ДРУГИЕ ОДНОВАЛЬНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Т р о х о и д н ы й к о м п р е с с о р построен по схеме, которая в последние годы всё шире используется как в компрессорах, так и в двигателях внутреннего сгорания. Основными органами служат две детали: охватывающая и охватываемая. Цилиндрическая поверхность одной из них выполняется по трохоиде, а другой – по огибающей семейства трохоид.

 

 

 

Рис. 17.3. Схема трохоидного компрессора:

а – образование трохоиды; б – элементы машины:

1 – корпус, 2 – ротор, 3 – эксцентриковый вал,

4 – зубчатая передача, 5 – радиальное уплотнение,

6, 7 – газообменные каналы

 

Т р о х о и д а - кривая, описываемая точкой А (рис. 17.3, а). Звено длиной r (эксцентриситет) вращается с угловой скоростью ω₁, а звено длиной a (производящий радиус) – со скоростью ω₂. Передаточное отношение z = ω_{1 /} ω₂; параметр формы k = a / r. Кривая при z > 0 называется э п и т р о х о и д о й, при z < 0 – г и п о т р о х о и д о й. Эпи - и гипотрохоиды с заострениями (при k = I z I) называются циклоидами, а при k > I z I – у к о р о ч е н н ы м и т р о х о и д а м и.

При относительном вращении двух деталей между профилированными поверхностями образуются камеры переменного объёма, в которых осуществляется рабочий процесс.

Наибольшее применение нашла геометрическая схема компрессора с эпитрохоидной расточкой в неподвижном корпусе и двухвершинным ротором, совершающим планетарное вращение (рис.17.3, б). Это вращение обеспечивается передачей с внутренним зацеплением. Воздух всасывается и нагнетается через газообменные каналы. За один оборот ротора каждая его грань совершает один рабочий цикл, т. е. такой компрессор двукратного действия.

Трохоидные машины долгое время не реализовались из-за отсутствия эффективного уплотнения рабочих камер. В последние годы эта проблема решена с помощью контактной системы уплотнений. Применение последних снижает требования к макрогеометрии и точности изготовлення профилированных поверхностей, что упрощает изготовление трохоидного компрессора по сравнению с другими роторными машинами.

Изотермический КПД более высокий, чем у других роторных компрессоров, и приближается к уровню поршневых, а по ресурсу в условиях запылённости воздуха превышают последние. Небольшой относительный остаточный объём (менее 0,01) позволяет сжимать воздух в одной ступени до 0,8 – 0,9 МПа при до 1 м³ / мин (у охлаждаемых до 12 м³ / мин) и до 0,4 МПа при до 40 – 50 м³ / мин.

Трохоидные компрессоры, выпускаемые в нашей стране, предназначаются для пневмосистем железнодорожного и автомобильного транспортов. За рубежом их применяют в различных областях, в том числе в вакуумной и холодильной технике.

К о м п р е с с о р ы с к а т я щ и м с я р о т о р о м удобны при работе с переменным ε, поскольку конечное давление сжатия, как и в поршневых машинах, зависит от противодавления в нагнетательном трубопроводе. Их изготовляют при до 1000 м³ / ч и применяют в вакуумных системах и в холодильных установках.