活塞式压缩机的工作原理

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2025-07-22 17:17

活塞式压缩机是一种通过活塞的往复运动实现气体压缩的设备，广泛应用于制冷、化工、动力等领域。其核心工作原理基于容积变化对气体进行压缩，具体过程可分为四个基本工作阶段：
一、吸气阶段
- 当活塞在曲轴连杆机构的带动下向下运动时，气缸内的容积逐渐增大，缸内压力随之降低。
- 当缸内压力低于进气管道内的气体压力时，吸气阀被推开，外界气体在压力差的作用下进入气缸，直至活塞运动到下止点（行程最低点），吸气阶段结束。

二、压缩阶段
- 活塞到达下止点后开始向上运动，气缸容积逐渐减小，缸内气体被压缩，压力和温度不断升高。
- 此时吸气阀因缸内压力高于进气压力而关闭，排气阀因缸内压力尚未达到排气压力而保持关闭，气体在封闭气缸内完成压缩。

三、排气阶段
- 随着活塞继续向上运动，缸内气体压力升高至超过排气管道内的压力时，排气阀被推开。
- 压缩后的高压气体通过排气阀排入排气管道，直至活塞运动到上止点（行程最高点），缸内气体基本排尽，排气阶段结束。

四、余隙容积与循环
- 活塞到达上止点时，气缸内仍会残留少量未排出的气体（因活塞与气缸盖之间存在微小间隙，称为“余隙容积”）。
- 当活塞再次向下运动时，余隙内的残留气体先膨胀，待缸内压力低于进气压力后，吸气阀再次打开，进入下一个工作循环。

核心特点
活塞式压缩机通过活塞的往复运动周期性地改变气缸容积，利用气体的吸入、压缩、排出过程实现压力提升，其结构简单、压力范围广，但由于往复运动存在惯性力，通常适用于中低压、中小排量的场景。