空气压缩机：类型、原理与参数详解

空气压缩机：类型、原理与参数详解

空气压缩机是气压传动系统的核心动力设备，广泛应用于工业生产、医疗、汽车维修等多个领域。本文将详细介绍空气压缩机的类型、工作原理和关键参数，帮助读者全面了解这一重要设备。

一、概述

空气压缩机作为气压传动的动力源，主要作用是产生压缩空气（俗称气泵）。根据结构形式，空气压缩机主要分为以下几种类型：

1. 往复活塞式：最为常用，排气量范围大，运行控制调节方便。
2. 罗茨式：结构简单，成本低，适用于低压环境。
3. 螺杆式：运转平稳，适用于需要连续供气的场合。
4. 离心式：适用于大流量、中低压的场合。

其中，前三者属于容积式压缩机。在实际应用中，往复活塞式空气压缩机因其排气量范围大、运行控制调节方便等特点，得到了广泛应用。

往复活塞式空气压缩机可以根据不同特征进行分类：

• 按工作特征：单作用/双作用（工作活塞缸两个容腔都工作）、单级/多级（初级产生的压缩空气将被后续级再压缩以提高压力）。
• 按工作缸个数：单缸/双缸/多缸，其中双缸、多缸空气压缩机应用较多。
• 按气缸配置：直列、对置、V型、W型、L型（立卧两级）等形式，后两者应用较多。
• 按装置属性：小型便携式空压机组、空气压缩机拖车（一般由内燃机拖动，用于野外施工）、固定空压机组等。

图1 小型便携式空压机组（W型）

二、活塞式空气压缩机的工作原理

如图2所示，活塞式空压机主要由工作气缸、活塞、进气门、排气门、连杆、曲柄、十字接头（双作用气缸时采用）等组成。

当动力元件驱动主轴使曲柄转动时，在某半周通过连杆、十字接头使工作活塞右移，气缸工作腔容积增大压力减小，在大气压的作用下从进气门进气。而在另一半周，进气门关闭，气体将会被压缩，当气体压力上升到足以打开排气门时，空气将在一定压力下被挤出，完成泵气工作。

简单来说，空压机经过“进气——压缩——排气”三个工作行程，曲柄（主轴）每转一周，空气压缩机的每个工作容腔进、排气一次。

图2 活塞式空压机的工作原理示意图

三、空压机的工作参数

空压机的主要工作参数包括：

1. 排气量：在额定工作压力、排气温度时排气口的体积流量，单位为m³/min。
2. 额定工作压力：通常用MPa、KPa或atm表示。
3. 功率：有多项定义，具体可参见相关标准。

这些参数对于选择和使用空气压缩机至关重要，能够帮助用户根据实际需求选择合适的设备。