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技術文章

Mannesmann Demag MRD系列氣動馬達排氣過程

閱讀:105          發布時間:2025-8-13

    MRM6氣動馬達(若為葉片式結構)的排氣過程是能量轉換與連續旋轉的關鍵環節,其核心機制如下:

一、排氣過程分階段進行

主排氣階段

當壓縮空氣推動轉子旋轉至主排氣口時,工作室內的氣體開始排出。此時,氣體壓力迅速降低,但轉子仍因慣性繼續轉動,利用剩余壓力完成部分做功。

例如,轉子轉到排氣口C位置時,工作室內的壓縮空氣進行一次排氣,隨后其余氣體繼續膨脹,直至轉子轉到輸出口B位置進行二次排氣。

二次排氣階段

部分型號(如葉片式氣動馬達)采用二次排氣設計,在轉子轉到輸出口B時,剩余氣體通過更小的排氣通道排出。此階段氣體壓力進一步降低,但能利用部分膨脹能量提高輸出功率。

這一設計使馬達在相同耗氣量下輸出更高扭矩,適用于重載啟停場景(如礦山機械、絞車)。

二、排氣過程與能量回收的協同作用

絕熱膨脹與做功

在排氣前,壓縮空氣在工作室內經歷絕熱膨脹,推動轉子旋轉并對外做功。膨脹過程持續至氣體壓力與外界平衡,確保能量充分利用。

例如,當工作室前葉片到達主排氣口時,絕熱膨脹結束,但轉子仍通過慣性完成剩余做功。

排氣對連續旋轉的支撐

排氣過程與進氣過程交替進行,形成連續的氣體流動循環。當一側工作室排氣時,另一側工作室同時進氣,確保轉子始終受到不平衡力矩作用,維持連續旋轉。

葉片式馬達的轉子偏心安裝設計,使相鄰工作室葉片產生壓力差,進一步推動轉子轉動。

三、排氣過程的結構保障

配氣閥的精確控制

配氣閥(分配閥)隨曲軸同步旋轉,根據旋轉角度依次打開/關閉各氣缸的排氣通道。其響應時間≤50ms,確保排氣過程與進氣、做功階段無縫銜接。

例如,在四缸馬達中,配氣閥按順序打開氣缸A、B、C、D的排氣通道,形成連續的扭矩輸出。

密封結構防止泄漏

活塞與氣缸間采用雙唇密封設計,或葉片與定子間通過氣壓推力及離心力緊密貼合,防止排氣過程中氣體泄漏,保障能量轉換效率。

密封結構還能隔離水汽與粉塵,延長馬達壽命(如MRD系列維護周期可達每年一次)。

四、排氣過程對性能的影響

輸出功率與效率

二次排氣設計通過延長氣體膨脹時間,提高輸出功率。但葉片式馬達耗氣量較大(效率約30%-50%),需通過優化配氣閥和密封結構提升能效。

活塞式馬達因排氣過程,低速時扭矩更大,但轉速較低(通常1000-2000 min?1)。



Mannesmann Demag MRD系列氣動馬達.png


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