Arbeitsprinzip des Radialkolbenmotors

Erstellt 05.17

Arbeitsprinzip des Radialkolbenmotors

Da es zwei Haupttypen von Radialkolbenmotoren gibt, nämlich einfach wirkend und mehrfach wirkend, werden ihre Arbeitsprinzipien im Folgenden vorgestellt.

(1) Arbeitsprinzip des einfach wirkenden radialen Kolbenmotors Wie in Abbildung o gezeigt, sind fünf (oder sieben) Zylinder radial und gleichmäßig entlang des Umfangs des Gehäuses 1 angeordnet. Der Kolben 2 im Zylinder ist über das Kugelgelenk mit der Verbindungstange 3 verbunden, und das Ende der Verbindungstange berührt das Exzenter der Kurbelwelle 4 (der Mittelpunkt des Exzenters ist O1, der Drehpunkt der Kurbelwelle ist O, und die Exzentrizität der beiden ist e). Ein Ende der Kurbelwelle ist die Ausgangswelle, und das andere Ende ist über das Kreuz Die Kupplung mit der Ventilverteilungswelle 5 verbunden. Die beiden Seiten der Trennwand an der Ventilverteilungswelle sind jeweils Öleinlasskammer und Ölaustrittskammer.

Nachdem das Hochdrucköl aus der Ölquelle in die Öleinlasskammer des Motors eintritt, wird es durch die Schlitze (1), Zylinder (2) und Zylinder (3) des Gehäuses in die entsprechenden Kolbenzylinder (1), Zylinder (2) und Zylinder (3) eingeführt. Die durch das Hochdrucköl erzeugte hydraulische Kraft P wirkt auf die Oberseite des Kolbens und wird über die Pleuelstange auf den Exzenter der Kurbelwelle übertragen. Zum Beispiel beträgt die auf den Exzenter wirkende Kraft des Kolbenzylinders ② n, und die Richtung der Kraft verläuft entlang der Mittellinie der Pleuelstange und zeigt zum Zentrum O1 des Exzenters. Die Kraft n kann in die Normalkraft FF (die Linie der Wirkung fällt mit der Verbindungslinie 001 zusammen) und die Tangentialkraft F unterteilt werden. Die Tangentialkraft F erzeugt ein Drehmoment um den Drehpunkt 0 der Kurbelwelle, wodurch sich die Kurbelwelle gegen den Uhrzeigersinn um die Mittellinie 0 dreht. Die Kolbenzylinder (1) und (3) sind ähnlich, mit dem Unterschied, dass ihre Position relativ zur Spindel unterschiedlich ist, sodass das erzeugte Drehmoment von dem des Zylinders (2) abweicht. Das gesamte Drehmoment der Kurbelwellenrotation entspricht der Summe der Drehmomente, die von den mit der Hochdruckkammer verbundenen Kolbenzylindern (①, ② und ③ im Fall von Abbildung o) erzeugt werden. Wenn sich die Kurbelwelle dreht, nehmen die Volumina der Zylinder ①, ② und ③ zu, während die Volumina der Zylinder ④ und ⑤ abnehmen, und das Öl wird durch den Ölkanal des Gehäuses ④ und ⑤ durch die Ölablaßkammer der Portwelle 5 abgeführt.

Wenn die Ventilverteilungswelle und die Kurbelwelle synchron für einen Winkel rotieren, schließt die "Trennwand" der Ventilverteilungswelle den Ölleitungsweg (3). Zu diesem Zeitpunkt ist der Zylinder (3) nicht mit den Hoch- und Niederdruckkammern verbunden. Die Zylinder (1) und (2) werden mit Hochdrucköl versorgt, was dazu führt, dass der Motor Drehmoment erzeugt, und die Zylinder (4) und (5) Öl abgeben. Während die Ventilverteilungswelle mit der Kurbelwelle rotiert, werden die Öleinlasskammer und die Ölabgabekammer jeweils nacheinander mit jedem Kolben verbunden, um die kontinuierliche Rotation der Kurbelwelle sicherzustellen. Bei einer Umdrehung bewegt sich jeder Kolben einmal hin und her, um das Öl ein- und auszulassen. Das Arbeitsprinzip anderer einfach wirkender Motoren ist ähnlich.

Das Arbeitsprinzip des einfach wirkenden radialen Kolbenmotors sollte auf die folgenden Punkte achten.

① Der Motor kann umgekehrt werden, indem der Einlass und der Auslass des Motors geändert werden. Wenn der exzentrische Ring vom Ausgangswelle des Motors getrennt wird und Maßnahmen ergriffen werden, um den exzentrischen Abstand einstellbar zu machen, kann das Ziel erreicht werden, das Verdrängung des Motors zu ändern, und der verstellbare Verdrängungsmotor wird hergestellt.

② Der in Abbildung o gezeigte Motor ist gehäusefest, daher wird er auch als Wellenmotor bezeichnet; wenn die Kurbelwelle fest ist, kann er zu einem Gehäusemotor gemacht werden. Der Gehäusemotor ist besonders geeignet für die Installation in der Winden-Trommel oder auf der Radnabe des Fahrzeugs, um das Rad direkt anzutreiben und zum Radmotor zu werden.

