。在吸排气过程中，气流随活塞作不等速运动，使气流流动的阻力损失随流速的升降而增减，所以实际吸排过程线为波动曲线。 4、空气与气缸壁等有热交换。进入气缸的新鲜空气因吸热而膨胀，比容增大，吸气量减少。 因受热造成吸气量的减小用温度系数T来表征。若把吸气末了时缸内的空气温度折合到外界空气温度，吸气容积由VS减小到VS 则： T= VS/ VS=TS/TS 式中， TS吸气管中空气的热力学温度，K， TS吸气末了缸内空气热力学温度，K。,2020年8月10日,10,5、压缩过程不可能是等温。 虽然空压机采用了冷却措施，然 而气缸中的空气总是来不及得到 充分的冷却(特别是高速大缸径的 空压机)，所以实际压缩过程是介 于等温和绝热之间的多变过程。 冷却情况好的，接近于等温，冷却情况差的接近于绝热。右图表示出了三种压缩过程的示功图。显然，用水或空气冷却气缸的目的之一，就是使压缩过程尽量趋近等温，以减小压缩耗功，提高空压机的效率。 6有泄漏损失。空压机工作时，空气总会通过活塞环和气阀等不严密处漏泄，这些泄漏只能尽量减小，不能消除。 泄漏的大小可用泄漏系数L表示。 L= VS/ VS （排出压缩空气折合到进口状态的体积/折合到进气态的）,2020年8月10日,11,由上分析可知：空压机的实际循环包括四个，膨胀、吸气、压缩、排气。 压缩比 =P2/P1 （排气压力/吸气压力） 三、多级压缩和中间冷却 多级压缩中间冷却指的是，空气在低压缸中压缩到某一压力后，排至空气冷却器中冷却，然后进入下一级气缸中继续压缩，如此连续下去，直至空气压力达要求为止。空气的排出压力经一次压缩达到的，称一级压缩；经二次压缩达到的，称二级压缩，依此类推。,2020年8月10日,12,采用多级压缩和中间冷却的原因： 1一级压缩能达到的最高排气压力受余隙容积的限制。 排气压力越高，膨胀过程就越长，吸气行程就越短。当排气压力高达一定值时，膨胀过程就延续到吸气冲程终了。空压机的工作循环变成膨胀一压缩一膨胀，既不吸气也不排气，空气压力也就不再升高。,2020年8月10日,13,2一级压缩的压力过高对空压机的润滑不利。 因压缩过程不可能是等温的，排气温度随排气压力的升高而升高。 当排气压力达一定值时，排气温度就会接近或超过润滑油的闪点(215240)，使润滑条件恶化，滑油变质、裂化和结焦，甚至引起爆炸事故。 为了保证空压机安全可靠地工作，一级压缩压力就不应过高，以排气温度不超过180为宜。降低排气温度的最有效措施是采用多级压缩和中间冷却，以降低单级压缩比和次级吸气温度。,2020年8月10日,14,3、减小压缩耗功，提高效率。,2020年8月10日,15,4、提高容积效率。单级压缩比降低后，余隙影响变小。 5、可以减少相关机件的重量和尺寸因单级压缩比减少。（理论上中间级压力为（P1P2）1/2）,2020年8月10日,16,四、空压机的构造,（一）气阀,2020年8月10日,17,1、阀座,阀座用于支承阀片，其上开有由阀片控制开关的气流通道。为了保证气密性，要求与阀片的配合面平整光滑无伤痕。 阀座要承受阀片的冲击，故通常采用铸铁、合金铸铁、稀土球墨铸铁或锻钢等耐冲击的材料制造。,2020年8月10日,18,2、阀片,阀片是开关气流通道的重要零件，又是易损件。工作中除了受气流推力，弹簧力和惯性力的作用而周期地与阀座和升程限制器冲击外，在阀关闭期间还承受压向阀座的空气压力，易于磨损和变形。 阀片一般采用强度高，韧性好、耐磨和耐腐蚀的合金钢制造，加工好后经淬火和回火处理，其厚度一般为0.8-3mm。为了提高耐冲击强度，阀片的两面均经研磨。 阀片也可用塑料(填充聚四氯乙烯)和尼龙一6等非金属材料制造。这种阀片密封性好，耐冲击，使用寿命长，但强度较差，热变形大。,2020年8月10日,19,环片阀的结构简单，但阀片承受冲击力较大，磨损较快。广泛用于低中压空压机上。 