全新VIP型压缩机：革新中大型往复压缩机结构

（1）中、大型往复压缩机 英格索兰德公司推出了VIP型压缩机，可以说是自20世纪50年代起大型往复压缩机从一般卧式变成对动式后，压缩机在结构上的又一创新。其主要创新点是气缸与十字头结构。图1-1所示为VIP型气缸结构示意图。其中，双作用气缸里用两个外径与气缸内径相同的进气阀，同轴地配置于气缸两端；两个排气阀配置于活塞上（实际上活塞就是由两个排气阀组成），排气接管设于气缸中部。这种结构的优点是双作用两端均为直流形式，气缸余隙容积较小，只有4个大直径气阀；缺点是大直径气阀制造较困难，拆卸轴侧进气阀及排气阀较困难。

VIP单壁十字头结构如图1-2所示，其特点是活塞杆直接连接于十字头销上，使十字头体只承受侧向力，需要用叉形连杆小头。这种结构中的活塞力、连杆力以及支反力不作用于一点，因此附加了一个力矩。

德国博尔齐格公司的BX系列压缩机机身负荷增至1200kN，实际使用的运动件最大作用力为800～1000kN。这是目前世界上最大的往复压缩机，用于炼化企业中压缩氢气等。

（2）天然气汽车加气站压缩机 功率为75～200kW的中、小型往复式天然气汽车加气站压缩机，在国内外都得到了迅速发展。按照天然气管道内气体的压力高低，一般分为4级或3级。压缩机有很多种结构形式，唯有意大利新庇隆公司的立式两列结构，曲柄错角为180°，为平衡二阶往复惯性力。该压缩机由飞轮通过两根传动带分别驱动两小传动带轮，并通过轴带动置于机身内两侧下部的两组平衡重。此种结构是该公司的创新，但缺点也是明显的。对于无气体管道处设置的加气站，需要一种“子站”压缩机，其进气来自大型储气罐，进气压力是不断变化的，这给压缩机设计带来了困难。目前，国外压缩机都采用节流的办法，使气体压力降到5～7MPa，浪费了许多能量。因此，需要创新一种能适应压力变化的气阀。对于此种子站压缩机，意大利赛福公司采用立式液压传动结构。

（3）微型电磁压缩机又有新的发展 这种压缩机发明于20世纪30年代，由于一般永磁铁所形成的直线电动机效率低下，仅为45%～60%，因此使压缩机能耗较大而未能得到发展。近一个时期来，由于应用NdFeB永磁材料，电动机效率能达到95%，因此，人们又在冰箱中开始应用电磁压缩机。

（4）新材料的应用 聚醚醚酮（PEEK）的优点是质量轻，作为气阀阀片时可用较大的升程，并且噪声较小。在无油润滑的压缩机中，应用此材料制阀片有明显的优点，但价格较钢材的贵。聚苯胺脂（PBH）具有自润滑性能，但与PTFE的热塑性不同，它具有热固性，导热性接近铸铁，强度也较PTFE高，可以任意比例与PTFE混合，也可充填Cu、碳纤维等。因此，它不仅可以解决长期困扰气缸无油润滑时活塞环的冷流问题，而且密封的压力可突破过去限制的15MPa。但是，PBH价格高于PTFE。

（5）合成润滑油 合成润滑油较矿物油的闪点高。对于那些排气温度超过180℃的机器，应用合成润滑油会更安全。(www.xing528.com)

图1-2 VIP单壁十字头结构

（6）新工艺 应用激光照射提高气缸内壁的耐磨性，已开始受到人们的关注。但是目前的试验仅限有油润滑气缸，无油润滑是否有效尚待研究。

另外，需要说明的是大型数控加工中心的应用，它不仅使机加工的精度大大提高，而且也使机身结构设计带来了变化。图1-3所示是一个4列对动整体机身，十字头滑道与机身制成一体的结构。在一定的尺寸范围内，除底平面外，其他主要加工面可在一次夹装中完成，从而大大减少装配工作量。

（7）气缸内喷水冷却 工作腔内喷水实行压缩过程内冷却的原理是人们熟知的，问题是如何解决锈蚀与气阀工作问题。最近发明了一种准等温压缩机，用喷嘴向气缸内喷入大量水，可达到很高压力比，排气温度低于100℃，而且水可以循环使用。