③ Der in Abbildung o gezeigte Motor des Verteilungspaares ist eine axiale Verteilung. Da eine Seite der Ventilwelle eine Hochdruckkammer und die andere Seite eine Niederdruckkammer ist, unterliegt der Arbeitsprozess der Ventilwelle einer großen radialen Kraft, die die Ventilwelle zur einen Seite drückt und den Spalt auf der anderen Seite vergrößert, was zu einem Verschleiß der Gleifläche und einer Erhöhung der Leckage führt, was zu einer Verringerung der Effizienz führt. Aus diesem Grund wird oft angenommen, dass eine symmetrische Ausgleichsölrille eingerichtet wird, um die radiale Kraft auszugleichen. Wie in Abbildung P gezeigt, wird die statische Druckausgleichsventilverteilungwelle durch einen Dichtungsring abgedichtet. Das zentrale C-C-Fensterloch ist das Ventilverteilungsfensterloch, die ringförmigen Rillen auf B-B und D-D sind die Ölzufuhr- und Ölablassfensterlöcher, und A-A und E-E sind die statischen Druckausgleichs-Halbringrillen. Es wird angenommen, dass die Dichtungsringe jeweils in der Mitte des Dichtungsbandes platziert sind. Wenn die Richtung von Ölzufuhr und -abfuhr wie durch den Pfeil in Abbildung P gezeigt ist, sind die mit dem Symbol P gekennzeichneten Löcher Hochdruckkammern, und die mit dem Symbol T gekennzeichneten Löcher sind Niederdruckkammern. Es ist zu erkennen, dass die Umfangsdrucke von B-B und D-D gleich sind und keine radiale Kraft vorhanden ist; die obere Kammer des C-C-Fensterlochabschnitts ist mit der Ölzufuhr verbunden, die die Hochdruckseite ist, und die untere Kammer ist mit dem Ölablassanschluss verbunden, der die Niederdruckseite ist, sodass die Ventilverteilungwelle einer großen radialen Kraft ausgesetzt ist. Um die radiale Kraft auszugleichen, sind an beiden Enden der Ventilverteilungwelle halbrunde Ausgleichsölrillen A-A und E-E eingerichtet, um die obere Kammer mit Hochdrucköl zu füllen. Um die Leckage zu reduzieren, sind Dichtungsringe zwischen den Kammern angeordnet. Um den statischen Druckausgleich der oberen und unteren Seiten sicherzustellen, sollten die relevanten Abmessungen des Ölverteilungsfensters und der Ausgleichsölrille die folgende Gleichung erfüllen:

a+e=2(b+c)                      (5-4)

Wo ein -- Breite des Flussverteilungsfensters;

B -- Breite des Dichtungsbands des Ausgleichsölbehälters;

C -- Breite des Ausgleichsölbehälters;

E -- die Breite des Dichtungsbands des Strömungsverteilungsfensters.

Da die Radialkraft ausgeglichen ist, ist die Reibungskraft sehr gering, was die mechanische Effizienz verbessert. Gleichzeitig wird der Radialspiel zwischen der Ventilwelle und der Ventilhülse verringert, die Leckage wird reduziert und die volumetrische Effizienz wird verbessert. Im normalen Arbeitsbereich liegt die Gesamteffizienz zwischen 85 % und 90 %.

Abbildung Q zeigt die Strukturelle Verteilung des Endflächenstroms des Kurbelwellenverbindungsstangenhydraulikmotors. Die Kurbelwelle 13 treibt die Portplatte 4 und die Druckplatte 2 über den quadratischen Kopf 12 synchron zur Rotation an, und der Port wird während der Rotation realisiert. Während des Starts oder im Leerlauf sorgt die Rückfeder (Scheibenfeder) 3 dafür, dass die Ventilplatte und die Druckplatte sich dem Zylinderblock 11 und dem Enddeckel nähern. Das Design stellt sicher, dass die Schließkraft größer ist als die Trennkraft zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderblock, und der hydraulische Druck realisiert die Schließkraft während des Betriebs. Aufgrund der Nichtübereinstimmung von Trennkraft und Haftkraft hat die Ventilplatte jedoch ein Kippmoment. Durch die Verwendung des Designs der statischen Druckausgleichsstruktur kann das Endflächenportpaar theoretisch ein vollständiges Gleichgewicht erreichen.

Es sollte darauf hingewiesen werden, dass zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Leistung des Hydraulikmotors und zur Kompaktierung seiner Struktur einer der Entwicklungstrends im In- und Ausland die Verwendung des Endanschluss-Paares ist.

④ Neben dem Portpaar hängt die Leistung des hydraulischen Motors mit Kurbelwellenverbindung weitgehend von dem Bewegungs-Paar der Verbindungsgestänge ab. Die typische Struktur des Verbindungsgestänge-Kugelgelenkpaares ist in Abbildung R dargestellt. Es besteht aus zwei Paaren von Reibungspaaren, dem Kugelkopf des Verbindungsgestänges 4 und der Kugelbuchse des Kolbens 2, dem Boden des Verbindungsgestänge-Schiebers 5 und der Kurbelwelle (exzentrisches Rad) 6. Der Metallkontakt zwischen dem Boden des Verbindungsgestänge-Schiebers und der Kurbelwelle (exzentrisches Rad) war in der frühen Phase, und die verschleißfeste Legierung wurde am Boden des Schiebers gegossen, um die Reibung zu reduzieren. Einige Motor-Kurbelwellen (exzentrische Räder) sind mit Wälzlager ausgestattet, die die Rollreibung anstelle der Gleitreibung zwischen dem Boden des Schiebers und dem exzentrischen Rad nutzen; gegenwärtig sind die meisten Motoren als hydrostatische Balance oder hydrostatische Unterstützung ausgelegt. Eine Ölkammer ist am Boden des Schiebers angeordnet, und das Drucköl gelangt durch den Dämpfer in der Mitte des Verbindungsgestänges in die untere Ölkammer. Der Gleitblock schwimmt während des Betriebs nicht, der Flüssigkeitsdruck in der Ölkammer gleicht den Großteil des Kolbenstoßes aus, und das Reibungspaar ist gut geschmiert.

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