通过活塞在气缸内作往复运动来压缩和输送气体的往复压缩机。

往复活塞压缩机是各类压缩机中发展最早的一种﹐公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。18世纪末﹐英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。20世纪30年代开始出现迷宫压缩机﹐随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小﹐并且实现了单机多用。

分类 往复活塞压缩机有多种分类方法。

按传动方式分为轴驱动和非轴驱动两类。轴驱动的往复活塞压缩机按轴的结构不同又区分为曲轴驱动和非曲轴驱动两种。在曲轴驱动的一类中﹐一种是无十字头的往复活塞压缩机(图1 无十字头往复活塞压缩机结构示意图 )﹐曲轴转动时通过连杆直接带动活塞在气缸内作往复运动﹔另一种是有十字头的往复活塞压缩机﹐连杆通过十字头带动活塞作往复运动。图2 转盘驱动往复活塞压缩机结构示意图 为非曲轴驱动的往复活塞压缩机﹐转盘的转动带动活塞在气缸内作往复运动。非轴驱动的往复活塞压缩机通常指自由活塞压缩机和电磁驱动活塞压缩机(图3 电磁驱动往复活塞压缩机结构示意图 )。电磁驱动是由直线电动机的转子在磁力作用下直接带动活塞在气缸内作往复运动﹐从而实现对气体的压缩。 按活塞在气缸内的作用方式分为单作用﹑双作用和级差式。

按气体在气缸内受到压缩的方式﹐分为单级压缩和多级压缩。

按气缸是否用油润滑﹐区分为油润滑和无油润滑两种。

按气缸的布置方式区分有立式结构(气缸垂直布置)和卧式结构(气缸水平布置)两种。在卧式结构中﹐气缸水平布置在曲轴两侧﹐相对两列同时作相向或相背运动的结构称对动型压缩机(图4 对动型压缩机 )﹔气缸虽水平布置在曲轴两侧﹐但相对两列作同向运动或非相向运动的结构称对置型﹔气缸中心线之间有某一夹角的称角度式压缩机。(见彩图 轴流压缩机结构图 ) 基本结构和工作原理 在各种往复活塞压缩机中﹐最典型﹑应用最广的是各种曲轴驱动往复活塞压缩机。图 5 单作用无十字头往复活塞空气压缩机示意图 为单作用无十字头的往复活塞空气压缩机。旋转的曲轴通过连杆带动活塞沿气缸内壁面作往复直线运动。当活塞向下运动时﹐包含在活塞端面与气缸之间的工作容积增大而形成真空﹐这时经过空气滤清器的空气推开吸气阀而被吸进气缸。当活塞作反向行程运动时﹐吸气阀关闭﹐封闭在气缸内的气体受到压缩﹐且随着容积的减小而压力不断提高。当压缩气体的压力达到略高于排气管内空气压力和排气阀弹簧的阻力时﹐气体即推开排气阀而进入排气管。用来控制气体吸入和排出气缸的部件称气阀﹐它在压力差和弹簧力的作用下自行启闭﹐故称自动作用阀。图6 环状气阀的组成 为最常用的气阀结构。由于结构上的原因﹐在排气终了时气缸内还有部分空气残留﹐气缸中容纳残余空气的空间称余隙容积。活塞向下运动初期﹐余隙容积的空气在气缸内膨胀﹐直到气缸内的压力略低于吸气管内的空气压力﹐吸气阀开启﹐气缸从吸气管内吸进新鲜空气。气缸内进行的吸气﹑压缩﹑排气和膨胀4个过程组成一个循环。如果用气缸的空气压力 作为纵坐标﹐用气缸容积V 作为横坐标﹐则气缸内所进行的循环用气缸指示图来描述(图7 气缸指示图 )﹐其中曲线 4-1表示吸气过程﹐1-2为压缩过程﹐2-3为排气过程﹐3-4为膨胀过程。由过程曲线1-2-3-4-1所包围的面积表示循环指示功﹐即在一个循环中用于压缩空气和克服阻力所需要消耗的动力。