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标题: 转轮曲柄直线活塞压缩机新发明 [打印本页]
作者: xiaoyue888    时间: 2016-5-23 11:32
标题: 转轮曲柄直线活塞压缩机新发明
转轮曲柄直线活塞压缩机创新技术

' c; R  A2 x' S/ N! u4 O文/周觉明( Y0 w+ `+ B5 N4 O
引言1 S# w" \- n) o3 R! ?5 T
目前所使用的容积活塞式压缩机，其内部结构以曲柄连杆机构为主，曲柄连杆机构的特征决定了现有活塞式压缩机存在的各种缺陷，无法进一步得到有效的改善；要大幅度提高活塞式压缩机的各项性能，最有效的途径是改变活塞式压缩机的运动机构。6 {, ?+ k" C. k2 N  S' m$ m
基本结构) i' k, ~1 M' I) \, r
  如图1所示， 转轮曲柄直线活塞压缩机的转轮直线活塞变速加力机构由汽缸、曲轴、直线活塞、转轮组成。转轮安装在直线活塞的转轮套中，曲轴的轴颈安装在转轮的轴颈套中；曲轴旋转，转轮在轴套中回旋摆动，带动直线活塞在汽缸中往复直线运动。
; M- k- Q: ~2 |5 [ [attach]21397[/attach]
/ I2 d1 E3 M0 R# B$ t  {0 c图1是转轮曲柄直线活塞压缩机的剖视图。
" A% c, L! O/ z9 m7 a) [[attach]21398[/attach]
5 u5 u7 i( b) \' @+ a图2是曲轴与转轮的安装示意图。+ y& b" E7 h( B" F
[attach]21399[/attach]  |5 a' D! n/ @+ B! C! M
图3是带有组合副的转轮安装示意图。
& C& O' j+ Q: }2 A& m# B1 b曲轴两端轴承支撑转动，转轮的结构如图3所示，采用分体组合副与曲轴的主轴颈活动安装。
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+ \5 J+ Z) ?0 _' x" i+ X工作原理
4 g6 @& v9 t2 W0 J, S& o9 f1.转轮直线活塞变速加力机构的运动特征。" @9 P8 B* l9 b
下图中曲轴轴体圆心A到轴颈圆心的距离B为曲轴的偏心距离AB，转轮圆心C到轴颈圆心B的偏心距离BC大于曲轴的偏心距离AB。
2 Z* d) E5 w* ?" B  o: B直线活塞在上止点与下止点时，曲轴轴体圆心A、轴颈圆心B及转轮圆心C在汽缸的中心线上；曲轴轴体的圆心B是固定不动的，轴颈圆心A围绕圆心B旋转时，转轮圆心C在汽缸中心线上上下往复移动。: k" D5 C2 b3 G
[attach]21400[/attach]
: g7 u8 y  A: ~/ \! z; g图4是直线活塞往复运动过程的示意图。
) B% ?; a$ w; r9 k6 H. q9 g2.曲柄转角与活塞行程的关系。
# G  z7 _# K, {6 N" E: w% g4 q# g计算实例：
" W/ u) G' d7 a5 X0 o# g7 s以活塞行程60mm的压缩机为例，曲轴偏心距AB = 30mm，转轮的偏心距BC = 34mm，直线活塞在下止点向上止点运动进行压缩排气工作，曲柄转角为90°时，直线活塞从下止点向上止点运动了48mm。
" ^# W( D4 o% F! D9 O) R计算公式：: U- q6 M1 B' Z+ F+ L0 c
活塞行程  d = AB+BC--AC
. s2 o6 q/ u7 r曲柄转角为90°时，AC2=BC2--AB2
/ c3 ^2 k" Z+ z2 E1 R活塞行程d = 30+34-16=48mm8 e' O- L9 S9 Y
直线活塞行程为60mm，压缩排气行程中，曲柄旋转90°时，直线活塞由下止点向上运动了48mm。也就是压缩排气过程中曲柄旋转180°，旋转90°直线活塞运动48mm，继续旋转90°，直线活塞运动12mm。+ Y2 G$ t3 e1 `+ ]" z! M* e
从以上实例可以看出，曲轴做匀速旋转运动时，直线活塞的运动速度发生了改变。在曲轴偏心距离AB不变的情况下，调整转轮的偏心距BC的数值，来改变直线活塞的运动速度。根据力学公式P = FV，在曲轴输入功率不变的情况下，降低直线活塞的运动速度，增加曲轴对直线活塞的推力。直线活塞由下止点向上止点运动，直线活塞由相对静止做加速运动后，做相对减速运动。直线活塞在压缩与排气行程中，直线活塞受到气体的反压力逐步增加，直线活塞做减速运动，直线活塞受到曲轴的推力增加。
. j/ Y! H; _  w5 ]4 a3. 曲轴中心偏移技术- C" O! G  ^- i$ V7 S( J) R' O! A
     从下图可以看出，转轮的圆心C在汽缸的中心线上，曲轴轴体的圆心在汽缸中心线的右侧。曲轴顺时针转动时，实现压缩排气工作过程曲柄转角大于180°，进气工作过程中曲柄转角小于180°。曲柄旋转360°，曲轴轴体圆心与中心线的垂直距离增大时，压缩排气过程中曲柄转角度数增大，进气过程曲柄转角的度数相对减小。" O0 T! o" p7 ~
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8 Q4 w: x* f5 v图5是曲轴中心偏移的工作原理图。) X0 n+ h* Q9 _/ f" A6 b
有益效果
7 a" F# P9 ~4 U1. 运动部件由转轮、曲轴与直线活塞组成结构简单，取消连杆后不但震动减弱，还节约高度空间与制作成本。" X8 ~- N: \% N  s. Q& `
2.直线活塞运动中曲轴动平衡旋转转轮回旋摆动，动平衡性能好，直线活塞无侧向力。& ]& n# D3 E1 u
3.直线活塞直线运动，活塞环泄漏值相对较小。
0 @4 h9 z: {: _& I/ A5 J8 Z4.可以根据压缩比及工作状况，自由设定直线活塞运动速度，实现调节扭力与工况相适应。
* A& I2 a3 d' d3 |! z+ ~5.采用曲轴中心偏移技术，实现压缩排气工作过程曲柄转角大于180°，进气工作过程中曲柄转角小于180°。
' s4 K8 G, S1 O* _/ f( C% a1 _6. 根据以上有益效果，通过修改活塞式压缩机的国家与国际能效标准，用“颠覆式创新”推动整个活塞式压缩机行业的转型升级。5 {! b" q) [9 @8 p1 G8 w
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+ f3 j/ ?4 g/ _0 s3 B
3 W0 T3 A1 W8 C: n5 D+ c6 g
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作者: 402909230    时间: 2022-5-27 08:00
非常好的思路，不错，值得学习和试验，不知道楼主这个泵现在是否可以批量生产。新手，学习中。
作者: 402909230    时间: 2022-6-20 07:15
顶一下，希望大家能够多多分享一下这种最新颖的想法，实际使用的想法，我现在正在根据凸轮原理来试验这种微型气泵想法，想着做一个这种小气泵，希望大家多多指教。
作者: xiaoyue888    时间: 2022-6-22 09:37
402909230 发表于 2022-6-20 07:15
% O  o# V: ~0 f. w( U/ b顶一下，希望大家能够多多分享一下这种最新颖的想法，实际使用的想法，我现在正在根据凸轮原理来试验这种微 ...
" X) }/ z  r" \9 w! t
感谢关注。如果实验有结果适合公开，可以联系我们发布。QQ616717147 张先生



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