مبدأ عمل محرك المكبس الشعاعي

تم إنشاؤها 05.17

مبدأ عمل محرك المكبس الشعاعي

نظرًا لوجود نوعين رئيسيين من محركات المكبس الشعاعي، وهما المحركات ذات الفعل الفردي والمحركات ذات الفعل المتعدد، يتم تقديم مبادئ عملها في ما يلي.

(1) مبدأ عمل محرك المكبس الشعاعي ذو الفعل الواحد كما هو موضح في الشكل o، يتم ترتيب خمسة (أو سبعة) أسطوانات شعاعياً وبشكل متساوٍ على محيط الهيكل 1. يتم توصيل المكبس 2 في الأسطوانة مع قضيب التوصيل 3 من خلال مفصل كروي، ويكون طرف قضيب التوصيل ملامساً للعجلة اللامركزية لعمود المرفق 4 (مركز العجلة اللامركزية هو O1، ومركز دوران عمود المرفق هو O، والانحراف بين الاثنين هو e). أحد طرفي عمود المرفق هو عمود الإخراج، والطرف الآخر متصل عبر الوصلة المتقاطعة مع عمود توزيع الصمامات 5. الجانبان من الجدار الفاصل على عمود توزيع الصمامات هما غرفة دخول الزيت وغرفة تصريف الزيت على التوالي.

بعد دخول الزيت عالي الضغط من مصدر الزيت إلى غرفة مدخل الزيت في المحرك، يتم إدخاله إلى أسطوانة المكبس المقابلة (1) و (2) و (3) من خلال الفتحات (1) و (2) و (3) في الهيكل. القوة الهيدروليكية P الناتجة عن الزيت عالي الضغط تؤثر على قمة المكبس وتنتقل إلى الإزاحة في عمود الكرنك من خلال قضيب التوصيل. على سبيل المثال، القوة المؤثرة على الإزاحة بواسطة أسطوانة المكبس ② هي n، واتجاه القوة هو على طول الخط المركزي لقضيب التوصيل ويشير إلى المركز O1 للإزاحة. يمكن تقسيم القوة n إلى قوة عمودية FF (حيث يتزامن خط العمل مع الخط المتصل 001) وقوة مماسية F. القوة المماسية F تنتج عزم دوران لمركز دوران 0 لعمود الكرنك، مما يجعل عمود الكرنك يدور في اتجاه عكس عقارب الساعة حول الخط المركزي 0. أسطوانة المكبس (1) و (3) مشابهة لذلك، باستثناء أن موقعها بالنسبة للمغزل مختلف، لذا فإن العزم الناتج مختلف عن ذلك الخاص بأسطوانة (2). العزم الكلي لدوران عمود الكرنك يساوي مجموع العزم الناتج عن أسطوانة المكبس المتصلة بالحجرة عالية الضغط (① و ② و ③ في حالة الشكل o). عندما يدور عمود الكرنك، تزداد أحجام الأسطوانات ① و ② و ③، بينما تنقص أحجام الأسطوانات ④ و ⑤، ويتم تصريف الزيت من خلال ممر الزيت في الهيكل ④ و ⑤ عبر غرفة تصريف الزيت في عمود الميناء 5.

عندما يدور عمود توزيع الصمامات وعمود الكرنك بشكل متزامن بزاوية، فإن "الجدار الفاصل" لعمود توزيع الصمامات يغلق ممر الزيت (3). في هذا الوقت، لا يكون الأسطوانة (3) متصلة بغرف الضغط العالي والمنخفض. يتم تزويد الأسطوانات (1) و(2) بزيت الضغط العالي، مما يجعل المحرك ينتج عزم دوران، وتقوم الأسطوانات (4) و(5) بتفريغ الزيت. مع دوران عمود توزيع الصمامات مع عمود الكرنك، يتم توصيل غرفة دخول الزيت وغرفة تفريغ الزيت على التوالي مع كل مكبس بالتناوب، لضمان الدوران المستمر لعمود الكرنك. في دورة واحدة، يتحرك كل مكبس ذهابًا وإيابًا للزيت مرة واحدة. مبدأ عمل المحركات الأخرى ذات الفعل الواحد مشابه لذلك.

يجب الانتباه إلى النقاط التالية في مبدأ عمل محرك المكبس الشعاعي ذو الفعل الفردي.

① يمكن عكس المحرك عن طريق تغيير مدخل ومخرج المحرك. إذا تم فصل الحلقة اللامركزية عن عمود الخرج للمحرك وتم اتخاذ تدابير لجعل المسافة اللامركزية قابلة للتعديل، يمكن تحقيق الغرض من تغيير إزاحة المحرك، ويتم صنع محرك إزاحة متغيرة.

② المحرك الموضح في الشكل o مثبت في الهيكل، لذا يُطلق عليه أيضًا اسم محرك العمود؛ إذا كان العمود المرفقي مثبتًا، يمكن تصنيعه ليكون محركًا هيكليًا. المحرك الهيكلي مناسب بشكل خاص للتثبيت في أسطوانة الونش أو على محور العجلة في المركبة لقيادة العجلة مباشرة ويصبح محرك العجلة.