球面碟形阀具有流线形气流通道，有利于空气的流通，但阀的流通面积较小，结构强度求高。适用于小排量空压机上。 条片阀具有较大的流通面积，但阀片易变形而失去气密作用，多用于低压级。,2020年8月10日,20,吸、排气阀的区分原则,一般说来，同一级中的吸气阀比排气阀大，以使流经吸气阀的空气流速不致于过高。但也有为了制造和更换的方便，同一级中的吸，排气阀做成大小和组装的次序完全一样的，且可以互换。 可根据吸，排气阀均是止回的原则区分，即不允许空气流气缸的是吸气阀，不允许空气进入气缸的是排气阀。这类气阀修理或拆检后，也应按止回的原则正确安装。,2020年8月10日,21,3、弹簧,弹簧的主要作用是使气阀关闭及时，缓和阀片与升程限位器的冲击。 条片阀因阀片本身具有弹性，往往不另设弹簧。气阀工作时，弹簧周期地被压缩和伸长，故多用具有较高疲劳强度的高级弹簧钢丝制造。 气阀弹簧太硬，阀开启迟滞，阻力损失和阀片对阀座的冲击均大，太软，阀关闭不及时，空气回流，排气量降低，更严重是，由于阀片延迟落座，活塞已回程，此时气流作用力变成与弹簧力的作用方向一致，促使阀片以更大加速度落座，引起更大的冲击。太软的弹簧对排气阀工作的影响尤甚。一般排气阀的弹簧比吸气阀弹簧硬。,2020年8月10日,22,4、升程限位器,升程限位器用以限制阀片的升程，并兼作阀片的导向和弹簧承座。 升程过大，阀关闭时的冲击就大，且关闭延迟， 升程过小，气流流经阀时的阻力损失大。 为了保证阀能及时关闭，阀片的升程往往随转速的升高而减小。,2020年8月10日,23,不同转速下的阀片升程,2020年8月10日,24,5对气阀的要求 1)启闭及时，动作准确。即阀片的起落无延迟现象，阀升起后能正确落位。 2)关闭严密。气阀关闭时气密性好，无漏气现象。 3)阻力损失小。 4)工作时冲击和噪声小。,2020年8月10日,25,6、气阀的检查,气阀损坏的原因是阀片与阀座和升程限制器的撞击。 拆检时应注意阀片和阀座的磨损情况，并根据磨损和变形的程度决定研磨还是换新。 若阀片和阀座的密封面出现的沟痕不深，可先用粗金钢砂后用细金钢砂在平板上按“8”字形轨迹研磨，直至沟痕消失表面光洁为止。,2020年8月10日,26,气阀的检查,若阀片的密封面出现较深的沟痕，在平板上研磨难以达到光洁的要求，则在阀片的强度满足要求的情况下，可调一个面使用，但新的工作面需研磨后才能使用； 若发现阀片翘曲变形，则应换新。 阀片、阀座经研磨组装后，应检查气密性、灵活性和牢固性，即用洁净的煤油注入气阀的气流通道应无明显渗漏；从气流通道顶动阀片，阀片应能自由起落，连接件应紧固，开口销应锁好。,2020年8月10日,27,（二）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。 当空压机的排气压力超过额定工作压力时，阀盘2升起，高压空气经阀体9上的排气口排至大气，使排气压力降低。当排气压力降至低于额定工作压力时，在弹簧8的作用下，阀盘2落下，关闭气道，空压机就恢复正常供气。,2020年8月10日,28,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。空压机出厂时，安全阀的开启压力已调整好，并已铅封。,圆盘轴,调整螺钉4下旋，阀的开启压力升高；调整环10上旋，阀启闭压差增大；反之，压差减小。,2020年8月10日,29,（三）、空压机的润滑,在高温下，滑油的粘度会急剧下降，氧化速度显著增加，并生成大量酸类，胶质和沥青等。 生成物一部分沉积在机件的工作表面和油道中，加剧摩擦件的磨损和增大滑油流动阻力；另一部分溶解在油中，会加速油质恶化，缩短滑油的使用期。 要求空压机的润滑油具有较好的抗氧化稳定性和适当的粘度。具有较高的闪点，一般以闪点高于压缩终了的空气温度40以上为宜。 