Prinsip kerja motor piston radial
Karena ada dua jenis utama motor piston radial, yaitu aksi tunggal dan aksi ganda, prinsip kerja mereka diperkenalkan di bawah ini.
(1) Prinsip kerja motor piston radial bertindak tunggal Seperti yang ditunjukkan pada Gambar o, lima (atau tujuh) silinder diatur secara radial dan merata di sepanjang keliling rumah 1. Plunger 2 di dalam silinder terhubung dengan batang penghubung 3 melalui engsel bola, dan ujung batang penghubung bersentuhan dengan roda eksentrik dari poros engkol 4 (pusat roda eksentrik adalah O1, pusat rotasi poros engkol adalah O, dan eksentrisitas keduanya adalah e). Salah satu ujung poros engkol adalah poros keluaran, dan ujung lainnya terhubung melalui kopling silang dengan poros distribusi katup 5. Dua sisi dinding partisi pada poros distribusi katup adalah ruang masuk oli dan ruang pembuangan oli secara berturut-turut.
Setelah minyak bertekanan tinggi dari sumber minyak masuk ke dalam ruang masuk minyak motor, ia diperkenalkan ke dalam silinder piston yang sesuai (1), silinder (2) dan silinder (3) melalui slot (1), silinder (2) dan silinder (3) dari rumah. Gaya hidrolik P yang dihasilkan oleh minyak bertekanan tinggi bertindak pada bagian atas plunger dan diteruskan ke eksentrik poros engkol melalui batang penghubung. Misalnya, gaya yang bertindak pada eksentrik oleh silinder piston ② adalah n, dan arah gaya tersebut sejajar dengan garis tengah batang penghubung dan mengarah ke pusat O1 dari eksentrik. Gaya n dapat dibagi menjadi gaya normal FF (garis aksi bertepatan dengan garis penghubung 001) dan gaya tangensial F. Gaya tangensial F menghasilkan torsi ke pusat rotasi 0 dari poros engkol, yang membuat poros engkol berputar berlawanan arah jarum jam di sekitar garis tengah 0. Silinder piston (1) dan (3) mirip dengan ini, kecuali bahwa posisi mereka relatif terhadap poros berbeda, sehingga torsi yang dihasilkan berbeda dari silinder (2). Total torsi rotasi poros engkol sama dengan jumlah torsi yang dihasilkan oleh silinder piston yang terhubung dengan ruang bertekanan tinggi (①, ② dan ③ dalam kasus gambar o). Ketika poros engkol berputar, volume silinder ①, ② dan ③ meningkat, sementara volume silinder ④ dan ⑤ menurun, dan minyak dibuang melalui saluran minyak dari cangkang ④ dan ⑤ melalui ruang pembuangan minyak dari poros 5.
Saat poros distribusi katup dan poros engkol berputar secara sinkron untuk suatu sudut, "dinding partisi" dari poros distribusi katup menutup saluran minyak (3). Pada saat ini, silinder (3) tidak terhubung dengan ruang tekanan tinggi dan rendah. Silinder (1) dan (2) disuplai dengan minyak tekanan tinggi, yang membuat motor menghasilkan torsi, dan silinder (4) dan (5) mengeluarkan minyak. Saat poros distribusi katup berputar dengan poros engkol, ruang masuk minyak dan ruang keluaran minyak masing-masing terhubung dengan setiap plunger secara bergantian, sehingga memastikan putaran poros engkol yang terus menerus. Dalam satu putaran, setiap plunger menggerakkan minyak masuk dan keluar sekali. Prinsip kerja motor bertindak tunggal lainnya mirip dengan ini.
Prinsip kerja dari motor piston radial satu arah harus memperhatikan poin-poin berikut.
① Motor dapat dibalik dengan mengubah inlet dan outlet motor. Jika cincin eksentrik dipisahkan dari poros keluaran motor dan langkah-langkah diambil untuk membuat jarak eksentrik dapat disesuaikan, tujuan mengubah perpindahan motor dapat dicapai, dan motor perpindahan variabel dibuat.
② Motor yang ditunjukkan pada Gambar o adalah tetap shell, jadi juga disebut motor poros; jika poros engkol tetap, itu dapat dibuat menjadi motor shell. Motor shell sangat cocok untuk dipasang di drum winch atau di hub roda kendaraan untuk langsung menggerakkan roda dan menjadi motor roda.