③ المحرك الموضح في الشكل o من زوج التوزيع هو توزيع محوري. لأن جانبًا واحدًا من عمود الصمام هو تجويف عالي الضغط والجانب الآخر هو تجويف منخفض الضغط، فإن عملية عمل عمود الصمام تتعرض لقوة شعاعية كبيرة، مما يدفع عمود الصمام إلى جانب واحد ويزيد الفجوة على الجانب الآخر، مما يؤدي إلى تآكل السطح المنزلق وزيادة التسرب، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة. لهذا السبب، غالبًا ما يتم اعتماد إعداد أخدود زيت متوازن متماثل لموازنة القوة الشعاعية. كما هو موضح في الشكل P، يتم ختم عمود توزيع صمام الضغط الثابت بواسطة حلقة ختم. ثقب النافذة المركزية C-C هو ثقب نافذة توزيع الصمام، والأخاديد الحلزونية على B-B و D-D هي ثقوب دخول الزيت وعودة الزيت على التوالي، و A-A و E-E هي الأخاديد الحلزونية نصف الدائرية للتوازن الضغط الثابت. يُفترض أن حلقات الختم موضوعة على التوالي في مركز حزام الختم. إذا كانت اتجاهات دخول وخروج الزيت كما هو موضح بالسهم في الشكل P، فإن الثقوب المميزة بالرمز P هي غرف ضغط عالي، والثقوب المميزة بالرمز T هي غرف ضغط منخفض. يمكن ملاحظة أن الضغوط المحيطية لـ B-B و D-D هي نفسها، ولا توجد قوة شعاعية؛ الغرفة العليا من قسم ثقب النافذة C-C متصلة بدخول الزيت، وهو الجانب عالي الضغط، والغرفة السفلية متصلة بمنفذ عودة الزيت، وهو الجانب منخفض الضغط، لذا يتعرض عمود توزيع الصمام لقوة شعاعية كبيرة. من أجل موازنة القوة الشعاعية، يتم إعداد أخاديد زيت متوازنة نصف دائرية A-A و E-E في كلا طرفي عمود توزيع الصمام لجعل التجويف العلوي مليئًا بزيت عالي الضغط. من أجل تقليل التسرب، يتم وضع حلقات ختم بين التجاويف. لضمان التوازن الضغط الثابت للجانبين العلوي والسفلي، يجب أن تلبي الأبعاد ذات الصلة لثقب نافذة توزيع الزيت وأخدود الزيت المتوازن المعادلة التالية:

a+e=2(b+c)                      (5-4)

حيث -- عرض نافذة توزيع التدفق؛

B -- عرض حزام الختم لخزان زيت التوازن؛

C -- عرض خزان زيت التوازن؛

E -- عرض حزام الختم لنافذة توزيع التدفق.

لأن القوة الشعاعية متوازنة، فإن قوة الاحتكاك صغيرة جدًا، مما يحسن الكفاءة الميكانيكية. في الوقت نفسه، يتم تقليل الخلوص الشعاعي بين عمود الصمام وغلاف الصمام، مما يقلل من التسرب، ويحسن الكفاءة الحجمية. في نطاق العمل العادي، تكون الكفاءة الإجمالية بين 85% و 90%.

الشكل Q يوضح هيكل توزيع تدفق وجه النهاية لمحرك هيدروليكي قضيب التوصيل العمود المرفقي. العمود المرفقي 13 يدفع لوحة المنفذ 4 ولوحة الضغط 2 للدوران بشكل متزامن من خلال الرأس المربع 12، ويتم تحقيق المنفذ أثناء الدوران. أثناء بدء التشغيل أو التشغيل بدون تحميل، يجعل الربيع الاحتياطي (ربيع القرص) 3 لوحة الصمام ولوحة الضغط قريبة من كتلة الأسطوانة 11 وغلاف النهاية. يضمن التصميم أن تكون قوة الإغلاق أكبر من قوة الفصل بين لوحة الصمام وكتلة الأسطوانة، وتحقق الضغط الهيدروليكي قوة الإغلاق أثناء التشغيل. ومع ذلك، بسبب عدم تطابق قوة الفصل وقوة الالتصاق، فإن لوحة الصمام لديها عزم ميل. من خلال استخدام تصميم هيكل توازن الضغط الثابت، يمكن لزوج المنفذ في وجه النهاية تحقيق توازن كامل من الناحية النظرية.

يجب الإشارة إلى أنه من أجل تحسين موثوقية وأداء المحرك الهيدروليكي وجعل هيكله أكثر إحكامًا، فإن إحدى اتجاهات التطوير في الداخل والخارج هي استخدام زوج منفذ النهاية.

④ بالإضافة إلى زوج الموانئ، تعتمد أداء محرك الهيدروليك لعمود الكرنك بشكل كبير على زوج حركة قضيب التوصيل. هيكل زوج مفصل الكرة لقضيب التوصيل النموذجي موضح في الشكل R. يتكون من زوجين من أزواج الاحتكاك، رأس الكرة لقضيب التوصيل 4 وفتحة الكرة للغاطس 2، وقاع منزلق قضيب التوصيل 5 وعمود الكرنك (العجلة اللامركزية) 6. كان الاتصال المعدني بين قاع منزلق قضيب التوصيل وعمود الكرنك (العجلة اللامركزية) في المرحلة المبكرة، وتم صب سبيكة مقاومة للاحتكاك في قاع المنزلق لتقليل الاحتكاك. بعض أعمدة الكرنك للمحركات (العجلات اللامركزية) مزودة بمحامل أسطوانية، والتي تستخدم الاحتكاك الدائري لاستبدال الاحتكاك الانزلاقي بين قاع المنزلق والعجلة اللامركزية؛ في الوقت الحالي، تم تصميم معظم المحركات كدعم هيدروليكي متوازن أو دعم هيدروليكي. يتم وضع غرفة زيت في قاع المنزلق، ويدخل الزيت المضغوط إلى غرفة الزيت السفلية عبر المثبط في مركز قضيب التوصيل. لا يطفو الكتلة المنزلقة أثناء التشغيل، ويوازن الضغط السائل في غرفة الزيت معظم دفع الغاطس، ويتم تشحيم زوج الاحتكاك بشكل جيد.

اترك معلوماتك و
سوف نتصل بك.

Phone

WeChat