滑油中若混入少量闪点低的油种(如柴油等)，闪点就会降低。使用管理中应尽量避免不同油种的油互相混合,2020年8月10日,30,空压机通常采用飞溅润滑或压力润滑。压力润滑需设专门的润滑系统，油量可以调节，送入润滑部位的滑油经过滤器过滤，杂质较少，润滑效果好，飞溅润滑结构简单，但润滑效果较差。船用小型空压机多采用飞溅润滑。 空压机中润滑油的飞溅，通常是借助于悬挂于曲轴上的甩油环或装于连杆大头下端的油杓，气缸和活塞靠飞溅的油和油雾润滑。溅落于箱壁上的一部分油则沿箱壁下流去润滑主轴承。有些连杆大小头上开有导油孔，以便把溅落的油引至大小头轴承。 采用甩油环溅油时，甩油环旁的曲臂上往往设有储油槽或圈，借助于离心力的作用和曲轴上的油道，把溅入并积聚于储油槽(或圈)内的油压入连杆大头轴承：采用油杓溅油时，利用油杓击油的冲击力和连杆大端的油道，把油压入连杆大头轴承，确保该轴承的润滑。,2020年8月10日,31,采用飞溅润滑的空压机，曲轴箱的油位油位过高，击溅厉害，飞溅的油太多，不仅耗功增大，油温升高，加速滑油的变质，而且滑油的耗量和压缩空气中的油分均增加。更为严重的是，过多的滑油窜入气缸，会引起活塞环和气阀的故障，甚至产生爆燃事故， 油位过低，会造成润滑不良。 曲轴箱的油位应严格控制在油标尺两刻线之间。采用油杓飞溅者，当活塞处于下死点时，以油杓淹入油内2030mm为宜，但油杓至少离箱底23。,2020年8月10日,32,（四）空压机的冷却,空压机的冷却包括气缸冷却，中间冷却及压后冷却。冷却的方式有风冷和水冷两种。 气缸冷却的主要目的在于移出压缩过程中空气传给缸壁及摩擦产生的热量，使压缩过程趋于等温，以节约压缩耗功和借以改善气缸的润滑条件。 中间冷却的主要目的是降低下一级的吸气温度和减少耗功，使空压机有良好的润滑条件和较高的经济性。由于压缩空气经中间等压冷却后，其容积减小，有利于减小下一级气缸的缸径。,2020年8月10日,33,压后冷却的目的是缩小压缩空气的容积，提高储气瓶的储气量，减小气压的下降幅度，同时，经压后冷却之后，压缩空气中的水汽和油汽冷凝，可以通过油水分离器把油和水从压缩空气中分离出来，从而提高压缩空气的质量。 在使用管理中应注意热交换面的清洁和冷却水管路的畅通，确保良好的热交换效果。 对于风冷式加强散热的散热片不能损坏和沾上油污，更不能涂油漆；对于水冷式中与水接触的散热面也应防止沾上油污和形成水垢。,2020年8月10日,34,风冷的冷却器比较简单，压缩空气从带有很多散热片的管子中流过，被风扇所鼓的风冷却； 空气的进口布置在上方，出口布置在下方，符合热上冷下的原则，有利于空气的流动。空气进入壳体3后，由于受到管间隔板4的阻挡，使空气的流向与管束垂直交叉，并与冷却水的流向相反，有利于提高冷却器的热交换效果。,船用水冷式空压机，一般不自带水泵，空压机和冷却器所需要的冷却水来自压力水柜或由机舱的其它水泵供给。,2020年8月10日,35,Tube intercooler,2020年8月10日,36,空压机气缸中排出的压缩空气含有油和水蒸气，经冷却后会凝结成液滴。 油滴和水滴若随空气进入下一级气缸，粘附在气阀上，使气阀工作失常，寿命缩短；水滴沾附于缸壁上，会使润滑恶化，管路中油滴的大量积聚，有引起爆炸的危险。 若冷却后的压缩空气直接充入储气瓶，则会降低压缩空气的品质。故各级冷却器之后一般都设油水分离器，分离压缩空气中的油滴和水滴。,（五）空压机的油水分离器,2020年8月10日,37,冷却后的压缩空气从进口接头进入壳体内，因容积突然增大，流速突然降低，为空气与油滴和水滴的分离提供了较充裕的时间。 随后气流由于流向的改变和多次转折而撞击芯子7的壁面，油滴和水滴即沾附于壁面上，并在重力作用下下流而积聚于壳体6的下部空间； 分离后的压缩空气则经限制器和出口接头充入下一级气缸或储气瓶。