③ Motor yang ditunjukkan pada Gambar o dari pasangan distribusi adalah distribusi aksial. Karena satu sisi poros katup adalah rongga tekanan tinggi dan sisi lainnya adalah rongga tekanan rendah, proses kerja poros katup mengalami gaya radial yang besar, yang mendorong poros katup ke satu sisi dan meningkatkan celah di sisi lainnya, mengakibatkan keausan permukaan gesek dan peningkatan kebocoran, yang mengakibatkan penurunan efisiensi. Untuk alasan ini, sering kali diadopsi untuk mendirikan alur minyak penyeimbang simetris untuk menyeimbangkan gaya radial. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar P, poros distribusi katup keseimbangan tekanan statis disegel oleh cincin segel. Lubang jendela C-C pusat adalah lubang jendela distribusi katup, alur annular pada B-B dan D-D adalah lubang masuk dan keluar minyak masing-masing, dan A-A dan E-E adalah alur annular setengah lingkaran keseimbangan tekanan statis. Diasumsikan bahwa cincin segel ditempatkan di pusat sabuk segel. Jika arah masuk dan keluar minyak seperti yang ditunjukkan oleh panah di Gambar P, lubang yang ditandai dengan simbol P adalah ruang tekanan tinggi, dan lubang yang ditandai dengan simbol T adalah ruang tekanan rendah. Dapat dilihat bahwa tekanan sirkumferensial B-B dan D-D adalah sama, dan tidak ada gaya radial; ruang atas dari bagian lubang jendela C-C terhubung dengan lubang masuk minyak, yang merupakan sisi tekanan tinggi, dan ruang bawah terhubung dengan port pengembalian minyak, yang merupakan sisi tekanan rendah, sehingga poros distribusi katup mengalami gaya radial yang besar. Untuk menyeimbangkan gaya radial, alur minyak penyeimbang setengah lingkaran A-A dan E-E ditempatkan di kedua ujung poros distribusi katup untuk membuat rongga atas terisi dengan minyak tekanan tinggi. Untuk mengurangi kebocoran, cincin segel ditempatkan di antara rongga. Untuk memastikan keseimbangan tekanan statis dari sisi atas dan bawah, dimensi terkait dari jendela distribusi minyak dan alur minyak penyeimbang harus memenuhi persamaan berikut:
a+e=2(b+c) (5-4)
Di mana -- lebar jendela distribusi aliran;
B -- lebar sabuk penyegel dari tangki minyak keseimbangan;
C -- lebar tangki minyak keseimbangan;
E -- lebar sabuk penyegelan jendela distribusi aliran.
Karena gaya radial seimbang, gaya gesek sangat kecil, yang meningkatkan efisiensi mekanis. Pada saat yang sama, celah radial antara poros katup dan selongsong katup dikurangi, kebocoran dikurangi, dan efisiensi volumetrik meningkat. Dalam rentang kerja normal, efisiensi total berada di antara 85% dan 90%.
Gambar Q menunjukkan struktur distribusi aliran permukaan akhir dari motor hidrolik batang penghubung poros engkol. Poros engkol 13 menggerakkan pelat port 4 dan pelat tekanan 2 untuk berputar secara sinkron melalui kepala persegi 12, dan port terwujud selama rotasi. Selama start-up atau operasi tanpa beban, pegas cadangan (pegas cakram) 3 membuat pelat katup dan pelat tekanan menutup ke blok silinder 11 dan penutup akhir. Desain ini memastikan bahwa gaya penutupan lebih besar daripada gaya pemisahan antara pelat katup dan blok silinder, dan tekanan hidrolik mewujudkan gaya penutupan selama operasi. Namun, karena tidak adanya kesesuaian antara gaya pemisahan dan gaya lengket, pelat katup memiliki momen miring. Dengan menggunakan desain struktur keseimbangan tekanan statis, pasangan port permukaan akhir dapat mencapai keseimbangan lengkap secara teori.
Perlu dicatat bahwa untuk meningkatkan keandalan dan kinerja motor hidrolik serta membuat strukturnya lebih kompak, salah satu tren pengembangan di dalam dan luar negeri adalah menggunakan pasangan port akhir.
④ Selain pasangan pelabuhan, kinerja motor hidrolik batang penghubung poros engkol sangat tergantung pada pasangan gerakan batang penghubung. Struktur khas dari pasangan sambungan bola batang penghubung ditunjukkan pada Gambar R. Ini terdiri dari dua pasangan pasangan gesekan, kepala bola batang penghubung 4 dan soket bola plunger 2, bagian bawah slider batang penghubung 5 dan poros engkol (roda eksentrik) 6. Kontak logam antara bagian bawah slider batang penghubung dan poros engkol (roda eksentrik) berada di tahap awal, dan paduan tahan aus dicetak di bagian bawah slider untuk mengurangi gesekan. Beberapa poros engkol motor (roda eksentrik) dilengkapi dengan bantalan rol, yang menggunakan gesekan bergulir untuk menggantikan gesekan geser antara bagian bawah slider dan roda eksentrik; saat ini, sebagian besar motor dirancang sebagai keseimbangan hidrostatis atau dukungan hidrostatis. Ruang oli diatur di bagian bawah slider, dan oli bertekanan masuk ke ruang oli bawah melalui peredam di tengah batang penghubung. Blok geser tidak mengapung selama operasi, tekanan cairan di ruang oli menyeimbangkan sebagian besar dorongan plunger, dan pasangan gesekan terlumasi dengan baik.