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壓縮機(jī)氣閥的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是氣缸內(nèi)壓力、管路壓力、氣閥彈簧力、閥片開(kāi)啟高度、閥片重量等綜合因素作用的結(jié)果。因此綜合研究分析各個(gè)作用力與氣閥彈簧力及氣閥運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，有助于查找氣閥故障的原因和選擇合適的氣閥彈簧。為了便于分析氣閥中的一些故障問(wèn)題，最好是把壓縮機(jī)示功圖上氣缸內(nèi)的壓力變化、管路內(nèi)的壓力變化以及閥片運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)畫(huà)在同一張圖上進(jìn)行比較，有利于對(duì)幾種典型故障作出判別。

【案例】某廠(chǎng)壓縮機(jī)為4缸雙作用兩級(jí)壓縮對(duì)稱(chēng)平衡型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速600 ~900r/min，沖程7in，I級(jí)缸徑22in，II級(jí)缸徑12.5in，每個(gè)缸曲軸端和缸頭端各有2個(gè)吸氣閥和2個(gè)排氣閥，氣閥為環(huán)狀閥。壓縮氣體為油氣伴生氣。

圖1 氣閥閥罩溫度

8個(gè)氣閥的溫度柱狀圖清晰表明缸頭端的排氣閥比曲軸端的排氣閥溫度約高15℃，而4個(gè)吸氣閥的溫度差約2℃。初步判斷缸頭端的排氣閥漏氣，吸氣閥正常。但由于氣閥閥罩受表面油漆剝落、油污、日照、風(fēng)吹等影響，可能出現(xiàn)誤差。下面從缸內(nèi)壓力變化及超聲波波形兩方面進(jìn)行分析。

由氣體的過(guò)程方程pVn=常數(shù)，知lgp+nlgV=常數(shù)，這是一個(gè)斜率為n，變量為lgp和lgV的線(xiàn)性方程。n是壓縮和膨脹過(guò)程的過(guò)程指數(shù)，它的值由氣體的組分、壓力及溫度所決定。圖2為缸內(nèi)壓力的lgp－lgV曲線(xiàn)，其中上邊曲線(xiàn)為缸頭端，下邊曲線(xiàn)為曲軸端。ne表示膨脹的過(guò)程指數(shù)，nc表示壓縮的過(guò)程指數(shù)，n是ne和nc的比值。

正常情況下，膨脹過(guò)程指數(shù)ne和壓縮過(guò)程指數(shù)nc相等，n值應(yīng)該等于1。在膨脹過(guò)程中，氣體通過(guò)排氣閥漏入氣缸內(nèi)，并與氣缸余隙中殘留的氣體一起膨脹，造成氣缸內(nèi)壓力比正常時(shí)要高，這就使活塞需要更遠(yuǎn)的行程才能使缸內(nèi)壓力低于吸氣閥的開(kāi)啟壓力，導(dǎo)致斜率ne值變?。欢鴫嚎s過(guò)程中，氣體繼續(xù)通過(guò)排氣閥漏入氣缸內(nèi)，使氣缸內(nèi)壓力上升較快，排氣閥能較早打開(kāi)，導(dǎo)致斜率nc值變大。而n=ne/nc值也隨之小于1。當(dāng)n值小于0.95時(shí)，表明排氣閥漏氣。圖2中缸頭端的n值是0.87，表明排氣閥漏氣嚴(yán)重。

圖3和圖4為這臺(tái)壓縮機(jī)同一氣缸在不同時(shí)間所測(cè)的8個(gè)氣閥的超聲波波形。圖中，上半4條曲線(xiàn)是缸頭端4個(gè)閥的超聲波波形，下半部分4條曲線(xiàn)是曲軸端4個(gè)閥的超聲波波形；左半部分是排氣閥，右半部分是吸氣閥。圖3中，對(duì)應(yīng)吸氣、排氣時(shí)間均有明顯的波峰出現(xiàn)，而其他部分波形幅值很低，這是正常的。圖4中左上角的排氣閥3HD1 （表示3#缸缸頭端排氣閥）在整個(gè)膨脹、吸氣、壓縮、排氣過(guò)程中，基線(xiàn)變寬，在整個(gè)作功過(guò)程中都存在氣體噪聲，表明這個(gè)氣閥漏氣，而缸頭端的另一排氣閥和兩個(gè)吸氣閥也受干擾，波形基線(xiàn)有所變寬。

根據(jù)測(cè)試分析結(jié)論，停機(jī)進(jìn)行檢修。檢查發(fā)現(xiàn)曲軸端3HD1排氣閥內(nèi)圈閥片缺損一塊。