【正文】 慣性力、側(cè)向力引起的摩擦力等。 經(jīng)計算確定的相應(yīng)參數(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)圖的尺寸設(shè)計與相應(yīng)的繪制。 密封的選擇 靜密封 靜密封亦將用 O 形。 活塞與活塞桿的材料 為符合氣動增壓器的特點重量輕，活塞材料將選擇鋁合金，活塞桿的材料用45 號碳鋼，然后進(jìn)行調(diào)制處理。 a．整體活塞密封 組合密封； 全密封 圖 平均密封 摩擦 下面介紹液壓缸各組件的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部設(shè)計 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 缸筒 缸筒的結(jié)構(gòu) 根據(jù)工作壓力、使用環(huán)境及用途選擇缸筒與缸蓋的連接形式繼而選擇缸筒結(jié)構(gòu)。 密封的選擇 彈性密封圈密封應(yīng)用非常廣泛，所以氣缸密封也采用。 下面將選定氣缸內(nèi)組件的結(jié)構(gòu)和怎樣設(shè)計內(nèi)部組件 缸筒 缸筒、缸蓋采用的連接形式 由氣動增壓器具有對稱性。取三個活塞寬 50mm，四個端蓋120mm。再用求積儀求面積或者其它方法算出瞬時流量高出平均流量部分的體積，即V? 值。但如果 T 減小，由公式得換向機(jī)構(gòu)的耗氣量增大，這時氣源負(fù)荷增加。 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 1 1 活塞 （ a、 b、 c、 d） 2 活塞 換向閥 2 圖 氣動增壓器結(jié)構(gòu)工作原理示意圖 換向閥的結(jié)構(gòu)原理 二位五通閥結(jié)構(gòu)簡圖（以二位五通換向閥 1 為例）： 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 如圖 所示：當(dāng)氣缸 2 活塞運(yùn)動到頂針端點時，使單向閥打開， P1 口氣體壓強(qiáng)迅速增加，使閥芯向右運(yùn)動，此時閥芯位于右位，高壓氣體通過 PA 進(jìn)入氣缸 1 驅(qū)動氣缸活塞運(yùn)動，氣缸另一腔氣體通 BO 排出。 設(shè)計圖紙的繪制：根據(jù)計算結(jié)果和綜合性分析對系統(tǒng)的各零部件進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計及圖紙的最后編制。采用壓縮氣體作動力，則不需要電源，省去了電路控制的部分。從此打進(jìn)輕型增壓器市場，參與全面競爭，并有了一定的競爭能力和發(fā)展前景 。 氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 目前，國內(nèi)擁有先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平與大規(guī)模生產(chǎn)能力的增壓器廠家要屬上?；裟犴f爾增壓器系統(tǒng)有限公司與無錫霍爾塞特工程有限公司。 近幾年來，美國、日本、部分歐洲發(fā)達(dá)國家在重型汽車上的柴油機(jī)已經(jīng)全部安置了增壓器，而中小型汽車上的柴油機(jī)安置比例也逐步增至 85%，氣動增壓技術(shù)逐步成熟的應(yīng)用到小型轎車上的柴油機(jī)上。 增壓技術(shù)的發(fā)展概況 國外發(fā)展?fàn)顩r 因為各個國家參與該領(lǐng)域時間先后順序不同，以及投入的盡力的不同，直接導(dǎo)致各個國家對增壓技術(shù)的研究水平大不相同。所以如果將流體增壓技術(shù)運(yùn)用在其中，通過增壓裝置，在不增加整個系統(tǒng)工作壓力的情況下，提高系統(tǒng)的某個部分的工作壓力，既滿足系統(tǒng)設(shè)計的需要，又大大降低了生產(chǎn)成本，也未嘗不是一種明智的選擇。盡管高壓氣動技術(shù)存在上述很多問題，但是高壓氣動技術(shù)存在諸多優(yōu)點，比如高壓氣動技術(shù)能夠有效提高高壓氣動系統(tǒng)的動態(tài)性能，減輕了系統(tǒng)整體的質(zhì)量，還能夠節(jié)約系統(tǒng)安裝空間以及減少生產(chǎn)成本等等，正因為它的這些優(yōu)點，使得 高壓氣動技術(shù)越來越受到國內(nèi)外重視。 最后，對該結(jié)構(gòu)組件 進(jìn)行綜合設(shè)計，液壓缸組件設(shè)計、包括氣缸組件設(shè)計、液壓缸組件設(shè)計、氣針單向閥設(shè)計和二位五通閥的設(shè)計。所以氣動增壓器成本低、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、零件數(shù)目少、效率高及節(jié)能等優(yōu)點。作為新興發(fā)動機(jī)，目前世界上老式發(fā)動機(jī)已被往復(fù)式液壓泵在實際應(yīng)用中所取代 。 依據(jù)上述，對氣動增壓器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計及圖紙繪制。 高壓氣動技術(shù)是一項新興的技術(shù)，在近幾年來才逐步收到國內(nèi)外重視，其真正投入到實際應(yīng)用中可追溯到 20 世紀(jì) 70 年代初期。其次，流體增壓技術(shù)成本低、性能良好、原理簡單、應(yīng)用廣泛，并且能減少環(huán)境污染。在國外，增壓技術(shù)已經(jīng)有七十多年的發(fā)展歷史了，最近這幾年發(fā)展更為快速。總體來說，國外增壓技術(shù)發(fā)展十分迅速，得到了許多發(fā)達(dá)國家的重視，越來越多的汽車上都采用了增壓技術(shù)。 