| HowItWorksLab · 机器
简体中文

空气压缩机如何工作

空气压缩机把空气挤进更小的空间,好把它储存起来、随时使用。电机带动曲轴和连杆,驱动气缸里的活塞往复运动。跟着空气被吸入、压缩,再被推入储气罐。

空气压缩机 · 剖面 吸入 · 压缩 · 排出 · 冷却 · 储存 电机 提供动力 曲轴 作圆周旋转 连杆 把旋转变成上下往复 活塞 气缸 压缩空气的地方 进气阀 让空气进入 排气阀 让空气排出 后冷却器 冷却热空气 储气罐 储存压缩空气 压力开关 达到设定压力即停电机 压缩机外壳 外层壳体(半透明)
发生的顺序 吸入空气 → 压缩 → 排出 → 冷却 → 储存
显示模式

详细说明

什么是空气压缩机?

空气压缩机是把空气挤进更小空间、好把它储存起来当作能量来源使用的机器。本页这张剖面画的是常见的活塞式:工作方式很像打气筒——活塞在气缸里滑动,一个行程吸进空气,下一个行程把它压出去。

为什么要看进内部?

从外面看,它不过是一坨带散热片的铁块,旁边立着一只罐子。真正重要的东西——曲轴、连杆、活塞,以及那些决定空气进还是出的小单向阀——全都在里面,剖面把它们一一摆出来,眼睛才好顺着看。

部件及其作用

1. 电机带动曲轴

电机带动曲轴旋转。曲轴上装着一根偏心的销轴,所以曲轴转动时,这根销轴走的是一个圆圈,而不是原地打转。

2. 连杆做出往复行程

连杆把曲轴销与活塞连在一起。它把曲轴的圆周运动转换成活塞的直线上下行程——和发动机、自行车脚踏用的是同一招。

3. 活塞吸入空气

活塞下行时,它上方的空间变大、压力下降。这个低压把进气簧片阀顶开,外面的空气便被大气压推了进来。

4. 活塞压缩空气

活塞上行时把空气困住,并把它占据的空间缩小。压缩让压力和温度一起升高,此时进气簧片被压紧关闭,而排气簧片在升高的压力下被推开。

5. 空气被冷却并储存

又热又带压的空气流经后冷却器散热,然后汇集到储气罐。罐满时压力开关让电机停下,空气被用掉、压力下降时再重新启动。

活塞式压缩机是怎样制造压缩空气的?

它先在气缸里困住空气,再把空气占据的空间缩小。下行行程吸入空气;上行行程则把困住的空气压进更小的体积,压力随之升高。

为什么阀门会自己开合?

它们是对压力作出反应的舌簧式单向阀。吸气行程中气缸里的低压把进气簧片吸开,压缩行程中高压又把排气簧片推开,不需要额外的机构。

后冷却器有什么用?

把空气压缩会使其变热。后冷却器是一段盘管或散热器,让压缩空气在通往储气罐的路上降温,水汽因而能凝结析出,储气罐和工具也能保持更低的温度。

为什么要把空气存进储气罐,而不是直接用?

储气罐把活塞每一次行程的脉动抹平成稳定的供给,也让空压机可以一段一段地、较凉地运转,而不必为了一点点用量就反复启停。

压力开关有什么用?

它监视储气罐的压力。罐内达到设定压力时,开关切断电机;压力下降时,再把电机启动,于是空压机只在需要时才运转。

常见误区

压缩机会凭空造出空气。 看起来像一台无中生有生产空气的机器。
它只是把已有的空气压得更紧。 同样的空气被挤进更小的空间;压缩机加进去的是能量和热量,而不是额外的空气。
压缩空气出来是热的。 气缸摸着发烫,罐里的空气想必也热。
冷却把热量和水一起带走。 压缩确实会把空气加热,但后冷却器把它降回常温,并在储存之前把水汽凝结析出。
只要打开开关,压缩机就不停地转。 人们以为它会一直打气。
罐满时它就停下。 压力开关让电机来回启停,储气罐里的空气没被使用时,压缩机就在休息。
免责声明:本图解为教学目的做了大幅简化,真实系统变量与复杂度远超此处。不可用于工程生产用途,也不构成金融、政治或专业建议。