,撞击式油水分离器,2020年8月10日,38,为了提高油水分离器分离油和水的效果，空压机运行中，应定期开启泄放阀排污。,2020年8月10日,39,使用管理中所应注意的有： 1泄阀应及时开启，以防液位过高影响分离效果而使空气品质变坏。 2限制器位置要适当，太高时，球阀可能偏离阀座，不能回位，失出止回作用；太低时，则开启过流断面变小，气流阻力加大。 3环境气温低于5时，应在停车后随即开启泄放阀，排出全部液体，以免冻结。,2020年8月10日,40,五、船用空压机实例第八章,技术参数 双缸，二级压缩、风冷、电动 甩油环飞溅润滑 转速 600RPM、排量0.34m3/min 额定工作压力 3MPa 轴功率 3.679KW 安全阀开启压力（装在二级排气管上）3.1MPa 气阀阀片升程 1.5,2020年8月10日,41,2020年8月10日,42,0.34/30B型空压机结构特点,曲轴的输入端装有兼作飞轮和风扇的皮带轮,左右主轴承旁边各有一个甩油环，靠近甩油环的左右曲柄臂上各有一个储油圈。空压机运转时，各摩擦面靠甩油环飞溅润滑油形成的油雾润滑。 气阀为单环的环片阀，阀片的升程为1.5 空压机只有中间冷却器,无压后冷却器. 中间冷却器由三根v型管组成，在管子的外表面有很多均匀分布的鳍片. 一级气缸的活塞上装有两道刮油环，其中下面一道有倒角，安装时应注意有倒角的一面应朝上，切勿装反。 一级气缸排气阀的上部有一个手动释载阀，若自动起动释载装置损坏需起动空压机时，可提起该阀上的钢圈，并转动90度，一级气缸的排气空间即通过手动释载阀与大气沟通，降低空压机的起动负荷。空压机起动后，再提钢圈，反转90，使释载阀复原，空压机即开始正常工作。,2020年8月10日,43,CZ6030型，二级、风冷或水冷，采用油杓飞溅润滑。一级工作压力为0637MPa,二级工作压力为2.942MPa，排量为60m3h,CZ60/30型空压机,2020年8月10日,44,CZ60/30型空压机结构特点,CZ6030型空压机采用的是单环和双环的环片阀。 曲轴的输入端装有兼作联轴器的飞轮，电动机通过弹性联轴器带动曲轴旋转。 上大下小的差动式活塞用铝合金铸造。活塞顶为一级的工作面，不同直径段之间的过渡锥面为二级的工作面。活塞的上端无刮油环，下端有一道刮油环。 活塞销与连杆的联接为浮动式。空压机运转时，活塞销在销座和连杆小头轴承中均可转动。在冷态时，活塞销与销座为过盈配合。,2020年8月10日,45,气缸体与曲轴箱为组合式，用螺栓连接。气缸盖和气缸体上均有冷却水套。 气缸体与活塞一样，具有两个不同的直径段，与活塞相配合构成两个密闭的工作空间：活塞顶部为一级气缸的工作空间，活塞不同直径段过渡锥面以下的环形空间为二级汽缸的工作空间。 一级的吸排气阀装在气缸盖上，二级的吸排气阀横向对称地装在气缸体中部的阀室内。,2020年8月10日,46,在二级的吸排气阀室上分别装有一级和二级的安全阀，它们的开启压力分别为0.686MPa和3.236MPa。 连杆大头的轴承盖上装有击油杓，空压机工作时，靠油杓击溅曲轴箱的润滑油所形成的油雾润滑各摩擦面。上部大直径段的气缸壁，借助于一级空气吸入管上的油杯每分钟滴入1-2滴油或通过连接管从曲轴箱中吸入部分油雾进行润滑。 气缸盖上装有释载阀，用来减轻空压机的起动负荷和调节空压机的排气量。,2020年8月10日,47,空压机的自由端设有壳管式中间冷却器和压后冷却器以及油水分离器。中间和压后冷却器置于同一壳体中，压缩空气从上部进入，从管内流过，然后从下部排出，冷却水从下侧进入，从管外流过，然后从上侧排出。 若活塞上端的活塞环因磨损或装配不当引起较大泄漏，一级气缸的吸气量就会大幅度下降，这是使用管理中应该注意的。,2020年8月10日,48,例题：CZ60/30型“级差活塞”式二级空气压缩机若连杆轴承磨损, 会导致_。 A. 低压级余隙容积减小 B. 低压级余隙容积增加 C. 