Principio de funcionamiento del motor de pistón radial

Creado 05.17

Principio de funcionamiento del motor de pistón radial

Como hay dos tipos principales de motores de pistón radial, a saber, de un solo efecto y de múltiples efectos, sus principios de funcionamiento se introducen a continuación.

(1) Principio de funcionamiento del motor de pistón radial de un solo efecto Como se muestra en la Figura o, cinco (o siete) cilindros están dispuestos radial y uniformemente a lo largo de la circunferencia de la carcasa 1. El émbolo 2 en el cilindro está conectado con la biela 3 a través de la bisagra de bola, y el extremo de la biela contacta con la rueda excéntrica del cigüeñal 4 (el centro de la rueda excéntrica es O1, el centro de rotación del cigüeñal es O, y la excentricidad de los dos es e). Un extremo del cigüeñal es el eje de salida, y el otro extremo está conectado a través del acoplamiento cruzado con el eje de distribución de válvulas 5. Los dos lados de la pared de partición en el eje de distribución de válvulas son la cámara de entrada de aceite y la cámara de descarga de aceite respectivamente.

Después de que el aceite de alta presión de la fuente de aceite entra en la cámara de entrada de aceite del motor, se introduce en el cilindro de pistón correspondiente (1), cilindro (2) y cilindro (3) a través de las ranuras (1), cilindro (2) y cilindro (3) de la carcasa. La fuerza hidráulica P producida por el aceite de alta presión actúa sobre la parte superior del émbolo y se transmite al excéntrico del cigüeñal a través de la biela. Por ejemplo, la fuerza que actúa sobre el excéntrico por el cilindro de pistón ② es n, y la dirección de la fuerza está a lo largo de la línea central de la biela y apunta al centro O1 del excéntrico. La fuerza n se puede dividir en fuerza normal FF (la línea de acción coincide con la línea de conexión 001) y fuerza tangencial F. La fuerza tangencial F produce un par en el centro de rotación 0 del cigüeñal, lo que hace que el cigüeñal gire en sentido antihorario alrededor de la línea central 0. El cilindro de pistón (1) y (3) son similares a esto, excepto que su posición relativa al husillo es diferente, por lo que el par generado es diferente al del cilindro (2). El par total de rotación del cigüeñal es igual a la suma del par generado por el cilindro de pistón conectado con la cámara de alta presión (①, ② y ③ en el caso de la figura o). Cuando el cigüeñal gira, los volúmenes de los cilindros ①, ② y ③ aumentan, mientras que los volúmenes de los cilindros ④ y ⑤ disminuyen, y el aceite se descarga a través del conducto de aceite de la carcasa ④ y ⑤ a través de la cámara de descarga de aceite del eje de puerto 5.

Cuando el eje de distribución de válvulas y el cigüeñal giran sincrónicamente durante un ángulo, la "pared de partición" del eje de distribución de válvulas cierra el conducto de aceite (3). En este momento, el cilindro (3) no está conectado con las cámaras de alta y baja presión. Los cilindros (1) y (2) son suministrados con aceite a alta presión, lo que hace que el motor produzca par, y los cilindros (4) y (5) descargan aceite. A medida que el eje de distribución de válvulas gira con el cigüeñal, la cámara de entrada de aceite y la cámara de descarga de aceite se conectan respectivamente con cada émbolo por turno, para asegurar la rotación continua del cigüeñal. En una revolución, cada émbolo reciprocidad el aceite dentro y fuera una vez. El principio de funcionamiento de otros motores de un solo efecto es similar a este.

El principio de funcionamiento del motor de pistón radial de un solo efecto debe prestar atención a los siguientes puntos.

① El motor se puede invertir cambiando la entrada y la salida del motor. Si el anillo excéntrico se separa del eje de salida del motor y se toman medidas para hacer que la distancia excéntrica sea ajustable, se puede lograr el propósito de cambiar el desplazamiento del motor, y se fabrica el motor de desplazamiento variable.

② El motor mostrado en la Figura o está fijado al casco, por lo que también se le llama motor de eje; si el cigüeñal está fijo, se puede convertir en motor de casco. El motor de casco es especialmente adecuado para su instalación en el tambor del cabrestante o en el cubo de la rueda del vehículo para accionar directamente la rueda y convertirse en el motor de la rueda.

