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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

; v! ]. y2 B3 b8 l: C文/周觉明
& P* X. l8 c7 f8 O) G, N引言0 M8 H2 {) A. F3 d6 K. c6 g
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。4 W( x8 e8 Y  N. X
基本结构; A4 S, ^, H) |: O
  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。$ F" ^( `+ E+ L1 c
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图1是转轮曲柄直线活塞压缩机的剖视图。
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3 ?: K0 F% ?) f) x图2是曲轴与转轮的安装示意图。
. X) `. N, g% D+ Y) P. c; M+ ~& | [attach]21399[/attach]& p- W9 L5 t7 m- y7 W- ^! c0 I
图3是带有组合副的转轮安装示意图。
* |! h& K0 ~2 Y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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工作原理3 ~+ ~9 D" w  O7 X) b$ j) h
1.转轮直线活塞变速加力机构的运动特征。
$ I2 @$ X. J! f" s! R' l7 h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。
. r5 X/ A6 L# H' J9 z0 n" h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。
, t9 [- X0 q  Q& i* l; _ [attach]21400[/attach]" |! o( e" A8 p5 d8 \
图4是直线活塞往复运动过程的示意图。5 o4 o3 ~+ z& o" L; J8 z9 o5 Y8 v
2.曲柄转角与活塞行程的关系。
8 L7 k( K4 {/ ^( |+ C计算实例：
0 Q/ p& g! W' V' z' h: q4 ]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。
1 i# y' W1 k# S/ T计算公式：
+ ~) e3 Q& \/ ^8 A; X3 P1 K活塞行程  d = AB+BC--AC( N9 k  _# a; O" ?/ k
曲柄转角为90°时，AC2=BC2--AB2! O& [0 N9 |" k7 i& S2 X
活塞行程d = 30+34-16=48mm: [8 \) V1 E/ P# X! W9 M( w( b) x5 v
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。
" P# p% I9 v( ]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。* S# F( I9 }* k  ]7 ]" K
3. 曲轴中心偏移技术/ X; K3 u! R' h* \
     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。
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/ j2 v" K  G* J9 `图5是曲轴中心偏移的工作原理图。9 b" N& n" O9 z! j
有益效果, W3 u7 u# G  H1 ~
1. 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。
/ h0 o2 o; B5 {  }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。
1 m9 q- N: j" s" Z* A7 e  G3.直线活塞直线运动，活塞环泄漏值相对较小。
. Q/ D) P* y; `$ ^' b$ R4.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。
$ o# q& ^+ _( k  w4 d5.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°。
$ Y& r9 d8 h6 `8 D0 |$ N/ T6. 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。
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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 7 S# U* B6 B6 m; F: k5 {
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% I3 I5 T) H0 X3 B5 O% V! y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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