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活塞可以用不同的方法驅動(dòng)，例如可用壓縮機通過(guò)曲柄連桿機構、曲柄滑塊機構或凸輪機構等驅動(dòng)，也可以用其他流體(如高壓蒸 汽、壓縮空氣、高壓液體等) 推動(dòng)。

這里以圖示的應用最為普遍的曲柄連桿機構驅動(dòng) 活塞往復運動(dòng)的泵和壓縮機為例，說(shuō)明其工作原理。

缸體上裝有流體進(jìn)氣閥和排出閥。由曲柄連桿機構驅動(dòng)的活塞向右側(軸 側) 運動(dòng)時(shí)，排出閥處在關(guān)閉狀態(tài),吸入閥自動(dòng)打開(kāi)將流體吸入缸內;

當活塞向左側(蓋 側) 移動(dòng)時(shí)，缸內流體壓力升高，吸人閥處在關(guān)閉狀態(tài)，排出閥則在缸內流體壓力高于排出 閥后的壓力時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，流體通過(guò)排出閥排出。

這樣，缸內流體從開(kāi)始吸人到排出，完成了 個(gè)工作循環(huán)，被送到排出管路中去。隨著(zhù)曲柄OA 的旋轉，活塞往復運動(dòng)周而復始地進(jìn)行，往復活寨機構就不斷地把低壓流體壓送到高壓區域。

在往復泵的工程領(lǐng)域，通常把壓送流體的液體缸、活塞(柱寨)、吸入閥和排出閥等部 件組成的系統稱(chēng)為液力端; 把曲軸、連桿、十字頭等部件組成的系統稱(chēng)為傳動(dòng)端。

1.活塞往復運動(dòng)的位移x 與曲柄轉角0的關(guān)系

通常取坐標系的位置與方向所示，設r 為曲柄半徑。

當工=0時(shí)，活塞所處的位置稱(chēng)為外止點(diǎn); x =2r 時(shí)，活塞所處的位置稱(chēng)為內止點(diǎn)。

內外止點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為活塞行程，用s表示，顯然有s =2r。

按照圖所示的幾何關(guān)系，B點(diǎn)的位移(即活塞的位移) x 為P連桿擺角，它是連桿桿體中心線(xiàn)與氣缸中心線(xiàn)的夾角。

由于p是0的函數，故活塞位移x 可表示為式中h一一曲柄連桿比，A =r/L。

如果把式中按二項式定理展開(kāi)成級數，略去級數中的平方項以后的高次。

2.活塞速度和加速度

將式(13) 對時(shí)間t求- 一階導數和二階導數，可得到活塞運動(dòng)速度UP 和加速度 w一曲軸旋轉角速度(1/s)。

一般認為往復式泵和壓縮機中曲軸的旋轉是等速的， 式中故有w= mn/30,m 為曲軸每分鐘轉數(r/min)。

式(1-3) 相對于式(1-2),位移x的最大誤差發(fā)生在0: 90時(shí)，當h=1/5時(shí)，誤差為 1%; 當入=1/4時(shí)，誤差為2%;

3.往復式泵和壓縮機的動(dòng)力學(xué)特性

在往復式泵和壓縮機的工作過(guò)程中，其作用力的類(lèi)型、力的作用方式、作用力變化的規 律基本上都是相同的。

兩類(lèi)機器的往復慣性力、往復慣性力矩、旋轉慣性力、旋轉慣性力矩 以及曲軸轉矩分析方法和平衡手段都是完全一樣的。