通用機械：自由活塞壓縮機指：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。
類型 自由活塞壓縮機按活塞向內止點回復的方法分為兩種基本類型。第一種設有專門的緩衝氣缸﹐在此氣缸中壓縮空氣並積蓄能量﹐使活塞由外止點向內止點運動﹔第二種無專門緩衝氣缸﹐靠加大壓縮機氣缸余隙容積﹐通過其中被壓縮空氣所積蓄的能量的作用﹐活塞由外止點向內止點運動。按氣缸的布置方式﹐自由活塞壓縮機又可分為兩類﹕第一類氣缸對稱布置﹐在中心軸兩邊布置數量和尺寸均相同的壓縮機氣缸﹑緩衝氣缸和祛氣泵氣缸﹐即對稱式﹔第二類是緩衝氣缸在中心軸的一邊﹐壓縮機氣缸和祛氣泵氣缸在中心軸的另一邊﹐即不對稱式。
結構和工作原理 圖 帶緩衝氣缸的不對稱式自由活塞壓縮機 為帶緩衝氣缸的不對稱式自由活塞壓縮機。緩衝氣缸配置在左端﹐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 帶緩衝氣缸的不對稱式自由活塞壓縮機 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。
特點 自由活塞壓縮機對動的活塞組可以做到質量完全相等﹐機器運轉時的慣性力可以完全平衡﹐故不需要配置笨重的基礎。由於機組沒有飛輪和曲柄連桿機構﹐故結構簡單緊湊﹐機械效率較高﹐可以直接通過控制燃料量改變活塞的行程和機組每分鐘的行程數來調節壓縮機的排氣量。但是﹐自由活塞壓縮機工作的穩定性較差。
結構和工作原理 圖 帶緩衝氣缸的不對稱式自由活塞壓縮機 為帶緩衝氣缸的不對稱式自由活塞壓縮機。緩衝氣缸配置在左端﹐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 帶緩衝氣缸的不對稱式自由活塞壓縮機 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。
特點 自由活塞壓縮機對動的活塞組可以做到質量完全相等﹐機器運轉時的慣性力可以完全平衡﹐故不需要配置笨重的基礎。由於機組沒有飛輪和曲柄連桿機構﹐故結構簡單緊湊﹐機械效率較高﹐可以直接通過控制燃料量改變活塞的行程和機組每分鐘的行程數來調節壓縮機的排氣量。但是﹐自由活塞壓縮機工作的穩定性較差。
