Princípio de funcionamento do motor de pistão radial

Criado em 05.17

Princípio de funcionamento do motor de pistão radial

Como existem dois tipos principais de motores de pistão radial, a saber, de ação simples e de ação múltipla, seus princípios de funcionamento são apresentados a seguir.

(1) Princípio de funcionamento do motor de pistão radial de ação simples Como mostrado na Figura o, cinco (ou sete) cilindros estão dispostos radialmente e uniformemente ao longo da circunferência da carcaça 1. O êmbolo 2 no cilindro está conectado com a biela 3 através da articulação esférica, e a extremidade da biela entra em contato com a roda excêntrica do virabrequim 4 (o centro da roda excêntrica é O1, o centro de rotação do virabrequim é O, e a excentricidade dos dois é e). Uma extremidade do virabrequim é o eixo de saída, e a outra extremidade está conectada através do acoplamento cruzado com o eixo de distribuição da válvula 5. Os dois lados da parede de separação no eixo de distribuição da válvula são a câmara de entrada de óleo e a câmara de descarga de óleo, respectivamente.

Após o óleo de alta pressão da fonte de óleo entrar na câmara de entrada de óleo do motor, ele é introduzido no cilindro do pistão correspondente (1), cilindro (2) e cilindro (3) através das fendas (1), cilindro (2) e cilindro (3) da carcaça. A força hidráulica P produzida pelo óleo de alta pressão atua no topo do êmbolo e é transmitida ao excêntrico do virabrequim através da biela. Por exemplo, a força que atua no excêntrico pelo cilindro do pistão ② é n, e a direção da força está ao longo da linha central da biela e aponta para o centro O1 do excêntrico. A força n pode ser dividida em força normal FF (a linha de ação coincide com a linha de conexão 001) e força tangencial F. A força tangencial F produz um torque em relação ao centro de rotação 0 do virabrequim, o que faz com que o virabrequim gire no sentido anti-horário em torno da linha central 0. O cilindro do pistão (1) e (3) são semelhantes a isso, exceto que sua posição em relação ao eixo é diferente, portanto, o torque gerado é diferente do cilindro (2). O torque total da rotação do virabrequim é igual à soma do torque gerado pelo cilindro do pistão conectado à câmara de alta pressão (①, ② e ③ no caso da figura o). Quando o virabrequim gira, os volumes dos cilindros ①, ② e ③ aumentam, enquanto os volumes dos cilindros ④ e ⑤ diminuem, e o óleo é descarregado através do canal de óleo da carcaça ④ e ⑤ através da câmara de descarga de óleo do eixo de porta 5.

Quando o eixo de distribuição da válvula e o virabrequim giram sincronamente por um ângulo, a "parede de separação" do eixo de distribuição da válvula fecha o canal de óleo (3). Neste momento, o cilindro (3) não está conectado com as câmaras de alta e baixa pressão. Os cilindros (1) e (2) são alimentados com óleo de alta pressão, o que faz com que o motor produza torque, e os cilindros (4) e (5) descarreguem óleo. À medida que o eixo de distribuição da válvula gira com o virabrequim, a câmara de entrada de óleo e a câmara de descarga de óleo são respectivamente conectadas com cada êmbolo em sequência, de modo a garantir a rotação contínua do virabrequim. Em uma revolução, cada êmbolo reciprocamente bombeia o óleo para dentro e para fora uma vez. O princípio de funcionamento de outros motores de ação simples é semelhante a este.

O princípio de funcionamento do motor de pistão radial de ação simples deve prestar atenção aos seguintes pontos.

① O motor pode ser invertido trocando a entrada e a saída do motor. Se o anel excêntrico for separado do eixo de saída do motor e forem tomadas medidas para tornar a distância excêntrica ajustável, o objetivo de mudar o deslocamento do motor pode ser alcançado, e o motor de deslocamento variável é feito.

② O motor mostrado na Figura o é fixo na carcaça, por isso também é chamado de motor de eixo; se o virabrequim estiver fixo, pode ser feito um motor de carcaça. O motor de carcaça é especialmente adequado para instalação no tambor do guincho ou no cubo da roda do veículo para acionar diretamente a roda e se tornar o motor da roda.

