活塞压缩机示功图论文

活塞式压缩机示功图

摘要：

活塞式压缩机的示功图是反映压缩机在一个工作循环中活塞在不同位置时气缸内气体压力变化的曲线，亦称气体力图。根据录取的示功图可对压缩机的工作过程作一系列的分析计算。例如，根据示功图面积可计算出气缸内平均指示压力、指示功率及气阀功率损失；根据吸入线长度可计算出容积系数λv；根据最高压力和最低压力可计算出气缸内的实际压力比；根据气体压力和活塞面积，可计算出产生的作用力，并以此作为动力计算及强度校核的依据；根据示功图还可分析压缩机的故障。例如，根据示功图的形状可以分析判断气阀、活塞环、填料函等的泄漏情况；进排气过程的压力损失情况；压缩机膨胀的热交换情况等，从而根据这些分析对压缩机进行故障诊断。由此可见，压缩机示功图的测试是研究压缩机性能与运行工况的一种基本方法。

关键词：示功图、故障诊断、性能分析、活塞式压缩机

正文：

1. 示功图及其形式

在录取指示图时，纵坐标表示压力p，横坐标根据测量方式的不同可分为用气体容积、 活塞行程s、曲柄转角α或时间t来表示，所以指示图曲线有以下几种形式：

1）p-v图（压力－容积图），它反映气缸内压力与气体容积间的关系

2）p-s 图（压力－行程图），它反映气缸内压力与活塞行程间的关系

3）p-α图（压力－转角图），它反映气缸内压力与曲柄转角间的关系

4）p-t 图（压力－时间图），它反映气缸内压力与一个循环周期内不同时刻间的关系

1）2）3）4）的本质是一样的，在一定条件下可以相互转换。由于转角α=ωt，可以确定时间与转角的关系；根据活塞式压缩机动力学，知道活塞的位移x与转角α之间存在着一定的关系x=f(α)；而气体容积v=x·F，式中F为活塞面积。

2. 活塞式压缩机示功图

图为活塞式压缩机示功图。曲线1-2为压缩过程,此时进、排气门关闭，活塞向左运动压缩气缸内的气体，压力升高。到p2时，压缩过程结束,排气门打开。曲线2-3为排气过程，气体受到活塞的推挤而排出气缸，当活塞到达最左端时排气门关闭,排气过程结束。曲线3-4为气缸内剩余气体的膨胀过程。活塞右行时气缸容积增大，当气体压力下降到大气压力时进气门开启,开始吸气。曲线4-1为进气过程,随着活塞向左运动,空气不断充入气缸，当活塞达到最右端时进气门关闭，进气结束。活塞式压缩机即完成一个循环。示功图中曲线所包围的面积表示带动活塞式压缩机所消耗的功。

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