Jak działa hydrauliczny silnik tłoka tłokowego?

Hydrauliczne silniki tłokowe osiowereprezentują jeden najbardziej wyrafinowanych i wydajnych rozwiązań w technologii energii płynnej. Te precyzyjne urządzenia przekształcają energię hydrauliczną na rotację energia mechaniczna, czyniąc je niezbędnymi w zastosowaniach od ciężkich Sprzęt budowlany do precyzyjnych maszyn do produkcji. Zrozumienie Ich działanie ujawnia eleganckie zasady inżynierskie, które sprawiają, że nowoczesne możliwe systemy hydrauliczne.

Podstawowa zasada

U podstaw hydraulicznego silnika tłoka tłokowego Działa na zasadzie Pascal, która stwierdza, że presja stosowana do Sprzedany płyn jest transmitowany jednakowo we wszystkich kierunkach. Uprząż motoryczne ta zasada przy użyciu podciśnieniowego płynu hydraulicznego do napędzania ułożonych tłoków W okrągłym wzorze wokół osi środkowej. Gdy tłoki te cofają się i w formie tworzą ruch obrotowy poprzez starannie zaprojektowany mechaniczny System łączenia.

Termin „osiowy” odnosi się do orientacja tłoków, które są ustawione równolegle do głównego silnika Oś obrotu. Układ ten różni się od promieniowych silników tłokowych, gdzie Tłoki są ustawione prostopadle do osi. Konfiguracja osiowa oferuje wyraźne zalety pod względem gęstości mocy, wydajności i ścisłość.

Komponenty podstawowe i ich funkcje

Blok cylindra

Blok cylindrów służy jako serce silnik, zawierający wiele dokładnie obrabianych cylindrów symetrycznie wokół osi środkowej. Zazwyczaj silniki mają od pięciu i dziewięć cylindrów, przy czym siedem jest wspólną konfiguracją. Każdy cylinder Mieści tłok, który porusza się osiowo, gdy stosuje się ciśnienie hydrauliczne. . Blok cylindra obraca się jako jednostka, napędzana zbiorowym działaniem wszystkich tłoki.

Tłoki i elementy łączące

Poszczególne tłoki pasują truntowo w każdym Cylinder, uszczelniony przez precyzyjne pierścienie, aby zapobiec wyciekowi wewnętrznemu. Każdy tłok Łączy się z prętem podłączającym lub podkładką z pantoflem, który przenosi ruch liniowy tłoka do ruchu obrotowego. Te elementy łączące muszą wytrzymać ogromne siły przy jednoczesnym zachowaniu precyzyjnego wyrównania podczas rotacji cykl.

Płyta zamykająca

Płyta rozwinięta reprezentuje być może najwięcej Pomysłowy element silnika tłoka osiowego. Ta kątowa płyta, zwana także Płyta CAM przekształca ruch liniowy tłoków w ruch obrotowy. Jak blok cylindra obraca się, tłoki podążają za konturem płyty zamarzania, Wprowadzanie i wychodzenie z cylindrów. Kąt płyty zamarzania bezpośrednio określa przemieszczenie każdego skoku tłokowego i w zmiennym przemieszczeniu Silniki, ten kąt można regulować w celu kontrolowania prędkości silnika i momentu obrotowego.

Czas zaworu i czas portu

Płyta zaworu kontroluje czas Płyn hydrauliczny do i z każdego cylindra. Ten stacjonarny komponent ma precyzyjnie ustawione porty, które są zgodne z obracającym się cylindrem blok. Gdy każdy cylinder obraca się obok płyty zaworu, na przemian łączy się do wysokociśnieniowego wylotu wlotu i niskiego ciśnienia, zapewniając tłoki Otrzymuj płyn pod ciśnieniem dokładnie we właściwym momencie w ich cyklu.

Cykl roboczy

Działanie hydraulicznego tłoka osiowego Motor podąża za starannie zaaranżowanym cyklem, który powtarza się ciągle tak długo W miarę dostarczania płynu ciśnieniowego.

