Компрессор

Схема поршневого компрессора с одной рабочей камерой и тронковым поршнем: 1 — всасывающий патрубок: 2 — камера всасывания: 3 — всасывающие клапаны; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — камера нагнетения: 9 — нагнетательные клапаны: 10 — нагнетательный патрубок

Компрессоры КТ-6 и КТ-7

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ. В компрессорах происходит преобразование энергии, подводимой двигателем к валу, в энергию проходящих через них газов.

Классификация

Способ передачи энергии является основой классификации компрессоров по принципу действия. Все многообразие компрессорных машин можно подразделить на

объемные,
динамические,
струйные.

В объемных компрессорах передача энергии от двигателя к газу происходит в рабочей камере, периодически изменяющей объем из-за перемещения двигателем привода одной или нескольких ее стенок. В процессе изменения объема камера поочередно соединяется с полостью низкого и высокого давления газа, а некоторое время отсоединена от обеих полостей. За полный период изменения объема камеры газ, находящийся в ней, переместится из полости низкого в полость высокого давления. При этом двигателем производится работа для перемещения стенок камеры. К объемным компрессорам относятся все виды поршневых, винтовых и роторных машин.

В динамических или турбокомпрессорных машинах передача энергии к газу происходит непрерывно во вращающемся рабочем колесе, снабженном лопатками. При обтекании потоком газа решетки из профилей лопаток вращающегося колеса возникает подъемная сила, вызывающая ускорение потока, увеличение его скорости и давления. В дальнейшем в неподвижных элементах происходит добавочное увеличение давления за счет преобразования кинетической энергии газа. К динамическим компрессорам относятся центробежные, диагональные, осевые и вихревые машины.

В струйных компрессорах повышение давления основано на увлечении сжимаемого газа струей пара, жидкости или газа.

Принцип действия поршневого компрессора

Рассмотрим более подробно рабочий цикл поршневого компрессора, в котором изменение объема рабочей камеры (цилиндра) происходит при возвратно-поступательном движении поршня. Рассмотрим схему наиболее простой конструкции поршневого компрессора с тронковым поршнем. Ее образуют неподвижные стенки втулки цилиндра, клапанная плита с размещенными в ней клапанами линий всасывания (всасывающими), нагнетания (нагнетательными) и подвижным поршнем, переме щающимся двигателем компрессора с помощью кривошиино шатунного механизма. Обозначим камеру буквой А. Начальные давление ри и температуру Т? газа перед всасы вающим отверстием (патрубком) и конечные после нагнетательного патрубка рк н считаем постоянными в течение всего цикла компрессора. При движении поршня от клапанной плиты к коленчатому валу объем камеры А увеличивается, и давление газа в ней снижается. Под разностью давления газа перед всасы вающим патрубком рн и в цилиндре откроются линии всасы вания и газ поступит в цилиндр, заполняя его увеличивающийся объем. Этот процесс называется всасыванием. Увеличение объема цилиндра происходит до достижения поршнем нижней мертвой точки, т. е. наибольшего приближения к коленчатому валу. В этот момент еще рп меньше рп, клапаны линии всасывания открыты и газ продолжает поступать в ци линдр. Перемена направления движения поршня вызовет умень шение объема цилиндра и повышение давления в нем как за счет уменьшения объема, так и поступления свежего газа. В момент сравнивания величин давления в цилиндре и полости всасывания клапаны линий всасывания закроются, камера А станет замкну той. Процесс всасывания при самодействующих клапанах в сту пени заканчивается уже при обратном ходе поршня. Дальнейшее движение поршня от вала к крышке вызывает повышение давления газа р* и температуры Тц из-за уменьшения объема камеры. Происходит процесс сжатия газа. Процесс сжатия заканчивается при некотором превышении давления в цилиндре над давлением в полости нагнетания и откры тия из-за этого клапанов линии нагнетания. При этом камера перестает быть замкнутой и при дальнейшем движении поршня газ будет выталкиваться в полость нагнетания, а затем в сеть. Процесс вытеснения газа из камеры называется нагнетанием или вытеснением. Ои заканчивается в момент наибольшего удале ния поршня от вала, т. е. в верхней мертвой точке. Обычно к этому моменту в полости нагнетания и цилиндре давления выравни ваются, клапаны линии нагнетания закрываются и рабочая камера опять становится замкнутой. В этот момент объем камеры наименьший, он и называется мертвым пространством. При перемене направления движения поршня в верхней мертвой точке объем камеры начнет возрастать, а давление и температура газа — падать. Процесс этот называется расширением и заканчивается в момент достижения в камере давления, равного давлению в по лости всасывания, и открытия клапанов линии всасывания. Процессы всасывания, сжатия, нагнетания и расширения обра зуют вместе цикл компрессора. В компрессорах с ласковым поршнем и крейцкопфом рабочие камеры образуются по обе стороны поршня и рабочие никлы в них смещены относительно друг друга на половину оборота колен чатого вала, В различных типах поршневых компрессоров — бескрпвошип- пых, осепоршнешх, свободнопоршневых дпзель-компрессорах и большинстве ротационных и винтовых машин процессы в рабочих камерах практически аналогичны и отличаются

На железнодорожном подвижном составе применяют поршневые компрессоры. Эффект компрессии создается за счет уменьшения объема газа при движении поршня в цилиндре. Всасывающие и нагнетательные клапаны поджаты пружиной и работают автоматически под действием перепада давления, возникающего между цилиндром компрессора и давлением в трубопроводе при движении поршня.

Компрессоры КТ-6, КТ-7 и КТ-бЭл широко применяются на тепловозах и электровозах. Компрессоры КТ-6 и КТ-7 приводятся в действие либо от коленчатого вала дизеля, либо от электродвигателя, как, например, на тепловозах 2ТЭ116. Компрессоры КТ-бЭл приводятся в действие от электродвигателя.