6.4.12 Компрессоры со свободно движущимися поршнями

В компрессорах с электрическим приводом преобразование вращательного движения вала в поступательное движение поршней осуществляется кривошипно – шатунными механизмами. Последний существенно усложняет конструкцию компрессора и вызывает значительные потери энергии. Известны конструкции компрессоров со свободными поршнями (рис. 6.59). В таких машинах энергия получается за счет сжигания жидкого топлива в цилиндрах, и передача ее поршням компрессора происходит непосредственно.

Рисунок 6.59 Схема и индикаторные диаграммы компрессора со свободно движущимися поршнями

Основные элементы компрессора со свободными поршнями следующие: 1 – цилиндр двухтактного двигателя; 2 – цилиндр компрессора; 3 – ступенчатые поршни. Пусть поршни находятся в крайних наружный положениях н – н. Давление воздуха в объемах мертвых пространств цилиндров компрессора приведет поршни в движение в направлениях, указанных стрелками. При этом давление в цилиндрах компрессоров будет снижаться по линиям3-4, и поршни будут приобретать кинетическую энергию. В определенном положении поршней всасывающие клапаны компрессоров открываются и начинаются процессы всасывания по линиям 4-1. В процессе всасывания поршни движутся по инерции, теряя скорость. Одновременно с процессом всасывания внутренние стороны поршней перекроют выхлопные окна цилиндра двигателя и в нем произойдет сжатие по линии 5-6. В момент, отмеченный точкой 6 на диаграмме, происходит впрыскивание топлива; оно само воспламеняется, и давление в цилиндре 1 резко повышается по линии 6-7. Под действием высокого давления поршни будут двигаться в направлениях, указанных штриховыми стрелками; давление в цилиндре 1 будет снижаться по линиям 7-8. В момент открытия окон е произойдет выхлоп продуктов сгорания и далее продувка и наполнение цилиндра 1 воздухом. Одновременно с этим в цилиндрах 2 компрессора произойдет сжатие воздуха по линиям 1-2 , а затем выталкивание его по линиям 2-3. При этом поршни потеряют кинетическую энергию и начнут вновь описанный выше цикл движения из крайних наружных положений под влиянием давлений воздуха в объемах мертвых пространств цилиндров.

В действительных условиях схема такого компрессора усложняется механизмом, синхронизирующим движение поршней.