高压级余隙容积增加 D. B+C,B. 低压级余隙容积增加,2020年8月10日,49,提起偏心手柄2，顶杆3便向下移动，通过活塞5、弹簧6、导筒7和导顶爪9等，强行顶开一级吸气阀的阀片，使吸气阀处于常开，空压机即可在无载荷的情况下起动，放下偏心手柄2，在弹簧力的作用下，释载阀和一级吸气阀均复原，空压机即开始正常运转。 如果通过控制机构将二级排出的高压空气，从接头1引到活塞5的上部空间，通过活塞5和导顶爪9等同样可以把一级吸气阀强行顶开，使空压机释载空转，停止排气；当储气瓶压力下降到一定值时，由于活塞5上部空间的压缩空气通过控制机构排至大气，在弹簧力的作用下，一级吸气阀复原，空压机又恢复供气。这样，通过控制机构和释载阀，就能自动调节空压机的排气量。使用中，应注意孔口的畅通，否则活塞5的下移就会迟缓或受阻。,2020年8月10日,50,六空气压缩机的排气量调节和自动起动释载装置,（一）、空压机的排气量调节 如果不考虑吸入空气的温度、压力，湿度和空压机技术状况的影响，在转速不变的情况下，一般来说，空压机的排气量是一定的。但是船上的压缩空气的消耗量却是时大时小，没有一定的规律，因而产生了空压机的供气量与压缩空气的消耗量之间的不平衡，使压缩空气系统的压力上下波动很大。 为了保证柴油机间歇性起动、换向的需要，就必须保证储气瓶有足够的压缩空气。有必要对空压机的排量进行调节，以便维持储气瓶的压力在规定范范围内。在以压缩空气起动的内燃机船舶上，一般规定储气瓶的压力维持在2.53.0MPa。要求气压达上限时，空压机停止供气，气压降至下限时，空压机又恢复供气。,2020年8月10日,51,空压机常采用下列方法调节排气量； 1停车调节 停车调节指的是气瓶的压力达上限值时停气瓶压力下降至下限值时起动;从而维持储气瓶的压力在规定范围内。这种调节方法适用于电动空压机。 现在船上驱动空压机的电动机已实现 起动和停车自动控制，常用的自动控制 元件有压力继电器和电接点压力表。这 些元件实际上是以压力作为控制信号的 开关。,2020年8月10日,52,单触头压力继电器示意图 1、杠杆，2、弹簧，3、调节螺钉，4、铁片弹簧，5永久磁铁，6、顶杆，8、波纹管,压力继电器有单触头和双触头两种。波纹管7为 压力感受元件，储气瓶通过接管与波纹管室相同。 随着储气瓶压力的上升，作用在波纹管7上的空气 压力就克服弹簧2的张力压缩波纹管7，使顶杆6向 上移动和杠杆1绕支点反时针摆动，直至储气瓶的 压力上升至上限值时，铁片弹簧4就克服永久磁铁 5的吸力使动触头m与定触头n分开,切断电动机的 电源,空压机停车；随着储气瓶的压力下降，弹簧 2就使顶杆6向下移动和杠杆1顺时针摆动， 直至 储气瓶的压力下降至下限时，在永久磁铁5的吸力 作用下，动触头m又与定触头n况迅速闭合，电动 机的电源接通，空压机起动。,旋进调节螺钉3，压紧弹簧2，起动和停车压力 均升高，反之，起动和停车压力均降低。永久磁 铁靠拢铁片弹簧4，停车与起动压差扩大，反之， 压差缩小.,2020年8月10日,53,JY型压力继电器结构图和原理图（双触头）,2020年8月10日,54,微动开关3和16串联于控制电路，而微动开关3还与接触器的辅助触头19并联。储气瓶经管接头9与膜片8的下部空间相通，当储气瓶的压力下降至下限值时，在低压弹簧2的作用下，微动开关3闭合，此时微动开关16也处于闭合状态,电动机控制电路的电源接通，接触器的线圈通电，接触器控制电动机的主触头及与微动开关3并联的辅助触头19均闭合，空压机起动,2020年8月10日,55,随着储气瓶压力的升高，作用在膜片8上的空气压力克服低压弹簧2的张力，顶动圆盘使顶柱向上移动,并带动爪盘组，使微动开关3断开，由于电流可由与微动开关3并联的接触器的辅助触头19旁通，接触器的线圈不断电，电动机的电路不会断开，空压机继续运转；,当储气瓶的压力上升至上限 值时，膜片8顶动另外一组圆 盘和顶柱，压缩高压弹簧17， 通过爪盘组15使微动开关16断 开，控制电路的电源被切断， 接触器的线圈断电，主、辅触 头均断开,空压机停车；,2020年8月10日,56,显然，旋紧螺母l和18，加大低压弹簧2和高压弹簧17的预紧力，空压机起动和停车压力均升高； 反之，起动和停车的压力均降低这种双触头的压力继电器，由于高 低压弹簧分开，调整时互不牵连，故停车和起动的压差就可以在较大范围内调节。 