③ O motor mostrado na Figura o do par de distribuição é a distribuição axial. Como um lado do eixo da válvula é uma cavidade de alta pressão e o outro lado é uma cavidade de baixa pressão, o processo de trabalho do eixo da válvula está sujeito a uma grande força radial, que empurra o eixo da válvula para um lado e aumenta a folga do outro lado, resultando no desgaste da superfície deslizante e no aumento do vazamento, resultando na diminuição da eficiência. Por essa razão, é frequentemente adotado o estabelecimento de um canal de óleo de balanceamento simétrico para equilibrar a força radial. Como mostrado na Figura P, o eixo de distribuição da válvula de balanceamento de pressão estático é selado por um anel de vedação. O furo da janela central C-C é o furo da janela de distribuição da válvula, os canais anulares em B-B e D-D são os furos de entrada e saída de óleo, respectivamente, e A-A e E-E são os canais anulares semicirculares de balanceamento de pressão estática. Assume-se que os anéis de vedação estão respectivamente colocados no centro da faixa de vedação. Se a direção de entrada e saída de óleo for conforme mostrado pela seta na Figura P, os furos marcados com o símbolo P são câmaras de alta pressão, e os furos marcados com o símbolo T são câmaras de baixa pressão. Pode-se ver que as pressões circunferenciais de B-B e D-D são as mesmas, e não há força radial; a câmara superior da seção do furo da janela C-C está conectada à entrada de óleo, que é o lado de alta pressão, e a câmara inferior está conectada à porta de retorno de óleo, que é o lado de baixa pressão, portanto, o eixo de distribuição da válvula está sujeito a uma grande força radial. Para equilibrar a força radial, canais de óleo de balanceamento anulares semicirculares A-A e E-E são estabelecidos em ambas as extremidades do eixo de distribuição da válvula para fazer a câmara superior preenchida com óleo de alta pressão. Para reduzir o vazamento, anéis de vedação são colocados entre as cavidades. Para garantir o balanceamento de pressão estática dos lados superior e inferior, as dimensões relevantes da janela de distribuição de óleo e do canal de óleo de balanceamento devem atender à seguinte equação:

a+e=2(b+c)                      (5-4)

Onde um -- largura da janela de distribuição de fluxo;

B -- largura da cinta de vedação do tanque de óleo de equilíbrio;

C -- largura do tanque de óleo de equilíbrio;

E -- a largura da faixa de vedação da janela de distribuição de fluxo.

Porque a força radial está equilibrada, a força de atrito é muito pequena, o que melhora a eficiência mecânica. Ao mesmo tempo, o folga radial entre o eixo da válvula e a manga da válvula é reduzido, o vazamento é reduzido e a eficiência volumétrica é melhorada. Na faixa de trabalho normal, a eficiência total está entre 85% e 90%.

A Figura Q mostra a estrutura de distribuição de fluxo da face final do motor hidráulico do braço de manivela. O virabrequim 13 aciona a placa de porta 4 e a placa de pressão 2 para girar sincronamente através da cabeça quadrada 12, e a porta é realizada durante a rotação. Durante a partida ou operação sem carga, a mola de reserva (mola de disco) 3 faz com que a placa de válvula e a placa de pressão se fechem contra o bloco do cilindro 11 e a tampa final. O design garante que a força de fechamento seja maior que a força de separação entre a placa de válvula e o bloco do cilindro, e a pressão hidráulica realiza a força de fechamento durante a operação. No entanto, devido à não coincidência da força de separação e da força de aderência, a placa de válvula tem momento de inclinação. Ao usar o design da estrutura de equilíbrio de pressão estática, o par de portas da face final pode alcançar equilíbrio completo em teoria.

Deve-se ressaltar que, a fim de melhorar a confiabilidade e o desempenho do motor hidráulico e tornar sua estrutura mais compacta, uma das tendências de desenvolvimento no país e no exterior é utilizar o par de portas de extremidade.

④ Além do par de portas, o desempenho do motor hidráulico do eixo de manivela depende em grande parte do par de movimento da biela. A estrutura típica do par de junta esférica da biela é mostrada na Figura R. Consiste em dois pares de pares de atrito, a cabeça esférica da biela 4 e o soquete esférico do êmbolo 2, a parte inferior do deslizamento da biela 5 e o eixo de manivela (roda excêntrica) 6. O contato metálico entre a parte inferior do deslizamento da biela e o eixo de manivela (roda excêntrica) estava na fase inicial, e a liga resistente ao desgaste foi fundida na parte inferior do deslizamento para reduzir o atrito. Alguns eixos de manivela de motor (rodas excêntricas) são equipados com rolamentos de rolos, que utilizam atrito de rolamento para substituir o atrito deslizante entre a parte inferior do deslizamento e a roda excêntrica; atualmente, a maioria dos motores é projetada como equilíbrio hidrostático ou suporte hidrostático. Uma câmara de óleo é instalada na parte inferior do deslizamento, e o óleo sob pressão entra na câmara de óleo inferior através do amortecedor no centro da biela. O bloco deslizante não flutua durante a operação, a pressão do líquido na câmara de óleo equilibra a maior parte da força do êmbolo, e o par de atrito é bem lubrificado.

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