Nguyên lý hoạt động của động cơ piston hướng tâm

Tạo vào 05.17

Nguyên lý hoạt động của động cơ piston hướng tâm

Vì có hai loại động cơ piston radial chính, đó là động cơ đơn tác và động cơ đa tác, nguyên lý hoạt động của chúng sẽ được giới thiệu trong phần sau.

(1) Nguyên lý hoạt động của động cơ piston radial tác động đơn Như được thể hiện trong Hình o, năm (hoặc bảy) xi lanh được sắp xếp theo chiều hướng kính và đều dọc theo chu vi của vỏ 1. Piston 2 trong xi lanh được kết nối với thanh nối 3 thông qua bản lề bi, và đầu của thanh nối tiếp xúc với bánh lệch tâm của trục khuỷu 4 (tâm của bánh lệch tâm là O1, tâm quay của trục khuỷu là O, và độ lệch tâm của hai cái là e). Một đầu của trục khuỷu là trục đầu ra, và đầu còn lại được kết nối với trục phân phối van 5 thông qua khớp nối chéo. Hai bên của tường ngăn trên trục phân phối van lần lượt là buồng dầu vào và buồng dầu ra.

Sau khi dầu áp suất cao từ nguồn dầu vào buồng dầu của động cơ, nó được đưa vào các xi lanh piston tương ứng (1), xi lanh (2) và xi lanh (3) thông qua các khe (1), xi lanh (2) và xi lanh (3) của vỏ. Lực thủy lực P do dầu áp suất cao tạo ra tác động lên đỉnh của pít-tông và được truyền đến trục khuỷu qua thanh nối. Ví dụ, lực tác động lên trục lệch tâm bởi xi lanh piston ② là n, và hướng của lực này theo đường trung tâm của thanh nối và chỉ vào tâm O1 của trục lệch tâm. Lực n có thể được chia thành lực pháp FF (đường tác động trùng với đường nối 001) và lực tiếp tuyến F. Lực tiếp tuyến F tạo ra một mô-men xoắn đối với tâm quay 0 của trục khuỷu, khiến trục khuỷu quay ngược chiều kim đồng hồ quanh đường trung tâm 0. Các xi lanh piston (1) và (3) tương tự như vậy, ngoại trừ vị trí của chúng so với trục chính là khác nhau, vì vậy mô-men xoắn tạo ra là khác với mô-men xoắn của xi lanh (2). Mô-men xoắn tổng của sự quay của trục khuỷu bằng tổng của mô-men xoắn được tạo ra bởi các xi lanh piston kết nối với buồng áp suất cao (①, ② và ③ trong trường hợp hình o). Khi trục khuỷu quay, thể tích của các xi lanh ①, ② và ③ tăng lên, trong khi thể tích của các xi lanh ④ và ⑤ giảm xuống, và dầu được xả ra qua lối đi dầu của vỏ ④ và ⑤ thông qua buồng xả dầu của trục cổng 5.

Khi trục phân phối van và trục khuỷu quay đồng bộ theo một góc, "bức tường phân cách" của trục phân phối van đóng lối đi dầu (3). Lúc này, xy lanh (3) không được kết nối với các buồng áp suất cao và thấp. Các xy lanh (1) và (2) được cung cấp dầu áp suất cao, điều này khiến động cơ tạo ra mô-men xoắn, và các xy lanh (4) và (5) xả dầu. Khi trục phân phối van quay cùng với trục khuỷu, buồng dầu vào và buồng xả dầu lần lượt được kết nối với từng pít-tông, nhằm đảm bảo sự quay liên tục của trục khuỷu. Trong một vòng quay, mỗi pít-tông thực hiện việc bơm dầu vào và ra một lần. Nguyên lý hoạt động của các động cơ đơn tác khác cũng tương tự như vậy.

Nguyên tắc hoạt động của động cơ piston hướng tâm đơn tác nên chú ý đến các điểm sau.

① Động cơ có thể đảo ngược bằng cách thay đổi cửa vào và cửa ra của động cơ. Nếu vòng lệch tâm được tách ra khỏi trục ra của động cơ và có các biện pháp để làm cho khoảng cách lệch tâm có thể điều chỉnh được, mục đích thay đổi thể tích của động cơ có thể đạt được, và động cơ thể tích biến đổi được tạo ra.

② Động cơ được hiển thị trong Hình o là động cơ cố định vỏ, vì vậy nó còn được gọi là động cơ trục; nếu trục khuỷu được cố định, nó có thể được chế tạo thành động cơ vỏ. Động cơ vỏ đặc biệt phù hợp để lắp đặt trong trống tời hoặc trên trục bánh xe của phương tiện để trực tiếp điều khiển bánh xe và trở thành động cơ bánh xe.