停车调节，因空压机停车后便不再消耗动力，故比较经济，且易于实现自动控制，压缩机本身也无需设置专门的 调节机构，因而船舶广泛采用。其缺点 是起动和停车较频繁，会加快摩擦件的磨损，且起动电流较大.,2020年8月10日,57,2、空转调节,空转调节指的是，空压机不停地运转，根据储气瓶压力的变化，时而供气，时而停止供气。实现这种调节的方法三种调节方法。 1)余隙容积调节和压开吸气阀调节 CAl0B型和CZ6030型空压机时，用这两种调节方法。,2)旁通调节 在空压机的排气管路上，装一手动旁通阀。当储气瓶的压力达到上限值时，开启旁通阀，让压缩空气排至大气；当储气瓶压力下降至下限值时，关闭旁通阀，空压机又恢复向储气瓶充气。NVD型柴油机所带的空压机就是采用这种方法调节排气量。 空压机空转时要消耗功率，不经济，电动空压机很少采用空转调节，就是配备有吸气阀压开机构的03430B型和CZ6030型空压机也未采用。空转调节多用于柴油机直接驱动的空压机。,2020年8月10日,58,（二）空压机的自动起动卸载装置,船上压缩空气的消耗量没有一定的规律，储气瓶内压力的范围是一定的，空压机启动和停车是以它作为自动控制信号的，使空压机只能作不规则的间歇运转。耗用压缩空气次数越多，空压机的启、停就会越频繁。 电动机的启动电流比正常工作电流要大很多，如果空压机带着负荷去频繁地启动电动机，这不仅会使接触器的触头之间产生强烈火花，烧黑触头，加大其电阻，还有可能因电流过大而使电动机烧坏 在船舶上常用的自动起动释载装置有电磁式和离心式两种,2020年8月10日,59,它主要由主轴1上的飞球3和滑阀4等组成，工作原理类似柴油机的离心调速器。 空压机在完成启动以前，其曲轴转速低于额定转速，受离心力作用的飞球3尚未完全张开，滑阀4在弹簧5的作用下处于正常工作位置的右侧(配气阀4如图位置)，压缩空气得以通过滑阀4腰部而流至气阀压开机构，强行压开空压机的吸气阀或排气阀，并使之保持常开状态，以达到空压机启动释载的目的。,离心式自动启动释载配气阀,2020年8月10日,60,2020年8月10日,61,启动完毕空压机达到额定转速时，飞球完全张开，配气滑阀4被飞球3向右推至正常工作位置，使原先进入气阀压开机构的压缩空气反向流经气阀4腰部泄入大气，使空压机的气阀恢复正常工作状态，空压机转入正常运转。 调整弹簧5的张力，将改变它与离心力的平衡关系，实际上就是改变空压机结束启动释载(完成启动)时的转速。 对定速电动机来说，已调好了的弹簧，不要轻易地去调整,2020年8月10日,62,CZ-60/30型船用压缩机自动控制原理图,2020年8月10日,63,七、空气减压阀,船舶上用空气控制离合器、鸣放气笛和杂用的低压压缩空气是将储气瓶的压缩空气经减压阀节流降压后获得的。常用的减压阀有弹簧式和气压式。 储气瓶的高压空气从减压阀进口进入阀体内，由于主阀在调节弹簧的张力作用下，与阀座形成一定的开度高压空气便通过这一开度经过节流降低压力后从低压室排出。因低压室与弹簧盘之间用厚度约0.5mm的金属薄膜隔开薄膜下面即受到低压空气的压力，,2020年8月10日,64,当低压空气压力大于弹簧2的调定值时，便推动金属薄膜和弹簧盘向上移动，同时带动主阀关小与阀座的开度,增大节流作用,保持输出的压力为一定值. 