中国压缩机网行业论坛

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

6 [2 r5 j' a3 B# K, f& \" y文/周觉明1 d! b9 W* ?, v) B9 r7 L
引言
( [$ W7 d: P& u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。
2 @7 `$ d1 x7 U/ e4 r0 F) z: Y基本结构
4 a, }) `9 D" N  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。4 M5 l) l, ]' c. z
[attach]21397[/attach]# p- ^7 o' C8 @/ K- J& h
图1是转轮曲柄直线活塞压缩机的剖视图。* t. m0 ?/ V1 \1 H
[attach]21398[/attach]6 L2 k7 Z  M& O$ _( N
图2是曲轴与转轮的安装示意图。
+ w6 s) ]8 K" d8 ]! _" r7 G [attach]21399[/attach]( h6 I1 i# u) n) U" ~! ]; @
图3是带有组合副的转轮安装示意图。
! w* P; b+ H, @$ z% f0 l; U" F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。# m5 |6 L5 O/ ?$ k

) Y  o, g. S* F) A, f) \工作原理; A$ G& I+ w/ [7 w8 v9 Q* w
1.转轮直线活塞变速加力机构的运动特征。
* ^. @; V6 e; s: p: \. R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 p7 x+ r# U! T. h  Q, I/ ?! v( ~
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。
9 A: G4 e. C0 x% F [attach]21400[/attach]
/ ^; B' T; l7 Q" `9 ^8 c, j图4是直线活塞往复运动过程的示意图。  Q& v, j/ P  O; C* N) i$ l. p6 L
2.曲柄转角与活塞行程的关系。& R0 H: T' o! x+ j- P0 z
计算实例：  i6 O, o6 }3 C1 z+ W) O4 C1 y/ E
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。2 T3 c) v& e: d) ]
计算公式：
: P$ J/ x7 r1 n1 N活塞行程  d = AB+BC--AC. R/ i: d  o) T$ {3 l$ |) D5 F( }
曲柄转角为90°时，AC2=BC2--AB2' M8 |* b  s( M3 W( U6 Z
活塞行程d = 30+34-16=48mm; e8 L; l& q7 R
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。
# o. J. W( `& w3 V# _/ S/ s4 }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。
; G8 U1 x, Y8 Y  O0 U3. 曲轴中心偏移技术
8 a" A, A3 O. N. Z2 w     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。
: Q) @+ d3 X! y. ^( J" J' d6 k! `[attach]21401[/attach]: H3 _+ Z& \- i  y* H8 \
图5是曲轴中心偏移的工作原理图。' z, L* e" J1 ]. B5 O0 Q4 s" ~
有益效果
6 Q0 r; S* J; j1. 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。; k3 p2 ?" p3 h5 d# D
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。
' M' z, x2 T4 j, n: n8 H3.直线活塞直线运动，活塞环泄漏值相对较小。
, \7 r' c8 n  `9 Z! v4.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。
8 c4 ?, M. a$ A8 L5.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°。
6 |9 n+ j. E5 c9 m' X- ^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。1 c9 _& r/ I' [3 [3 ^

3 L3 X9 b; K  `; o9 H7 h: H4 p8 b) ^; q& u

: }. j4 K9 A1 o4 G* F
' w9 a7 R* C, Q( \. b4 [# s, b6 i, C6 S- p5 ~
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 ' d2 v! M6 ?* u- X9 K5 a1 u
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 ...

& k/ t. C, y  e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



欢迎光临 中国压缩机网行业论坛 (http://bbs.compressor.cn/) Powered by Discuz! X2.5