【正文】 the actual situation and the control circuit, the design and calculation. Third, review the design of pneumatic supercharger, after review of the pneumatic supercharger concrete structure design. 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 III With pneumatic supercharger as design object, this paper analyzed in many aspects including pure theoretical analysis, project feasibility analysis and the establishment of the principle of hydraulic analysis, design structure and proofreading, and other aspects of the work principle of a prehensive system design. First of all, according to the performance of the system requirements, the system39。 首先，根據(jù)系統(tǒng)要求的性能指標(biāo)，對系統(tǒng)的工作原理和控制回路進(jìn)行了設(shè)計并對其可行性進(jìn)行了分析，設(shè)計中需要的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了初步的設(shè)計與計算。第一，運(yùn)用熱力學(xué)、數(shù)學(xué)方程、動量方程等對氣動增壓系統(tǒng)的輸出壓力、流量特性、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述 ,重點(diǎn)討論了氣動增壓系統(tǒng)的輸出壓力、流量特性 ,為氣動增壓器的研制提供了理論基礎(chǔ)。 氣動式往復(fù)液壓泵是 氣動增壓器種的一種 ，屬于新型動力機(jī)，是在這 30年種逐漸發(fā)展起來的，液壓泵活塞和氣缸活塞通過活塞桿直接剛性連接組成氣動增壓器的活塞組件。氣動增壓器與 曲軸式發(fā)動機(jī)和液壓泵的組合動力的區(qū)別是省去了液壓泵中將 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為泵活塞往復(fù)運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)斜盤機(jī)構(gòu)，以及曲軸式內(nèi)燃機(jī)中將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。 第二 ,依據(jù)系統(tǒng)規(guī)范的要求和性能指標(biāo) ,基本結(jié)構(gòu)參數(shù)、系統(tǒng)原理、實(shí)際情況和控 制回路、進(jìn)行設(shè)計與計算。 其次，課題的背景及發(fā)展概況要進(jìn)行介紹，在設(shè)計過程中將要出現(xiàn)的難題及相應(yīng)的解決方式進(jìn)行了分析。s working principle and control circuit design and its feasibility is analyzed, the basic needs in the design of structural parameters, has carried on the preliminary design and calculation. Second, the topic introduces the background and development situation, will appear in the process of design problems and corresponding solutions are analyzed. Finally, the integrated design of the structure ponents, hydraulic cylinder ponent design, ponent design, design of hydraulic cylinder ponents including cylinder, gas needle valve design and two fourway valve design. On the basis of the above, pneumatic supercharger for structure design and drawing. Key words: pneumatic booster。 論 ....................................................................................................... 21 致 謝 .......................................................................................................... 23 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 課題背景 目前，國內(nèi)外對于低壓氣動技術(shù)研究與運(yùn)用較多，但對于高壓氣動技術(shù)的研究則進(jìn)展緩慢，之所以在這方面技術(shù)研究較少原因在于高壓氣動技術(shù)涉及到系統(tǒng)密封問題、系統(tǒng)的泄露問題、以及對材料有苛刻要求等問題。正因為這些發(fā)射裝置成功運(yùn)用了高壓氣動技術(shù)，使其整個裝置系統(tǒng)質(zhì)量減輕很多，也是其結(jié)構(gòu)變得簡單，不僅如此，它還提高了發(fā)射裝置的命中率。 而在液壓系統(tǒng)中，由于設(shè)計的需要，常常要在系統(tǒng)中的某個部分增大工作壓力，若是運(yùn)用常規(guī)的方法將整個系統(tǒng)的總的工作壓力提高，雖然也可以解決上述問題，但這必然會造成整個系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，造成不必要的損失。 