③ El motor mostrado en la Figura o del par de distribución es de distribución axial. Debido a que un lado del eje de la válvula es una cavidad de alta presión y el otro lado es una cavidad de baja presión, el proceso de trabajo del eje de la válvula está sujeto a una gran fuerza radial, lo que empuja el eje de la válvula hacia un lado y aumenta la separación en el otro lado, lo que resulta en el desgaste de la superficie deslizante y el aumento de la fuga, lo que provoca la disminución de la eficiencia. Por esta razón, a menudo se adopta la configuración de una ranura de aceite de equilibrio simétrica para equilibrar la fuerza radial. Como se muestra en la Figura P, el eje de distribución de la válvula de equilibrio de presión está sellado por un anillo de sellado. El agujero de ventana central C-C es el agujero de ventana de distribución de la válvula, las ranuras anulares en B-B y D-D son los agujeros de entrada y retorno de aceite respectivamente, y A-A y E-E son las ranuras anulares semicirculares de equilibrio de presión estática. Se supone que los anillos de sellado se colocan respectivamente en el centro de la banda de sellado. Si la dirección de entrada y salida de aceite es como se muestra por la flecha en la Figura P, los agujeros marcados con el símbolo P son cámaras de alta presión, y los agujeros marcados con el símbolo T son cámaras de baja presión. Se puede ver que las presiones circunferenciales de B-B y D-D son las mismas, y no hay fuerza radial; la cámara superior de la sección del agujero de ventana C-C está conectada con la entrada de aceite, que es el lado de alta presión, y la cámara inferior está conectada con el puerto de retorno de aceite, que es el lado de baja presión, por lo que el eje de distribución de la válvula está sujeto a una gran fuerza radial. Para equilibrar la fuerza radial, se establecen ranuras de aceite de equilibrio anulares semicirculares A-A y E-E en ambos extremos del eje de distribución de la válvula para llenar la cavidad superior con aceite de alta presión. Para reducir la fuga, se colocan anillos de sellado entre las cavidades. Para garantizar el equilibrio de presión estática de los lados superior e inferior, las dimensiones relevantes de la ventana de distribución de aceite y la ranura de aceite de equilibrio deben cumplir con la siguiente ecuación:

a+e=2(b+c)                      (5-4)

Donde un -- ancho de ventana de distribución de flujo;

B -- ancho de la banda de sellado del tanque de aceite de equilibrio;

C -- ancho del tanque de aceite de equilibrio;

E -- el ancho de la banda de sellado de la ventana de distribución de flujo.

Debido a que la fuerza radial está equilibrada, la fuerza de fricción es muy pequeña, lo que mejora la eficiencia mecánica. Al mismo tiempo, se reduce el juego radial entre el eje de la válvula y la funda de la válvula, se reduce la fuga y se mejora la eficiencia volumétrica. En el rango de trabajo normal, la eficiencia total está entre el 85% y el 90%.

La figura Q muestra la estructura de distribución del flujo en la cara final del motor hidráulico del biela del cigüeñal. El cigüeñal 13 impulsa la placa de puerto 4 y la placa de presión 2 para rotar de manera sincrónica a través de la cabeza cuadrada 12, y el puerto se realiza durante la rotación. Durante el arranque o la operación sin carga, el resorte de respaldo (resorte de disco) 3 hace que la placa de válvula y la placa de presión se cierren contra el bloque del cilindro 11 y la tapa final. El diseño asegura que la fuerza de cierre sea mayor que la fuerza de separación entre la placa de válvula y el bloque del cilindro, y la presión hidráulica realiza la fuerza de cierre durante la operación. Sin embargo, debido a la no coincidencia de la fuerza de separación y la fuerza de adherencia, la placa de válvula tiene un momento de inclinación. Al utilizar el diseño de estructura de equilibrio de presión estática, el par de puertos en la cara final puede lograr un equilibrio completo en teoría.

Cabe señalar que, para mejorar la fiabilidad y el rendimiento del motor hidráulico y hacer que su estructura sea más compacta, una de las tendencias de desarrollo en el país y en el extranjero es utilizar el par de puertos de extremo.

④ Además del par de puertos, el rendimiento del motor hidráulico de biela de cigüeñal depende en gran medida del par de movimiento de la biela. La estructura típica del par de junta esférica de biela se muestra en la Figura R. Consiste en dos pares de pares de fricción, la cabeza esférica de la biela 4 y el casquillo esférico del émbolo 2, la parte inferior del deslizador de la biela 5 y el cigüeñal (rueda excéntrica) 6. El contacto metálico entre la parte inferior del deslizador de la biela y el cigüeñal (rueda excéntrica) estaba en la etapa temprana, y la aleación resistente al desgaste se fundió en la parte inferior del deslizador para reducir la fricción. Algunos cigüeñales de motor (ruedas excéntricas) están equipados con rodamientos de rodillos, que utilizan fricción por rodadura para reemplazar la fricción deslizante entre la parte inferior del deslizador y la rueda excéntrica; en la actualidad, la mayoría de los motores están diseñados como equilibrio hidrostático o soporte hidrostático. Se establece una cámara de aceite en la parte inferior del deslizador, y el aceite a presión entra en la cámara de aceite inferior a través del amortiguador en el centro de la biela. El bloque deslizante no flota durante la operación, la presión del líquido en la cámara de aceite equilibra la mayor parte de la fuerza del émbolo, y el par de fricción está bien lubricado.

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