15.1 气源装置与辅助元件(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

第15章 气动技术 15.1 气源装置与辅助元件 15.1.1 气源装置 气压动力元件是气动系统的动力源，即空气压缩机（简称空压机）。空气压缩机将电动机输出的机械能转换成气体的压力能输送给气动系统，是气动系统的动力源。 从空气压缩机排出的压缩空气含有油分、水分以及灰尘等。因此，必须设置压缩空气净化装置和用于改善压缩空气性能的辅助元件。 1．空气压缩机分类 空气压缩机的种类很多，但按工作原理主要可分为容积式和速度式（叶片式）两大类。在气压传动中，一般多采用容积式空气压缩机，它是通过机件的运动，使密封容积大小发生周期性的变化，从而完成对空气的吸入和压缩过程。对于速度式空气压缩机，气体压力的提高是由于气体分子在高速流动时突然受阻而停滞下来，使动能转化为压力能而达到的。 容积式空气压缩机按结构不同又可分为活塞式、膜片式、螺杆式等。其中，最常用的容积式空气压缩机是活塞式空气压缩机。 2．活塞式空气压缩机的工作原理 图15-1 活塞式空气压缩机的工作原理 l—缸体；2—活塞；3—活塞杆；4—曲柄连杆机构；5—吸气阀；6—排气阀 15.1.2 辅助元件 1．气源净化元件 （1）后冷却器。后冷却器的作用是将空气压缩机排出的压缩空气温度由 140℃～170℃降至 40℃左右，使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和析出，凝结成水滴和油滴，以便经除油器排出。 水冷却式后冷却器的结构形式有蛇管式、列管式、套管式等，如图15-2所示。水冷式后冷却器的作用都是通过强制循环水使压缩空气降温，生成的冷凝水经自动排水器排出。 图15-2 水冷式冷却器 （2）分水排水器（油水分离器） 分水排水器的作用是分离压缩空气中凝聚的水分和油分等杂质，使压缩空气得到初步净化。图15-3所示的分水排水器的工作原理为：压缩空气自入口进入分水排水器壳体内，气流先受隔板的阻挡被撞击折向下方，然后产生环形回转而上升，油滴、水滴等杂质由于惯性力和离心力的作用析出并沉降于壳体的底部，由排污阀定期排出。为达到较好的效果，气流回转后上升速度应缓慢。 图15-3 分水排水器 （3）储气罐。储气罐的作用是用来调节气流，减少输出气流的压力脉动，使输出气流流量连续、气压稳定。如图15-4 图15-4 立式储气罐 （4）空气干燥器 从空压机产生的压缩空气，经后冷却器、分水排水器及储气罐的冷却和初步净化后，已可满足一般气压传动系统的要求，但对某些要求高的精密气动装置和仪表，压缩空气还必须经过干燥、过滤等进一步净化处理后才能使用。目前工业上常用的干燥方法主要是吸附法和冷冻法，吸附法是干燥处理中应用最普遍的一种方法。 图15-5 吸附式干燥器 1—湿空气进气管；2—顶盖；3、5、10—法兰；4、6—再生空气排气管；7—再生空气进气管；8—干燥空气输出管；9—排水管；10—密封垫；11、22—密封垫；12、15、20—铜丝过滤网；13—毛毡层；14—下栅板； 16、21—吸附剂层；17—支撑板；18—壳体；19—上栅板 （5）空气过滤器 空气过滤器的作用是进一步滤除压缩空气的水分、油滴及杂质，以达到气压系统所要求的净化程度。 图15-6 空气过滤器 1—旋风叶子；2—滤芯；3—存水杯；4—挡水板；5—手动放水阀 （6）油雾分离器（除油器） 空气过滤器不能分离悬浮油雾粒子，这是由于处于干燥状态的微小（2～3μm）油粒很难附着于固体表面。要分离这种油雾，需要使用带凝聚式滤芯的油雾过滤器 图15-7 油雾分离器 图15-8凝聚式滤芯结构原理 2、其他辅助元件 （1）油雾器。油雾器是一种特殊的注油装置。它的作用是使润滑油雾化后注入空气中，随空气进入需要润滑的部件中，达到润滑的目的。 图15-9所示油雾器的工作原理为：压缩空气1进入后，从4流出，有一小部分压缩空气由小孔2进入10，进入5的上腔A，使油面受压缩空气的压力作用，从而油液经吸11、6和7进入透明的视油帽8内，然后再滴入喷嘴小孔3，最后被引射出来。 图15-9 （2）消声器 ① 吸收型消声器。图15-10所示为吸收型消声器结构图，当气流通过由聚苯乙烯颗粒或铜珠烧结而成的消声罩时，气流受到阻碍，并与消声材料的细孔相摩擦，声能被部分吸收转化为热能，从而降低了噪声强度 ② 膨胀干涉型消声器。 ③ 膨胀干涉吸收型消声器。 图15-10 吸收型消声器 1—消声罩；2—连接螺栓 （3）转换器 在气动控制系统中，也与其他自动控制装置一样，有发信、控制和执行部分，其控制部分工作介质为气体，而信号传感部分和执行部分可能用电或液体传输，这就要通过转换器来转换。常用的转换器有气—电、电—气、气—液等，如图15-11和图15-12所示。 图15-11 高压型气—电转换器