FESTO气缸工作原理,你真的了解吗?
一般来说,同等排量情况下,气门越多,进排气效率越好,就像一个人跑步,累得气喘吁吁时,需要张大嘴巴呼吸。传统的发动机多是每缸一个进气门和一个排气门,这种二气门配气机构相对比较简单,制造成本低,维修起来也相对容易。对于输出功率要求不太高的普通发动机来说,两气门就能获得较为满意的发动机输出功率与扭矩性能。
FESTO气缸排量较大、功率较大的发动机要采用多气门技术。简单的多气门技术是三气门结构,即在一进一排的二气门结构基础上再加上一个进气门。近年来,各大汽车公司新开发的轿车大多采用四气门结构。四气门配气机构中,每个气缸各有两个进气门和两个排气门。
FESTO气缸提高发动机的吸气、排气效率,新款轿车大都采用四气门技术。当然,大众汽车多采用五气门技术,如老款捷达的20V发动机,宝来1.8T发动机也是五气门。
不过,达到或过六气门不仅使配气结构过于复杂,还会导致发动机寿命缩短,气门开启的空间帘区(气门的圆周和气门的升程)也较小,效率下降。因此,四气门技术目前使用为普遍。
FESTO气缸直线运动往复运动的气缸、摆动运动的摆动气缸、气爪等。
FESTO气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成
1)缸筒
缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。对钢管缸筒,内表面还应镀硬铬,以减小摩擦阻力和磨损,并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外,还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸,缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。
FESTO气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封,活塞与活塞杆用压铆链接,不用螺母。
2)端盖
端盖上设有进排气通口,有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套,以提高气缸的导向精度,承受活塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁,现在为减轻重量并防锈,常使用铝合金压铸,微型缸有使用黄铜材料的。
3)活塞
活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的。
FESTO气缸也有一个问题,如果不使用缓冲装置,当活塞运动到终端时,特别是行程长、速度快的气缸,活塞撞击端盖的动能就会很大,很容易损坏零件,缩短气缸的寿命。
更何况,冲击造成的噪音也相当要命。如果一台没有缓冲装置的气缸噪音是70dB,那整个的噪音会高达140dB,就像处在喷气式飞机的跑道上。这已经达到了人类无法忍受并痛苦难耐的极限。
如何解决这些问题呢?我们的设计人员为气缸做了缓冲设计。
1液压缓冲
种,也是简单气缸缓冲的方法:在气缸前端安装液压缓冲器。
玩笑归玩笑,我们还是要说点正经话,如下是液压缓冲的工作原理图:
通过*的阻尼孔设计,使用矿物油作为介质,来平稳实现从高速轻载到低速重载的转变。
特点:从小能量到大能力量的广泛范围都无需调节,可以实现佳的能量吸收。
2橡胶缓冲
为了在更紧凑的安装,设计师们又想了方法,二种方法:橡胶缓冲。(活塞杆的两端设置了缓冲垫)
FESTO气缸注意事项:
1)FESTO气缸缓冲能力固定不可变,缓冲能力小,多用于小型气缸,防止作动噪音。
2)需要注意橡胶老化而导致变形、剥落等现象。
3气缓冲
FESTO气缸三种方法:气缓冲。(通过活塞运动时,缓冲套及密封圈共同作用在一侧形成一个封闭的气室/缓冲腔,来实现缓冲。)
缓冲腔内的气体只能通过缓冲阀排出。当缓冲阀的开度很小时,腔内压力快速上升,该压力对于活塞产生反作用力,从而使活塞减速,直停止。
注意事项:
1)通过调节缓冲阀的开度,缓冲能力可调。开度越小,缓冲力越大。
2)利用气缸动作时的背压而实现缓冲。气缸背压小。缓冲能力也将变小。在使用时,须注意负载率和气缸速度的控制方法。
FESTO气缸讲到这里,我们知道气缸是如何自如的运动了。但是万事万物都有规矩,气缸的运动也是,他们是否都跑到了位了呢?有没有越界啊?这个又该由谁来监督呢?
磁性开关——它是判断气气缸是否运行到位的反馈信号,控制相应的电磁阀完成切换动作。
原理:随活塞移动的磁环靠近或离开开关,开关中的**被磁化相互吸引或断开,发出电信号。
特点:于不需要在气缸行程两端设置机控阀及其安装架,不需要在活塞杆端设置撞块,所以使用方便,结构紧凑,性高,寿命长,成本低,开关反应时间快,获得了广泛的应用。