В рассмотренных выше случаях предполагалось, что весь объем цилиндра является рабочим. В действительности же между крышкой цилиндра и поршнем в его крайнем левом положении (ВМТ) всегда остается так называемое “вредное пространство”, в котором остается невытолкнутый в систему сжатый газ. При обратном ходе поршня оставшийся газ расширяется и занимает к моменту открытия впускного клапана часть объема рабочей полости цилиндра. На эту величину уменьшается объем всасываемого газа.

Таким образом, наличие вредного пространства вводит новый процесс в теоретическую индикаторную диаграмму – процесс расширения 3-4 (рис.3).

Рис. 3.

Объемный КПД компрессора.

Отношение действительного объема всасывания ( ) к рабочему объему цилиндра V_h называется объемным КПД:

                                                 (2)

а отношение  - относительной величиной “вредного пространства” (f = 0,01-0,03).

Очевидно, что с увеличением объема вредного пространства (V_o), будет уменьшаться действительный объем всасывания и объемный КПД, а следовательно, и производительность компрессора. На объемный КПД в значительной степени оказывает влияние величина конечного давления сжатия. Как следует из рис. 3, его увеличение (точки 2’, 2”, ..) уменьшает объемный КПД. В пределе, когда кривая процесса сжатия (линия 1-2) пересечет линию вредного пространства, всасывание газа в цилиндр компрессора прекратится, и будет повторяться сжатие и расширение одного и того же объема (объемный КПД h_v = 0).

Гидравлические потери в распределительных органах компрессора.

На величину суммарной работы сжатия оказывают влияние и гидравлические потери в распределительных органах (клапанах всасывания и нагнетания). На действительной индикаторной диаграмме в результате этого появляются характерные выступы вначале всасывания и нагнетания (рис.4), давление на впуске снижается, а на нагнетании возрастает. В результате площадь действительной индикаторной диаграммы получается больше теоретической (теоретическая диаграмма ограничена штриховыми линиями) в 1,04 – 1,12 раза. Соответственно увеличивается и действительная работа сжатия. Потери в распределительных органах обычно учитываются уменьшением объемного КПД на 4-6%.

Рис. 4.

Приведенный выше анализ показывает, что одноступенчатый поршневой компрессор не может быть применен для получения сжатого газа высокого давления вследствие уменьшения производительности с увеличением конечного давления и ухудшения условий смазки при этом (возможно самовоспламенение смазки при недостаточном охлаждении). Пределом для одноступенчатого компрессора обычно является давление конца сжатия в 10 – 12 ата.