Structure typique d'un moteur à pistons radiaux à cylindre oscillant

Structure typique d'un moteur à pistons radiaux à cylindre oscillant

La figure B illustre la structure d'un moteur à pistons radiaux à cylindre oscillant avec répartition axiale. L'huile sous pression pénètre dans le cylindre par le tourillon 13, et le corps du cylindre oscille autour de celui-ci pendant le fonctionnement. Il n'y a aucune force latérale entre le piston 12 et le cylindre oscillant, et l'usure est quasiment nulle. La base du piston est conçue pour équilibrer la pression statique, et la force est transmise entre le piston et le vilebrequin 3 par le roulement 11. Ces mesures réduisent les pertes par frottement lors de la transmission de force, améliorant ainsi le rendement mécanique du moteur. Le rendement hydraulique et mécanique du moteur, notamment au démarrage, peut atteindre 90 %, ce qui permet un couple de démarrage très élevé. De plus, les fuites sont considérablement réduites et la fiabilité améliorée grâce à la technologie de répartition axiale du flux ; un joint annulaire en plastique est utilisé entre le piston et le cylindre oscillant, ce qui permet d'obtenir une fuite quasi nulle et d'améliorer considérablement le rendement volumétrique. Ce type de moteur offre une bonne stabilité à bas régime et peut fonctionner sans à-coups à très bas régime (moins de 1 tr/min). La plage de régulation de vitesse est également très large, et le rapport de régulation (rapport entre la vitesse stable maximale et la vitesse stable minimale) peut atteindre 1 000. Grâce à sa structure simple, sa conception rationnelle et ses roulements à grande capacité de charge, ce moteur présente les avantages suivants : faible encombrement, légèreté, fiabilité, longue durée de vie et faible niveau sonore. La figure ci-dessous illustre la configuration d'un moteur à pistons radiaux à cylindrée fixe et cylindre oscillant.

③ Moteur à pistons radiaux à équilibrage hydrostatique Ce type de moteur est également appelé moteur à équilibrage hydrostatique, qui appartient au moteur sans bielle, et sa structure est illustrée dans la figure C.

Le carter 4 du moteur comporte cinq cylindres plongeurs (numérotés IV) répartis radialement, et les cinq pistons plongeurs 2 sont respectivement installés dans ces cylindres. Ce type de moteur supprime la bielle, et la roue à cinq étoiles 5, montée sur l'excentrique 1 du vilebrequin 6, fait office de bielle. Chacun des cinq trous radiaux de la roue à cinq étoiles est équipé d'une bague de pression 7, et la face supérieure de la bague de pression et du piston est pourvue de trous traversants centraux correspondants. Le vilebrequin 6 est supporté par une paire de roulements à rouleaux coniques 8, dont une extrémité est un arbre de sortie allongé, et l'autre extrémité est pourvue de deux rainures annulaires (C et D) qui sont respectivement reliées aux orifices d'entrée et de retour d'huile a et B sur le collecteur de courant 10. Deux rainures sont usinées sur la roue excentrique au milieu du vilebrequin, et les deux rainures sont respectivement reliées à l'entrée et à la sortie d'huile a et B à travers le trou axial et la rainure annulaire sur le vilebrequin.

Lorsque le moteur fonctionne, l'huile haute pression pénètre dans le collecteur de courant 10 par l'orifice a, traverse la rainure annulaire D du vilebrequin, le trou axial et la chambre d'orifice située à gauche de l'excentrique, puis pénètre par le trou traversant entre la roue à cinq étoiles, la bague de pression et le piston, et atteint les cylindres IV et V pour former la chambre de liquide haute pression. L'huile haute pression agit directement sur l'excentrique du vilebrequin et sa force résultante crée un couple sur le centre de rotation du vilebrequin par l'intermédiaire du centre de l'excentrique (excentricité e), ce qui entraîne la rotation du vilebrequin dans le sens horaire. Après avoir tourné d'un angle, le cylindre I est également relié à la chambre haute pression. Ainsi, deux ou trois cylindres sont alimentés en huile haute pression en alternance. Pendant le fonctionnement du moteur, la roue à cinq étoiles se déplace dans un plan par rapport au piston, tandis que ce dernier effectue des mouvements de haut en bas. Au démarrage ou à vide, la force élastique du ressort 3 dans le piston creux surmonte le frottement entre le piston et la paroi du cylindre, de sorte que la surface inférieure du piston est en contact étroit avec la bague de pression. Lors du changement du sens d'écoulement d'entrée et de sortie, le moteur s'inverse. Ce type de moteur peut être à rotation par vilebrequin ou par coquille. Le vilebrequin étant fixe, le manchon de soupape 9 peut être supprimé, ce qui simplifie considérablement la structure et réduit le coût. Un moteur à double arbre de sortie peut supporter une charge plus importante qu'un moteur à simple arbre de sortie. Afin d'augmenter le couple, un moteur à équilibrage hydrostatique à double rangée de pistons (deux roues excentriques) est parfois fabriqué. Afin d'équilibrer les forces radiales exercées sur le vilebrequin, les directions excentriques des deux roues excentriques sont décalées de 180°.

Comparé au moteur à bielle, le moteur à équilibrage hydrostatique présente les caractéristiques suivantes : le vilebrequin assure la transmission de puissance et l'arbre de distribution, ce qui réduit l'encombrement axial du moteur ; le remplacement de la bielle par une roue à cinq branches simplifie la structure et le processus, et réduit l'encombrement radial. Cependant, la suppression de la bielle entraîne une augmentation de la force latérale entre le piston et l'alésage du cylindre, ainsi qu'un glissement entre la roue à cinq branches et la surface inférieure du piston, et entre la roue à cinq branches et la roue excentrique. Les pertes de charge dues au mouvement relatif entre les surfaces mobiles sont importantes, ce qui affecte le rendement mécanique du moteur. L'huile sous pression agit directement sur la roue excentrique du vilebrequin pour former un couple et faire tourner le vilebrequin. À ce moment, la pression hydraulique exercée sur le piston, la bague de pression et la roue à cinq branches est proche de l'équilibre de pression statique. Par conséquent, dans le travail, le piston, la bague de pression et la roue à cinq étoiles ne jouent que le rôle d'étanchéité pour ne pas provoquer de fuite d'huile sous pression, c'est pourquoi on parle de moteur à équilibrage de pression statique.