自由活塞壓縮機

簡介

動力氣缸中燃料燃燒的熱能直接經活塞傳給被壓縮氣體，以提高其壓力的往復壓縮機。自由活塞壓縮機主要在建築、礦山和船舶工業中用作移動式壓縮機站，供給動力用壓縮空氣。

工作原理

當自由活塞式壓縮機的曲軸旋轉時，通過連桿的傳動，活塞便做往復運動，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發生周期性變化。活塞式壓縮機的活塞從氣缸蓋處開始運動時，氣缸內的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進氣管，推開進氣閥而進入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進氣閥關閉；活塞式壓縮機的活塞反向運動時，氣缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當氣缸內壓力達到並略高於排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關閉。當活塞式壓縮機的活塞再次反向運動時，上述過程重複出現。總之，活塞式壓縮機的曲軸旋轉一周，活塞往復一次，氣缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環。

結構和工作過程

緩衝氣缸配置在自由活塞壓縮機左端，單級壓縮機的氣缸和祛氣泵氣缸配置在右端，正中為動力氣缸。動力氣缸活塞A與B分別與壓縮機活塞和緩衝活塞直接相連。在工作行程中，壓縮機氣缸中的空氣受到壓縮並通過排氣閥 A和排氣管輸入工程所需的貯氣罐。壓縮機活塞的後腔即為祛氣泵氣缸，這時通過吸氣閥A吸氣,同時緩衝氣缸中的空氣也受到壓縮。工作行程終了時，動力氣缸活塞A和B分別先後打開排氣孔和祛氣孔，貯氣箱中的壓縮空氣進入動力機氣缸進行祛氣充氣過程。回復行程時，壓縮機氣缸通過吸氣閥B吸氣,祛氣泵氣缸內的空氣受到壓縮並通過排氣閥B輸入貯氣箱,而動力氣缸中的空氣受到壓縮。在這種結構中，活塞A和B是靠緩衝氣缸中積蓄的壓縮空氣能量與壓縮機氣缸余隙容積中的壓縮空氣作用下回復的。當回復行程終了時,燃料經噴嘴噴入動力氣缸著火燃燒,然後在動力氣缸中進行著二衝程、直流換氣的壓燃式發動機的工作過程。為了保證左右兩邊活塞組同步工作，在自由活塞壓縮機中須設定同步機構，圖中為連桿鉸鏈式同步機構。這種機構製造簡單，無噪聲，同時機構本身能承受一定的負荷。另一類常用的同步機構是齒輪齒條機構。