原名上海聯(lián)信渦輪增壓系統(tǒng)有限公司的上海霍尼韋爾渦輪增壓系統(tǒng)有限公司于 1994 年 7 月成立，作為霍尼韋爾在全球范圍內(nèi)建立的第十個渦輪增壓器及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)廠的總投資為 2,700 萬美元。 氣動增壓器系統(tǒng)的發(fā)展歷史及對社會進(jìn)步的意義 在中國多年來一直注重抓經(jīng)濟(jì)發(fā)展，帶來了高消耗和高污染。此外，氣動液壓泵還能夠防火、防爆、防磁場干擾、防外力沖擊，具有無污染、安裝方便、結(jié)構(gòu)簡易、性能穩(wěn)定等許多特點。 2 .如何設(shè)計氣動增壓器結(jié)構(gòu)及氣動增壓器原理 氣動增壓器系統(tǒng)原理 系統(tǒng)的構(gòu)成 氣動增壓器的組成部件 : 氣缸 氣缸內(nèi)的壓縮空氣由氣缸兩側(cè)進(jìn)入即為成雙作用式，推動活塞運(yùn)動從而輸出動力，二位五通換向閥通過控制氣體進(jìn)給方向改變運(yùn)動 方向。 圖 閥芯在右位時 如圖 所示：當(dāng)氣缸 1 活塞運(yùn)動到頂針端點時，使單向閥打開，此時閥芯因 P1 口氣體壓強(qiáng)迅速減小而向左運(yùn)動。 蓄能器 蓄能器就是 一個能量中轉(zhuǎn)站，像一個水塔把水儲藏起來，然后居民需要用水的時候水塔上水的勢能轉(zhuǎn)換成動能到千家萬戶。如 25 所示，對于活塞泵，為了便于測量 V? 則可在無負(fù)載、低轉(zhuǎn)速及角速度 ? 為常數(shù)的條件下來測量和繪制流量的脈動曲線。 則 L 300 50 120 4030????mm，取 L=40mm， 則 gA =90cm2,則 4ggDA??= 工作缸直徑圓整取 gD =40mm 因為一個驅(qū)動缸需要驅(qū)動兩個工作缸，所以 2s d gPA PA? ， 得出： dD 2gsPDP?=98mm 取 5%余量以克服運(yùn)動中腔壓下降、摩擦力、輔助機(jī)構(gòu)阻力等各種損失。因為雙頭螺栓的連接形式更好。如應(yīng)用彈性密封圈密封，長的使用壽命與低的空氣泄漏量和低的摩擦力的要求相對立的。本系統(tǒng)將采用結(jié)構(gòu)簡單易于加工、承受高壓的拉桿式連接，因為本裝置要在缸蓋上安裝插裝閥，導(dǎo)致缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較大。 活塞桿的計算 液壓缸與氣壓缸靠 活塞桿傳遞能量。 二位五通換向閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計 二位五通換向閥結(jié)構(gòu)，如圖 ： 圖 二位五通換向閥的結(jié)構(gòu)圖 蓄能器的結(jié)構(gòu)選擇 在第 2 章已經(jīng)對蓄能器的基本特點進(jìn)行探究，現(xiàn) 設(shè)計計算對換向閥的結(jié)構(gòu)參氣動增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 數(shù)進(jìn)行設(shè)計：本設(shè)計選擇皮囊折合式蓄能器。并通過查閱相關(guān)設(shè)計手冊，對各個零部件進(jìn)行了合理的選擇與設(shè)計，其中包括氣缸和液壓缸組件設(shè)計、二位五通閥設(shè)計和氣針單向閥的設(shè)計。 (4) 安裝位置三向振動的影響。 (3) 載體三向加速度的影響。最后選定氣動增壓器方案。 油口螺紋連接 根據(jù)油口孔選液體 1出油口螺紋為 M18 ；液體 2出油口螺紋為 M16 。 活塞與活塞桿 活塞與活塞桿的連接形式 因為活塞運(yùn)動頻繁為防止松動，應(yīng)該用緊鎖，還要靜密封，所以經(jīng)采用螺母型連接。 O 形圈 X形圈 I 形圈 K 形圈 Z 形圈 L形圈 U 形圈 單件密封 靜密封的選擇 因 O 型密封圈展歷史悠久，使用也非常廣泛，工作可靠、靜摩擦因數(shù)大、活塞的結(jié)構(gòu)比較簡單，所以將采用 O 型密封。 圖 氣缸活塞的固定方式 氣口螺紋連接 根據(jù)已知最大供氣口面積 A 供氣 = 104m2，這樣就能得到氣口最小面積應(yīng)該大于 13mm，所以氣口螺紋連接的尺寸選 M16?。氣缸進(jìn)排氣口內(nèi)徑為 14mm；活塞桿直徑為 16mm；兩液壓缸活塞直徑 40mm；液體 1 和 2 的液壓缸進(jìn)油口內(nèi)徑分別為 16mm 和 14mm。 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。 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。 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)。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 。 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。 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)。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。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。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。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，所