綜上所述，若是將壓縮空氣作為系統(tǒng)的動力源，采用氣 液增壓缸裝置，提高系統(tǒng) 某個部分 的工作壓力，不僅可以符合設(shè)計的要求，還能夠簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少生產(chǎn)成本，減輕環(huán)境污染。除此之外，將采壓縮空氣作為動力源還具有簡單、性能穩(wěn)定和生產(chǎn)制造成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以設(shè)計了氣動增壓器。德國著名的 3K 公司的增壓器產(chǎn)量在上世紀(jì) 70年代已經(jīng)達(dá)到了 5 萬臺， 80 年代初期已將產(chǎn)量已經(jīng)超過 15萬 臺， 1983年產(chǎn)量達(dá)到 45萬臺， 1988 年產(chǎn)量達(dá)到 60萬臺， 90年代初產(chǎn)量突破 100 萬臺，產(chǎn)量逐年大幅度提高。主要集中在美國霍尼韋爾公司（年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 300 萬臺）、霍爾塞特 (康明斯 )公司、德國 3K 公司、美國 Holset 公司（隸屬于美國康明斯公司）、瑞士 abb 公司、日本石川島播磨公司及三菱重工公司等世界級著名大公司。截止目前，我國增壓器廠商已有上百余家，且數(shù)量呈上升趨勢。截止目前，國內(nèi)大部分增壓器廠家已經(jīng)基本保證了增壓器生產(chǎn)規(guī)模與質(zhì)量，研發(fā) 能力也明顯提高，盡管與發(fā)達(dá)國家仍有較大的差距，但差距在逐步減小。蓋瑞特牌渦輪增壓器具有多種優(yōu)勢，第一提高動力性能、降低 燃油損耗。主要生產(chǎn) HE300、HE400、 HX HX2 HX HX40 型號的增壓器，隨著增壓技術(shù)的發(fā)展，該公司成功地與北汽福田輕型發(fā)動機(jī)配套并成為獨(dú)家供應(yīng)商在近幾年在輕型車市場也取得了顯著的突破。 氣液增壓裝置在實(shí)際生活中，尤其是在機(jī)床的液壓夾具中得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為液壓夾具中不可缺少的裝置。 壓縮氣體作為氣動液壓泵的動力源，由于壓縮氣體響應(yīng)速度很快，所以液壓泵不需要處于開啟狀態(tài)。氣動增壓器是依據(jù)某個型號的技術(shù)指標(biāo)來研究出相對應(yīng)其系統(tǒng)的重要零部件，是提高該系統(tǒng)工作性能的重要保證。 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、氣液增壓缸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、氣針單向閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計、二位五通換向閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計?？刂茪飧?1 的二位五通換向閥 1 初始位置為圖中所示的右位，當(dāng)高壓控制氣體進(jìn)減壓閥調(diào)節(jié)后通過大流量電磁閥進(jìn)入二位五通換向閥 1 的入口 P 處，再由 P 口流經(jīng) B 口，進(jìn)入氣缸 1 的左腔，推動活塞向右運(yùn)動，氣缸 1 的右腔氣體從 A 口流經(jīng) O2 排出。當(dāng)活塞碰到氣針單向閥 d 的氣針時，閥 d 通，使控制氣缸 1 的二位五通換向閥 1 的左端與大氣相連，從而使二位五通換向閥 1 又處于右位，這樣周而復(fù)始地進(jìn)行氣流換向，迫使氣動增壓缸中氣缸活塞左右移動，從而帶動兩端液壓缸中的液壓泵活塞進(jìn)行液壓介質(zhì)增壓 。 圖 閥芯在左位時 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡圖 為更加形象直觀的表述本裝置的工作過程附上系統(tǒng)簡圖，如圖 ： 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 1 換向閥 1 換向閥 2 2 （ a、 b、 c、 d） 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 9 系統(tǒng)的理論分析與計算 理論流量 4v ALq T? () 液體輸出體積流量為 qv； A —— 液壓缸活塞有效面積； L —— 缸的行程； T —— 缸的運(yùn)動周期。 AgL/T 一定， PsAdL/T 也一定，所以工作一周期的 耗氣量一定，所以說驅(qū)動缸耗氣量與面積、行程、周期近似無關(guān)。 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 圖 活塞 泵流量脈動的二維曲線圖 消 除活塞泵流量脈動器件，最佳液壓元件是蓄能器。 在沒有蓄能器時，應(yīng)用動態(tài)流量計測定瞬時流量脈動的一個周期，并繪成曲線。一般限定 p? 不要超過最大值 2p 和最小值 1p 。 主要參數(shù)初定 周期 T 課題要求頻率不低于 10HZ，取 T=1f=100ms； 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 液體 1 的體積流量： 331 331 .9 8 5 / 1 .3 7 3 1 0 /1 .4 4 6 1 0 /v k g sq m sk g m ?? ? ?? 液體 2 的體積流量： 332 331 .2 0 3 / 1 .3 7 3 1 0 /0 .8 7 6 1 0 /v k g sq m sk g m ?? ? ?? 因為液體 1 與液體 2 體積流量相同均為 10 /ms?? ，為克服流動過程中的粘性力圓整后取得： vq =所以： 4gALT =gAL= 根據(jù)設(shè)計要求裝置限制總長度不大于 300mm。 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 以氦氣為介質(zhì)，其質(zhì)量流量為 mq =197L/s 429 氣源壓力為 sP =2MPa， dsPP ， ? ?? ? 221 11dsmvbC b PqART b? ???