③ Động cơ được hiển thị trong Hình o của cặp phân phối là phân phối trục. Bởi vì một bên của trục van là một khoang áp suất cao và bên kia là một khoang áp suất thấp, quá trình làm việc của trục van chịu tác động của một lực hướng tâm lớn, điều này đẩy trục van sang một bên và làm tăng khoảng cách ở bên kia, dẫn đến mài mòn bề mặt trượt và tăng rò rỉ, dẫn đến giảm hiệu suất. Vì lý do này, thường áp dụng việc thiết lập một rãnh dầu cân bằng đối xứng để cân bằng lực hướng tâm. Như được hiển thị trong Hình P, trục phân phối van cân bằng áp suất tĩnh được niêm phong bằng một vòng niêm phong. Lỗ cửa sổ trung tâm C-C là lỗ cửa sổ phân phối van, các rãnh hình vòng trên B-B và D-D lần lượt là lỗ cửa vào dầu và lỗ trả dầu, và A-A và E-E là các rãnh hình vòng bán nguyệt cân bằng áp suất tĩnh. Giả sử rằng các vòng niêm phong được đặt ở trung tâm của băng niêm phong. Nếu hướng vào và ra dầu như được chỉ ra bởi mũi tên trong Hình P, các lỗ được đánh dấu bằng ký hiệu P là các buồng áp suất cao, và các lỗ được đánh dấu bằng ký hiệu T là các buồng áp suất thấp. Có thể thấy rằng áp suất vòng của B-B và D-D là như nhau, và không có lực hướng tâm; buồng trên của phần lỗ cửa sổ C-C được kết nối với lỗ vào dầu, đây là phía áp suất cao, và buồng dưới được kết nối với cổng trả dầu, đây là phía áp suất thấp, vì vậy trục phân phối van chịu tác động của lực hướng tâm lớn. Để cân bằng lực hướng tâm, các rãnh dầu cân bằng hình vòng bán nguyệt A-A và E-E được thiết lập ở cả hai đầu của trục phân phối van để làm cho khoang trên được lấp đầy bằng dầu áp suất cao. Để giảm rò rỉ, các vòng niêm phong được đặt giữa các khoang. Để đảm bảo cân bằng áp suất tĩnh của hai bên trên và dưới, các kích thước liên quan của cửa sổ phân phối dầu và rãnh dầu cân bằng nên đáp ứng phương trình sau:

a+e=2(b+c)                      (5-4)

Nơi một -- chiều rộng của cửa sổ phân phối dòng;

B -- chiều rộng của dây đai niêm phong của bể dầu cân bằng;

C -- chiều rộng của bể chứa dầu cân bằng;

E -- chiều rộng của băng niêm phong của cửa sổ phân phối dòng.

Bởi vì lực hướng tâm được cân bằng, lực ma sát rất nhỏ, điều này cải thiện hiệu suất cơ học. Đồng thời, khoảng cách hướng tâm giữa trục van và ống van được giảm, lượng rò rỉ được giảm, và hiệu suất thể tích được cải thiện. Trong phạm vi làm việc bình thường, hiệu suất tổng thể nằm trong khoảng từ 85% đến 90%.

Hình Q cho thấy cấu trúc phân phối dòng chảy mặt đầu của động cơ thủy lực thanh truyền trục khuỷu. Trục khuỷu 13 điều khiển tấm cổng 4 và tấm áp suất 2 quay đồng bộ thông qua đầu vuông 12, và cổng được thực hiện trong quá trình quay. Trong quá trình khởi động hoặc vận hành không tải, lò xo dự phòng (lò xo đĩa) 3 làm cho tấm van và tấm áp suất đóng lại với khối xi lanh 11 và nắp cuối. Thiết kế đảm bảo rằng lực đóng lớn hơn lực tách giữa tấm van và khối xi lanh, và áp suất thủy lực thực hiện lực đóng trong quá trình vận hành. Tuy nhiên, do sự không trùng khớp của lực tách và lực dính, tấm van có mô men nghiêng. Bằng cách sử dụng thiết kế cấu trúc cân bằng áp suất tĩnh, cặp cổng mặt đầu có thể đạt được sự cân bằng hoàn toàn về lý thuyết.

Cần lưu ý rằng để cải thiện độ tin cậy và hiệu suất của động cơ thủy lực và làm cho cấu trúc của nó gọn gàng hơn, một trong những xu hướng phát triển trong nước và quốc tế là sử dụng cặp cổng cuối.

④ Ngoài cặp cổng, hiệu suất của động cơ thủy lực thanh truyền trục khuỷu phần lớn phụ thuộc vào cặp chuyển động của thanh truyền. Cấu trúc điển hình của cặp khớp cầu thanh truyền được thể hiện trong Hình R. Nó bao gồm hai cặp cặp ma sát, đầu cầu của thanh truyền 4 và ổ cầu của pít tông 2, đáy của trượt thanh truyền 5 và trục khuỷu (bánh lệch tâm) 6. Liên kết kim loại giữa đáy của trượt thanh truyền và trục khuỷu (bánh lệch tâm) ở giai đoạn đầu, và hợp kim chống mài mòn được đúc ở đáy của trượt để giảm ma sát. Một số trục khuỷu động cơ (bánh lệch tâm) được trang bị ổ bi lăn, sử dụng ma sát lăn để thay thế ma sát trượt giữa đáy của trượt và bánh lệch tâm; hiện tại, hầu hết các động cơ được thiết kế dưới dạng cân bằng thủy tĩnh hoặc hỗ trợ thủy tĩnh. Một buồng dầu được đặt ở đáy của trượt, và dầu áp suất vào buồng dầu đáy thông qua bộ giảm chấn ở giữa thanh truyền. Khối trượt không nổi trong quá trình hoạt động, áp suất chất lỏng trong buồng dầu cân bằng hầu hết lực đẩy của pít tông, và cặp ma sát được bôi trơn tốt.

Để lại thông tin của bạn và
chúng tôi sẽ liên hệ với bạn.

Phone

WeChat