- 在线时间
- 1411 小时
- 经验
- 11795 点
- 威望
- 157 点
- 压缩币
- 4809 ¥
- 最后登录
- 2025-8-27
- 注册时间
- 2010-7-12
- 帖子
- 2720
- 精华
- 12
- 积分
- 69128
- 阅读权限
- 200
- UID
- 42766
   
- 威望
- 157 点
- 经验
- 11795 点
- 积分
- 69128
- 帖子
- 2720
|
|
转轮曲柄直线活塞压缩机创新技术 : H% j- c0 h. p) U4 b1 @
文/周觉明+ j' b: n& ~7 r# l8 y( P) ]
引言9 P- P! W9 r" j: t$ m; x" {# N& y2 B
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。$ V" T" ]; ]! y$ ]% h" ]
基本结构+ r+ u3 `. D& @ I( n) Y# x% T6 v
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。
% V" N4 v8 ^1 M0 I) a # D% z9 A* ?5 F9 T/ S+ b
图1是转轮曲柄直线活塞压缩机的剖视图。
! @* ^, ?& A& c+ [4 Y
# f3 z1 G @* q图2是曲轴与转轮的安装示意图。
# \! g# \, L; K6 |( r0 Z ; F" d4 K2 L; T- f. b" z; z
图3是带有组合副的转轮安装示意图。
7 }9 }; @0 |- n ^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。# I3 n7 s% |+ e
2 N7 T) ?& ]* U5 A工作原理
+ P; Q5 P( X/ X/ e1.转轮直线活塞变速加力机构的运动特征。
; U+ Z/ l$ B& A1 B; D$ l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。) R9 M+ _ e6 e; B6 H0 W6 J9 Z" l
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。
8 P9 I. b. M3 V5 e W
' J3 R* U. G( p2 L7 k5 F& ?图4是直线活塞往复运动过程的示意图。2 m* a. b& }4 J0 U# n" E4 J" ~( W
2.曲柄转角与活塞行程的关系。
" r- c, c' B8 l7 C, L计算实例:
( y) a2 J% N; v& t2 k/ ~7 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。0 m" t; J; R0 y2 V; S
计算公式:2 R6 z& s% _, Y/ a7 k8 Q, J
活塞行程 d = AB+BC--AC) k, P0 O% d! }6 q+ D" o* d# Q7 G6 _# d
曲柄转角为90°时,AC2=BC2--AB26 B8 |5 @6 q# R( z6 g
活塞行程d = 30+34-16=48mm
% G: b7 t' j2 u6 H, 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。
: H7 R7 s7 Q% h/ `/ U# V7 b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。
1 B2 s2 S. N. M: K K0 }0 z3. 曲轴中心偏移技术
: v& H# \3 k8 u, I 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。
7 \" E' C6 T, w5 C/ F. ]% j. ^6 }; V. h: G/ G% M
图5是曲轴中心偏移的工作原理图。; ?; G7 W, P/ `1 o/ ~4 B
有益效果0 X1 u4 \4 C- q7 \& L, [+ A3 T
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。
9 Q0 T- f5 v6 r! W/ h2.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。
) R$ P5 X" }8 ~$ A( V0 N. ]3.直线活塞直线运动,活塞环泄漏值相对较小。: ~ x+ j1 R5 q
4.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。
$ H. F3 i4 ~% b7 `# b/ x; I5.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°。
. n3 f, A' B# S$ t4 L6. 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。
. d2 @" T3 v7 R1 t" {; a- j T$ @7 U0 Z4 H, w- w8 W( B
; k+ e! Y: o1 m! Z& I8 o
" [ |' @# X. ^, t7 L
6 b4 z- d, h: v$ a/ Q; x- l4 X& O) x# w
|
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
|