Faza wlotu

Podczas fazy wlotu zaczyna się tłok jego skok zewnętrzny, ponieważ jego cylinder wyrównuje się z portem wysokociśnieniowym na płyta zaworu. Pod ciśnieniem płyn hydrauliczny wpada do rozszerzającego się cylindra Przestrzeń, naciskając na tłok. Wygenerowana siła zależy zarówno od Ciśnienie hydrauliczne i efektywny obszar tłoka.

Faza mocy

Gdy cylinder nadal się obraca, Tłok osiąga maksymalne wydłużenie i rozpoczyna swój do wewnątrz. Podciśnienie Płyn uwięziony w cylindrze wywiera siłę na tłok, który to przesyła Wymień pręt łączący do płyty rozwiniętej. Ponieważ płyta kołowa jest ustalona pod kątem, ta siła osiowa tworzy moment obrotowy, przyczyniając się do momentu wyjściowego silnika.

Faza spalin

Kiedy cylinder wyrównuje się z Port o niskim ciśnieniu, sprężony płyn jest wydalany, gdy tłok kończy swój Udar do wewnątrz. Ten czas zapewnia opróżnianie każdego cylindra z wydanego płynu Przed rozpoczęciem następnego cyklu wlotowego. Dokładny czas tego akcji zaworu ma kluczowe znaczenie dla utrzymania płynnego działania i zapobiegania strat ciśnienia.

Technologia przemieszczenia zmiennych

Wiele nowoczesnych silników tłokowych osiowych Zdolność do przemieszczenia zmiennego, osiągnięta poprzez regulację kąta płytki. Gdy wzrasta kąt płyty zamykającej, tłoki doświadczają dłuższych uderzeń, powodując większe przemieszczenie na rewolucję i wyższy moment obrotowy w niższym prędkości. I odwrotnie, zmniejszenie kąta płytki zmniejsza przemieszczenie, pozwalając na wyższe prędkości obrotowe ze zmniejszonym momentem obrotowym.

Ta funkcja przemieszczenia zmiennej zapewnia Wyjątkowa elastyczność kontroli. Elektroniczne elementy sterujące mogą automatycznie regulować kąt płyty rozwiniętej w oparciu o wymagania dotyczące obciążenia, optymalizując wydajność w poprzek szeroki zakres warunków pracy. Niektóre zaawansowane systemy mogą nawet osiągnąć zerowe przemieszczenie, skutecznie zatrzymując silnik bez przerywania Przepływ hydrauliczny.

Wydajność i wydajność Charakterystyka

Hydrauliczne silniki tłokowe osiowe osiągają Niezwykle wysokie poziomy wydajności, często przekraczające 95% w optymalnej operacji warunki. Ta wydajność wynika z kilku czynników projektowych, w tym minimalne wycieki wewnętrzne, precyzyjne tolerancje komponentów i zoptymalizowany płyn dynamika. Układ osiowy przyczynia się do tej wydajności poprzez zapewnienie Zrównoważone siły promieniowe, które zmniejszają obciążenia łożyska i tarcie mechaniczne.

Stosunek mocy do ważności tych silników jest wyjątkowe, co czyni je idealnymi do aplikacji mobilnych, w których jest waga krytyczny. Pojedynczy silnik może wytwarzać ogromny moment obrotowy, jednocześnie utrzymując stosunkowo kompaktowe wymiary. Dodatkowo nieodłączna ochrona przed przeciążeniem systemów hydraulicznych oznacza, że silniki te mogą obsłużyć tymczasowe przeciążenia bez szkoda.

Wnioski i zalety

Hydrauliczne silniki tłokowe osiowe Zastosowania w wielu branżach. W sprzęcie budowlanym zasilają Ścieżki koparki i kół ładowarek. Aplikacje morskie obejmują Zakotwiczenie wiatrówki i układy napędowe. Zastosowania przemysłowe waha się od przenośnika Przejazdy do wrzecion z maszynami.

Zalety osiowych silników tłokowych wykraczać poza ich wysoką wydajność i gęstość mocy. Oferują doskonałe kontrola prędkości, może działać w obu kierunkach z równą wydajnością i Zapewnij natychmiastowe możliwości uruchamiania i zatrzymywania. Ich zdolność do utrzymania stały moment obrotowy w różnych prędkościach sprawia, że są idealne do zastosowań wymagające dokładnej kontroli ruchu.