不同的减压空气压力由弹簧2的大小来决定.,2020年8月10日,65,（二）气压式空气减压阀,开启针阀1和4，高压空气经节流降压后，从通道进入上部空间C。 假设阀盘13处于关闭状态时，低压储气瓶的压力达到调定值，此空间C中的调压空气通过橡皮膜7作用在阀盘13上向下的力，与空间A的高压空气、空间B的低压空气以及弹簧9使阀盘13向上的力相平衡。 当低压储气瓶的压缩空气被消耗，空间B的压力下降，使作用在阀盘13上的力失去平衡，在空间C调压空气压力作用下，阀盘13下移，随着低压储气瓶压力的升高，阀盘13就逐渐上移，直至低压储气瓶的压力重新达到调定值时，阀盘13关闭，停止向低压储气瓶充气，作用在阀盘13上的力又恢复平衡。 只要通过针阀l和4改变空间C中调压空气的压力，就可以调节低压储气瓶的压力。空间C中调压空气的压力升高，使阀盘13下移的力增大，阀盘13势必在更大的低压空气压力下才关闭，故低压储气瓶的压力升高；反之，低压储气瓶的压力降低。,2020年8月10日,66,气压式空气减压阀,2020年8月10日,67,调节减压阀时，针阀1和4的开度不宜过大，并要注意低压压力表的指针。当低压压力接近要求时，立即关闭针阀1。 若低压空气的压力继续升高，并超过要求值时，说明空间C的空气量过多，可旋松调节螺钉3，使C腔的空气经针阀4和球阀2卸掉一部分，然后把低压储气瓶的空气也放掉一部分，使其低于规定值，再观察气瓶压力是否符合要求。 减压阀的常见故障是针阀1和4及球阀2关不严，引起调压困难，橡皮膜破裂也由可能。,2020年8月10日,68,八、空气瓶,储气瓶又称冷气瓶或空气瓶。圆筒形的压力容器，一般用钢板卷压焊接而成。按承压的大小，一般可分为3、1、0.4MPa级储气瓶。储气瓶头上设有主停气阀，充气阀、排气阀，安全阀易熔塞、压力表、排污阀等。其中易熔塞是为防止机舱发生火灾引起气瓶爆炸事故而设的。 当机舱发生火灾时，易熔塞受热熔化，把瓶内压缩空气排至大气，以避免受热气压升高而发生气瓶爆炸。易熔塞材料的熔点一般为100C。,2020年8月10日,69,船舶航行中，应定期开启排污阀排除积存于瓶底的污油和污水，以保证气瓶的储气量和防止污物被空气带至柴油机的操纵系统而影响阀件的动作。 为了确保船舶的操纵性能，严禁船舶靠离码头时，开启排污阀快速和大量排污。新的或使用若干年后的储气瓶，应进行水压试验，试验压力为1.21.3倍工作压力。 检修储气瓶或有关装置时，应注意放出瓶内压缩空气， 待无气排出(压力表无压力指示)时，才可动手拆有关零件。否则，气压会使零件飞出伤人或损坏机件。,2020年8月10日,70,九、空压机的管理,1启动 1)经过仔细检查，确信空压机安装妥善后，将空压机曲轴转l2转，检查运动部件是否灵活，有无卡阻现象。 2)检查曲轴箱内的油位，是否在油尺的两刻线之间。对注油器中的油位和滴油量进行检查，其油位应使油管入口低于油面并具有一定的深度，单位时间内的滴油量，应视具体情况而定，一般至少每分钟为1一2滴。 3)开启冷却水管上的截止阀(水冷式)，让水进入气缸套和中间冷却器，开启机身下部和中间冷却器下部的放水阀， 检查供水情况，最后分别关好。,2020年8月10日,71,4)对自动释载启动的空压机，应检查其排出截止阀是否已完全开启。如果手动释载，还应开启手动释载阀，待启动完毕后关闭。 5)检查压力表是否灵敏及其连接如何，机器的运转方向及运转中有无异常声响。连接处和密封处有无漏泄(油，水气)现象。,2020年8月10日,72,2运转,1)注意压力表读数是否正常。 2)注意冷却水进出口温差，一般不超过13。如果在空压机启动时，忘记打开冷却水阀，必须立即停车，让气缸完全冷却后，才能通入冷却水，切忌向高温气缸充入冷却水，而引起有害的热应力。,2020年8月10日,73,3)注意排气温度，一般风冷式不超过160度；水冷式不超过200。 4)注意曲轴箱内滑油温度，一般不超过70。 