MRM6气动马达(若为叶片式结构)的排气过程是能量转换与连续旋转的关键环节,其核心机制如下:
一、排气过程分阶段进行
主排气阶段
当压缩空气推动转子旋转至主排气口时,工作室内的气体开始排出。此时,气体压力迅速降低,但转子仍因惯性继续转动,利用剩余压力完成部分做功。
例如,转子转到排气口C位置时,工作室内的压缩空气进行一次排气,随后其余气体继续膨胀,直至转子转到输出口B位置进行二次排气。
二次排气阶段
部分型号(如叶片式气动马达)采用二次排气设计,在转子转到输出口B时,剩余气体通过更小的排气通道排出。此阶段气体压力进一步降低,但能利用部分膨胀能量提高输出功率。
这一设计使马达在相同耗气量下输出更高扭矩,适用于重载启停场景(如矿山机械、绞车)。
二、排气过程与能量回收的协同作用
绝热膨胀与做功
在排气前,压缩空气在工作室内经历绝热膨胀,推动转子旋转并对外做功。膨胀过程持续至气体压力与外界平衡,确保能量充分利用。
例如,当工作室前叶片到达主排气口时,绝热膨胀结束,但转子仍通过惯性完成剩余做功。
排气对连续旋转的支撑
排气过程与进气过程交替进行,形成连续的气体流动循环。当一侧工作室排气时,另一侧工作室同时进气,确保转子始终受到不平衡力矩作用,维持连续旋转。
叶片式马达的转子偏心安装设计,使相邻工作室叶片产生压力差,进一步推动转子转动。
三、排气过程的结构保障
配气阀的精确控制
配气阀(分配阀)随曲轴同步旋转,根据旋转角度依次打开/关闭各气缸的排气通道。其响应时间≤50ms,确保排气过程与进气、做功阶段无缝衔接。
例如,在四缸马达中,配气阀按顺序打开气缸A、B、C、D的排气通道,形成连续的扭矩输出。
密封结构防止泄漏
活塞与气缸间采用双唇密封设计,或叶片与定子间通过气压推力及离心力紧密贴合,防止排气过程中气体泄漏,保障能量转换效率。
密封结构还能隔离水汽与粉尘,延长马达寿命(如MRD系列维护周期可达每年一次)。
四、排气过程对性能的影响
输出功率与效率
二次排气设计通过延长气体膨胀时间,提高输出功率。但叶片式马达耗气量较大(效率约30%-50%),需通过优化配气阀和密封结构提升能效。
活塞式马达因排气过程,低速时扭矩更大,但转速较低(通常1000-2000 min⁻¹)。