Typischer Aufbau eines Schwenkzylinder-Radialkolbenmotors

2025.03.14

Typischer Aufbau eines Schwenkzylinder-Radialkolbenmotors

Abbildung B zeigt den Aufbau eines Radialkolbenmotors mit Schwenkzylinder und stirnseitiger Strömungsverteilung. Das Drucköl gelangt über den Zapfen 13 in den Kolbenzylinder, der während des Betriebs um diesen schwenkt. Zwischen Kolben 12 und Schwenkzylinder entsteht keine Querkraft, und es tritt nahezu kein Verschleiß auf. Der Kolbenboden ist als statische Druckwaage ausgeführt, und die Kraftübertragung zwischen Kolben und Kurbelwelle 3 erfolgt über das Wälzlager 11. Diese Maßnahmen reduzieren die Reibungsverluste bei der Kraftübertragung und verbessern so den mechanischen Wirkungsgrad des Motors. Der hydraulisch-mechanische Wirkungsgrad des Motors kann insbesondere im Anlauf bis zu 90 % erreichen, wodurch das Anlaufdrehmoment sehr hoch ist. Zusätzlich wird die Leckage durch die stirnseitige Strömungsverteilung deutlich reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert. Zwischen Kolben und Schwenkzylinder kommt eine Kunststoff-Kolbenringdichtung zum Einsatz, die nahezu keine Leckage verursacht und den volumetrischen Wirkungsgrad deutlich verbessert. Dieser Motortyp zeichnet sich durch eine hohe Stabilität bei niedrigen Drehzahlen und einen ruhigen Lauf bei sehr niedrigen Drehzahlen (unter 1 U/min) aus. Der Drehzahlregelbereich ist ebenfalls sehr groß, und das Drehzahlregelverhältnis (das Verhältnis der höchsten zur niedrigsten stabilen Drehzahl) kann bis zu 1000 betragen. Dank seiner einfachen Struktur, der rationellen Konstruktion und der hochbelastbaren Lager bietet der Motor die Vorteile eines geringen Volumens, geringen Gewichts, zuverlässigen Betriebs, einer langen Lebensdauer und geringen Geräuschpegels. Die folgende Abbildung zeigt die physikalische Form eines Radialkolbenmotors mit Schwenkzylinder und festem Hubraum.

3. Hydrostatisch ausgeglichener Radialkolbenmotor. Dieser Motortyp wird auch als hydrostatisch ausgeglichener Motor bezeichnet, der zu den Motoren ohne Pleuelstange gehört. Sein Aufbau ist in Abbildung C dargestellt.

Am Motorgehäuse 4 sind fünf Kolbenzylinder (IV) radial gleichmäßig verteilt. Die fünf Kolben 2 sind jeweils in den Kolbenzylindern des Gehäuses montiert. Bei diesem Motortyp entfällt die Pleuelstange. Das Fünfsternrad 5, das auf dem Exzenter 1 der Kurbelwelle 6 sitzt, fungiert als Pleuelstange. In jede der fünf radialen Bohrungen des Fünfsternrads ist ein Druckring 7 eingesetzt. Die obere Stirnfläche des Druckrings und des Kolbens weist entsprechende mittlere Durchgangsbohrungen auf. Die Kurbelwelle 6 wird von einem Paar Kegelrollenlagern 8 getragen. Ein Ende davon ist eine verlängerte Abtriebswelle und das andere Ende ist mit zwei ringförmigen Nuten (C und D) versehen, die jeweils mit den Öleinlass- und -rücklaufanschlüssen a und B am Stromkollektor 10 verbunden sind. In der Mitte der Kurbelwelle sind auf dem Exzenterrad zwei Nuten eingearbeitet und die beiden Nuten sind jeweils durch die axiale Bohrung und die ringförmige Nut an der Kurbelwelle mit dem Öleinlass und -auslass a und B verbunden.

Wenn der Motor läuft, gelangt das Hochdrucköl über Anschluss A in den Stromkollektor 10, passiert die Ringnut D der Kurbelwelle, die Axialbohrung und die Anschlusskammer links vom Exzenter, gelangt in die Durchgangsbohrung zwischen Fünfsternrad, Druckring und Kolben und erreicht die Zylinder IV und V, wo es die Hochdruckflüssigkeitskammer bildet. Das Hochdrucköl wirkt direkt auf den Exzenter der Kurbelwelle, und die resultierende Kraft erzeugt ein Drehmoment auf den Rotationspunkt der Kurbelwelle durch den Mittelpunkt des Exzenters (Exzentrizität e), sodass sich die Kurbelwelle im Uhrzeigersinn dreht. Nach einer Winkeldrehung wird auch Zylinder I mit der Hochdruckkammer verbunden. Auf diese Weise werden zwei oder drei Zylinder abwechselnd mit Hochdrucköl versorgt. Während des Motorbetriebs bewegt sich das Fünfsternrad in einer Ebene relativ zum Kolben, während sich der Kolben auf und ab bewegt. Beim Anlaufen oder im Leerlauf überwindet die elastische Kraft der Feder 3 im Hohlkolben die Reibung zwischen Kolben und Zylinderwand, sodass die Unterseite des Kolbens in engem Kontakt mit dem Druckring steht. Beim Ändern der Durchflussrichtung von Ein- und Auslass kehrt der Motor um. Dieser Motortyp ist sowohl als Kurbelwellen- als auch als Mantelrotationsmotor erhältlich. Da die Kurbelwelle fest ist, kann die Ventilhülse 9 entfallen, was die Konstruktion erheblich vereinfacht und die Kosten senkt. Ein Motor mit doppelter Verlängerungswelle kann mehr Last tragen als ein Motor mit einfacher Verlängerungswelle. Um das Drehmoment zu erhöhen, wird manchmal ein hydrostatischer Ausgleichsmotor mit doppelreihigem Kolben (zwei Exzenterräder) hergestellt. Um die radialen Kräfte auf die Kurbelwelle auszugleichen, sind die Exzenterrichtungen der beiden Exzenterräder um 180° versetzt.

Im Vergleich zu einem Pleuelstangenmotor weist ein hydrostatischer Ausgleichsmotor folgende Eigenschaften auf: Die Kurbelwelle dient als Kraftübertragungs- und Verteilungswelle, wodurch die axiale Abmessung des Motors kleiner ist. Der Ersatz der Pleuelstange durch ein Fünfsternrad vereinfacht Konstruktion und Prozess und reduziert die radiale Abmessung. Der Wegfall der Pleuelstange führt jedoch zu einer Erhöhung der Querkraft zwischen Kolben und Zylinderbohrung sowie zu einem hohen Gleitreibungsverlust zwischen Fünfsternrad und Kolbenboden sowie zwischen Fünfsternrad und Exzenterrad. Dies beeinträchtigt den mechanischen Wirkungsgrad des Motors. Das Drucköl wirkt direkt auf das Exzenterrad der Kurbelwelle, erzeugt ein Drehmoment und versetzt die Kurbelwelle in Drehung. Der Hydraulikdruck auf Kolben, Druckring und Fünfsternrad nähert sich dabei dem statischen Druckausgleich an. Daher dienen Kolben, Druckring und Fünfsternrad im Betrieb nur der Abdichtung und verhindern ein Austreten von Drucköl. Daher spricht man von einem statischen Druckausgleichsmotor.

Hinterlassen Sie Ihre Daten und
Wir werden uns bei Ihnen melden.

Phone

WeChat