5)注意及时地开启冷却器和油水分离器中的放泄阀，放泄残水和油污。放出来的残水，应以水面上呈现油渍，但手指捻起来并无油腻感觉为宜。 6)每班检查一次与电动机的连接和地脚螺栓的紧固情况，并注意有无异常振动和声响。 7)注意试验安全阀，防止咬住而失灵。,2020年8月10日,74,3停车,1)切断电源，停转电动机， 2)打开上述的泄放阀及残水旋塞，排除残水后关好， 3)切断冷却水源，关闭空压机的排出截止阀和注油器上的油量调节阀 4)按定期检修制度，对气缸、活塞及其他运动机件进行检查和测量，并把所得数值记录下来，作为分析运行情况好坏和推测更新或修理时间的依据。,2020年8月10日,75,二、检修中的注意事项,1检修气阀 1)气阀阀片不论是更新还是研磨修复，阀片与阀座的接触密封面，用涂色法进行检查，沿密封圆周应达到不间断地全面均匀。必要时，以研磨膏进行研磨，直至整个密封圆周完全与阀座贴合。 2)阀座的密封面不许有条痕、气孔和凹痕。阀片表面不许有裂纹，表面硬度一般为洛氏硬度Rc：3742。气阀密封性可用煤油从阀片入口侧注入进行试漏。,2020年8月10日,76,3)阀座螺栓如不可拆的，在装复气阀上紧螺母之后，应插装开口销止动，如为可拆的，不要漏装螺栓端头下的密封垫圈和止动销。紫铜密封垫圈应退火(加热550600C)软化，以保气密良好。在装复上紧螺母之后，应插装止动销，以防因振动而松动。 4)按装配要求，阀座螺栓中心线应垂直于阀座平面，其垂直度不大于 (0.05100)mm。常用简便方法来代替上述测量，即在气阀组装完毕后，用螺丝刀拨动阀片，检查在导向面内是否滑动自如，然后再装入阀室 5)气阀装入阀室后，气阀的定位螺栓旋到位后，再用紧锁螺母并紧，以免工作时，气阀在阀室内跳动和漏气. 。,2020年8月10日,77,2更换垫片和垫床的注意事项 1)在两接触面之间所垫的垫片或垫床，在换新时应注意厚度与原物的厚度相等. 2)垫片和垫床往往要求有良好的密封性能。 3)安装时，防止把气，油、水等通路和孔口堵塞。,2020年8月10日,78,3活塞组件,1)活塞与气缸要同心，两者之间的径向间隙应处处相等，一般是在每一活塞位置上，用塞尺在前后左右四个位置上测量 2)活塞环除端面(天地)间隙，搭口间隙及其弹性均应符合规定外，在安装时应按360均布各搭口的原则，使之相互错开。 3)活塞环的外圆边缘应用细锉刀和砂布予以倒圆或倒角。合适的倒角可使气缸形成“油楔”，有利于密封和润滑。有倒角的刮油环，倒角朝上。,2020年8月10日,79,4)拆装活塞环要小心，特别对小直径的活塞环。小直径环的拆装方法： (1)拆卸 把34毫米宽，长度大于活塞顶至最低环槽之间的距离的白铁皮或铜皮，长度沿活塞轴向从搭口处套入环内，沿活塞周围套入34片并均匀分布，然后使活塞环缓慢地沿着它们平行地向外移，把环一道一道地拆下来。,2020年8月10日,80,(2)安装 用布条轻轻地拉开活塞环的开口，一道一道地装入环槽内。 全部装齐并把搭口均匀错开，用薄而软的白铁皮或铜皮做成圆筒形，其高度稍大于顶环与底环之间的距离，直径大于活塞环，把它套在所有环的外表面，利用钢丝钳夹住圆筒搭口端的两个折边，圆筒成为活塞环的夹具，迫使活塞环收拢，然后把活塞推入气缸。,2020年8月10日,81,4连杆 拆装连杆大头轴承盖时，两边的垫片不要搞混和漏装，击溅润滑的油勺方向不要装反。装毕，用螺丝刀拨动大头，其轴向位移不超过l毫米，通常认为松紧合适。 5传动皮带 传动皮带太松，易于打滑，太紧，平行两轴的弯曲力矩大。估计其松紧程度，通常是用手或直尺压在与两轴线等距离的皮带上，如其下垂量为1015毫米，即认为合适。兼作风扇的皮带轮，应注意电动机的转向，不要装反。 6检查 安装完毕，应对所有与拆卸件相连的机件和管路的连接情况及所在位置进行一次全面地检查。然后转动曲轴检查并为试转作好准备。,