FESTO氣缸工作原理,你真的了解嗎?
一般來說,同等排量情況下,氣門越多,進(jìn)排氣效率越好,就像一個(gè)人跑步,累得氣喘吁吁時(shí),需要張大嘴巴呼吸。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)多是每缸一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門,這種二氣門配氣機(jī)構(gòu)相對(duì)比較簡單,制造成本低,維修起來也相對(duì)容易。對(duì)于輸出功率要求不太高的普通發(fā)動(dòng)機(jī)來說,兩氣門就能獲得較為滿意的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與扭矩性能。
FESTO氣缸排量較大、功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)要采用多氣門技術(shù)。簡單的多氣門技術(shù)是三氣門結(jié)構(gòu),即在一進(jìn)一排的二氣門結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再加上一個(gè)進(jìn)氣門。近年來,各大汽車公司新開發(fā)的轎車大多采用四氣門結(jié)構(gòu)。四氣門配氣機(jī)構(gòu)中,每個(gè)氣缸各有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門。
FESTO氣缸提高發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣、排氣效率,新款轎車大都采用四氣門技術(shù)。當(dāng)然,大眾汽車多采用五氣門技術(shù),如老款捷達(dá)的20V發(fā)動(dòng)機(jī),寶來1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)也是五氣門。
不過,達(dá)到或過六氣門不僅使配氣結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,還會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)壽命縮短,氣門開啟的空間簾區(qū)(氣門的圓周和氣門的升程)也較小,效率下降。因此,四氣門技術(shù)目前使用為普遍。
FESTO氣缸直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)氣缸、氣爪等。
FESTO氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成
1)缸筒
缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?;钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng),缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒,內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻,以減小摩擦阻力和磨損,并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外,還是用高強(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸,缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。
FESTO氣缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封,活塞與活塞桿用壓鉚鏈接,不用螺母。
2)端蓋
端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口,有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈,以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套,以提高氣缸的導(dǎo)向精度,承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載,減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量,延長氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵,現(xiàn)在為減輕重量并防銹,常使用鋁合金壓鑄,微型缸有使用黃銅材料的。
3)活塞
活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣,設(shè)有活塞密封圈?;钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性,減少活塞密封圈的磨耗,減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料?;钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒?dòng)部分長度來決定。滑動(dòng)部分太短,易引起早期磨損和卡死?;钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵,小型缸的活塞有黃銅制成的。
FESTO氣缸也有一個(gè)問題,如果不使用緩沖裝置,當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí),特別是行程長、速度快的氣缸,活塞撞擊端蓋的動(dòng)能就會(huì)很大,很容易損壞零件,縮短氣缸的壽命。
更何況,沖擊造成的噪音也相當(dāng)要命。如果一臺(tái)沒有緩沖裝置的氣缸噪音是70dB,那整個(gè)的噪音會(huì)高達(dá)140dB,就像處在噴氣式飛機(jī)的跑道上。這已經(jīng)達(dá)到了人類無法忍受并痛苦難耐的極限。
如何解決這些問題呢?我們的設(shè)計(jì)人員為氣缸做了緩沖設(shè)計(jì)。
1液壓緩沖
種,也是簡單氣缸緩沖的方法:在氣缸前端安裝液壓緩沖器。
玩笑歸玩笑,我們還是要說點(diǎn)正經(jīng)話,如下是液壓緩沖的工作原理圖:
通過*的阻尼孔設(shè)計(jì),使用礦物油作為介質(zhì),來平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)從高速輕載到低速重載的轉(zhuǎn)變。
特點(diǎn):從小能量到大能力量的廣泛范圍都無需調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)佳的能量吸收。
2橡膠緩沖
為了在更緊湊的安裝,設(shè)計(jì)師們又想了方法,二種方法:橡膠緩沖。(活塞桿的兩端設(shè)置了緩沖墊)
FESTO氣缸注意事項(xiàng):
1)FESTO氣缸緩沖能力固定不可變,緩沖能力小,多用于小型氣缸,防止作動(dòng)噪音。
2)需要注意橡膠老化而導(dǎo)致變形、剝落等現(xiàn)象。
3氣緩沖
FESTO氣缸三種方法:氣緩沖。(通過活塞運(yùn)動(dòng)時(shí),緩沖套及密封圈共同作用在一側(cè)形成一個(gè)封閉的氣室/緩沖腔,來實(shí)現(xiàn)緩沖。)
緩沖腔內(nèi)的氣體只能通過緩沖閥排出。當(dāng)緩沖閥的開度很小時(shí),腔內(nèi)壓力快速上升,該壓力對(duì)于活塞產(chǎn)生反作用力,從而使活塞減速,直停止。
注意事項(xiàng):
1)通過調(diào)節(jié)緩沖閥的開度,緩沖能力可調(diào)。開度越小,緩沖力越大。
2)利用氣缸動(dòng)作時(shí)的背壓而實(shí)現(xiàn)緩沖。氣缸背壓小。緩沖能力也將變小。在使用時(shí),須注意負(fù)載率和氣缸速度的控制方法。
FESTO氣缸講到這里,我們知道氣缸是如何自如的運(yùn)動(dòng)了。但是萬事萬物都有規(guī)矩,氣缸的運(yùn)動(dòng)也是,他們是否都跑到了位了呢?有沒有越界啊?這個(gè)又該由誰來監(jiān)督呢?
磁性開關(guān)——它是判斷氣氣缸是否運(yùn)行到位的反饋信號(hào),控制相應(yīng)的電磁閥完成切換動(dòng)作。
原理:隨活塞移動(dòng)的磁環(huán)靠近或離開開關(guān),開關(guān)中的**被磁化相互吸引或斷開,發(fā)出電信號(hào)。
特點(diǎn):于不需要在氣缸行程兩端設(shè)置機(jī)控閥及其安裝架,不需要在活塞桿端設(shè)置撞塊,所以使用方便,結(jié)構(gòu)緊湊,性高,壽命長,成本低,開關(guān)反應(yīng)時(shí)間快,獲得了廣泛的應(yīng)用。