Principio di funzionamento del motore a pistoni radiali

Creato il 05.17

Working principle of radial piston motor

由于径向活塞电机主要有两种类型，即单作用和双作用，以下将介绍它们的工作原理。

(1) 单作用径向活塞马达的工作原理 如图o所示，五个（或七个）气缸沿壳体1的周围径向均匀排列。气缸中的活塞2通过球铰链与连杆3连接，连杆的末端与曲轴4的偏心轮接触（偏心轮的中心为O1，曲轴的旋转中心为O，二者的偏心距为e）。曲轴的一端为输出轴，另一端通过十字联轴器与阀分配轴5连接。阀分配轴两侧的隔板分别为油入口腔和油排出腔。

在油源的高压油进入电机的油入口腔后，通过壳体的槽（1）、气缸（2）和气缸（3）引入相应的活塞气缸（1）、气缸（2）和气缸（3）。高压油产生的液压力P作用于柱塞的顶部，并通过连杆传递到曲轴的偏心处。例如，活塞气缸②作用于偏心的力为n，力的方向沿着连杆的中心线并指向偏心的中心O1。力n可以分为法向力FF（作用线与连接线001重合）和切向力F。切向力F对曲轴的旋转中心0产生扭矩，使曲轴围绕中心线0逆时针旋转。活塞气缸（1）和（3）与此类似，只是它们相对于主轴的位置不同，因此产生的扭矩与气缸（2）不同。曲轴旋转的总扭矩等于与高压腔连接的活塞气缸产生的扭矩之和（在图o的情况下为①、②和③）。当曲轴旋转时，气缸①、②和③的体积增加，而气缸④和⑤的体积减少，油通过壳体④和⑤的油道通过端轴5的排油腔排出。

当阀分配轴和曲轴同步旋转一个角度时，阀分配轴的“隔板”关闭油通道（3）。此时，气缸（3）与高压和低压腔不连接。气缸（1）和（2）供应高压油，使电动机产生扭矩，气缸（4）和（5）排放油。随着阀分配轴与曲轴的旋转，油入口腔和油排放腔分别与每个柱塞依次连接，以确保曲轴的连续旋转。在一次旋转中，每个柱塞进出油一次。其他单作用电动机的工作原理与此类似。

The working principle of single acting radial piston motor should pay attention to the following points.

① 电动机可以通过改变电动机的进出口来反转。如果偏心环与电动机的输出轴分离，并采取措施使偏心距离可调，则可以实现改变电动机排量的目的，从而制造出可变排量电动机。

② 图 o 中所示的电动机是壳体固定的，因此也称为轴电动机；如果曲轴固定，则可以制成壳体电动机。壳体电动机特别适合安装在绞盘鼓或车辆的轮毂上，以直接驱动轮子并成为轮电动机。

③ 图o所示的电机分配对是轴向分配。由于阀轴一侧是高压腔，另一侧是低压腔，阀轴的工作过程受到较大的径向力，这使阀轴向一侧推移，另一侧的间隙增大，导致滑动面磨损和泄漏增加，从而降低效率。因此，通常采用设置对称平衡油槽来平衡径向力。如图P所示，静压平衡阀分配轴由密封圈密封。中央C-C窗口孔是阀分配窗口孔，B-B和D-D上的环形槽分别是油入口和油回流窗口孔，A-A和E-E是静压平衡半圆形环形槽。假设密封圈分别放置在密封带的中心。如果油的进出口方向如图P所示，标有符号P的孔是高压腔，标有符号T的孔是低压腔。可以看出，B-B和D-D的周向压力相同，没有径向力；C-C窗口孔段的上腔与油入口相连，为高压侧，下腔与油回流口相连，为低压侧，因此阀分配轴受到较大的径向力。为了平衡径向力，在阀分配轴的两端设置半圆形环形平衡油槽A-A和E-E，使上腔充满高压油。为了减少泄漏，在腔体之间设置密封圈。为了确保上下侧的静压平衡，油分配窗口和平衡油槽的相关尺寸应满足以下方程：

a+e=2(b+c)                      (5-4)

Where a -- width of flow distribution window;

B -- 宽度的密封带的平衡油箱;

C -- width of balance oil tank;

E -- the width of the sealing belt of the flow distribution window.

由于径向力平衡，摩擦力非常小，从而提高了机械效率。同时，阀杆与阀套之间的径向间隙减小，泄漏减少，容积效率提高。在正常工作范围内，总效率在85%到90%之间。

图Q显示了曲轴连杆液压马达的端面流动分布结构。曲轴13通过方头12驱动端口板4和压力板2同步旋转，并在旋转过程中实现端口。在启动或空载运行期间，备份弹簧（盘簧）3使阀板和压力板靠近缸体11和端盖。设计确保关闭力大于阀板与缸体之间的分离力，液压在运行过程中实现关闭力。然而，由于分离力和粘附力的不重合，阀板产生倾覆力矩。通过使用静压平衡结构设计，端面端口对理论上可以实现完全平衡。

应当指出，为了提高液压马达的可靠性和性能，并使其结构更加紧凑，国内外的发展趋势之一是使用端口对。

④ 除了端口对，曲轴连杆液压马达的性能在很大程度上取决于连杆运动对。连杆球接头对的典型结构如图R所示。它由两对摩擦对组成，分别是连杆4的球头和柱塞2的球座，连杆滑块5的底部和曲轴（偏心轮）6。连杆滑块底部与曲轴（偏心轮）之间的金属接触处于早期阶段，滑块底部铸造了耐磨合金以减少摩擦。一些电动机曲轴（偏心轮）配备了滚子轴承，利用滚动摩擦替代滑块底部与偏心轮之间的滑动摩擦；目前，大多数电动机设计为静液平衡或静液支撑。在滑块底部设置了油腔，压力油通过连杆中心的阻尼器进入底部油腔。滑块在运行过程中不浮动，油腔中的液体压力平衡了大部分柱塞推力，摩擦对得到了良好的润滑。

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