发动机气泵为什么有些是皮带轮传动的,有些是齿轮传动的?
气泵工作原理是:发动机通过两根三角带驱动气泵曲轴,从而驱动活塞进行打气,打出的气体通过管线导入储气筒。另一方面储气筒又通过一根气管线将储气筒内的气体导入固定在气泵上的调压阀内,从而控制储气筒内的气压。当储气简内的气压未达到调压阀调定的压力时,从储气筒内进入调压阀的气体不能项开调压阀阀门;当储气筒内的气压达到调压阀调定的压力时,从储气筒内进入调压阀的气体顶开调压阀阀门,进入气泵内与调压阀相通的气道,并通过气道控制气泵的进气口常开,从而使气泵空负荷运转,达到减少动力损耗,保护气泵的目的。当储气筒内的气压因损耗而低于调压阀调定的压力时,调压阀内的阀门由回位弹簧将其回位,断开气泵的控制气路,气泵又重新开始打气。
气泵的冷却方式是利用发动机的冷却液对其进行冷却。发动机的冷却液由水道经水管线进入气泵,在气泵内循环后又由水管线回到发动机的冷却系统进行散热。
气泵的润滑方式是利用发动机的机油进行润滑。发动机的机油经油道通过油管线进入气泵曲轴内的油道,以润滑轴瓦和连杆瓦,之后回到气泵的曲轴箱内,曲轴又将曲轴箱内的机油通过飞溅润滑的方式对缸套及活塞进行润滑。最后气泵曲轴箱内的机油通过管线又流回到发动机的油底壳内进行冷却。
水环真空泵有很多种型号,不同型号、不同功率的水环真空泵,其的转速也是不同的,像2BV,SK,2SK系列的水环真空泵,功率小于4KW的其转速一般是:2880(r.p.m),功率在4KW至15KW的,其转速一般是:1450(r.p.m),功率在15KW至30KW的,其转速一般是:970(r.p.m),30KW至90KW的,其转速一般是:740(r.p.m)。。以上是我从事水环真空泵以来得出的结论,希望能帮到你........
2、在管道上设置旁路,旁路上装两阀门,阀门之间形成容室,并保证旁路中始终有介质流过(如在主管中加节流件),采样时关闭两阀门截取容室中的气体,然后向容室内注水(或其它液体)破除真空并形成正压,从容室中取样。前提是水蒸汽不影响分析。
3、使用抽气设备。
一、产生和优点
目前各种真空泵的发展愈来愈受到真空应用场合的影响,一般的真空系统无法满足清洁无油及耐腐蚀的要求,因此近年来干式真空泵市场需求量很大,真空获得产品已经出现更新换代的局面,大量的有油真空系统已被无油清洁的真空系统所代替。国外几乎每一家较大的真空公司都生产各种不同型式的干式真空泵.螺杆真空泵属于非接触型干式泵,是20世纪90年代初期出现的一种理想的泵种,以其抽速范围宽、结构简单紧凑、抽气腔元件无摩擦、寿命长、能耗低、无油污染等优点。
干式螺杆真空泵由于其优越的性能,在欧美和日本目前已经成为微电子、半导体、制药、精密加工等行业首选真空获得设备,日本在螺杆压缩机基础上,很早就研发出了真空泵的多头转子型线,并投入市场。德国几家真空设备公司也逐步的开发出了等螺距、变螺距转子型线,并在转子和机体冷却方面做了很多研究。螺杆泵的技术关键问题。中国的威海智德真空科技有限公司在2008年也将螺杆真空泵的生产进入批量化生产,在化工制药等行业得到很好的应用。
二、主要结构
传动轴连接主动转子,通过同步齿轮带动从动转子旋转,在壳体上开有冷却水通道,用来冷却转子和排气口温度,同步齿轮及轴承用油润滑,轴承和壳体内部通过密封件来密封以达到无油的效果。干式螺杆真空泵同无油螺杆压缩机在密封和润滑上结构类似,一般真空泵的排气端用机械式密封件,进气侧通常用双唇形密封件。在传动方式上,目前通用的是直连电机,用联轴器与转子连接,极少数用皮带或者传动链传动。 等螺距螺杆泵由于无内压缩过程,排气温度非常高,如冷却效果不好,会造成转子和机壳变形,影响抽气效果。冷却机壳是必不可少的一个环节,水冷是最常见的方法,在机壳本体、轴承外侧通冷却水,可以达到冷却壳体进而冷却转子的目的。
三、国内外生产公司概况
1、威海智德真空科技有限公司是中国最早研发干式螺杆真空泵的企业,从2004年起便开始进行型线与结构性能方面的研究。在2007年国内干式螺杆真空泵的市场基本被国外厂家占据的时候,公司投入大量资金将该产品转入批量化的生产,并得到国家的大力支持获得各类省级国家级科技奖项和资金。公司生产的GENT干式螺杆真空泵极限真空更高,消耗功率更低,具有节能,免维修等优点。它是油封式/喷射式/水环式真空泵的更新换代产品,在国内各大制药和化工企业得到大量应用。针对不同工艺条件,其过流部件(即转子和泵体等与气体接触的部分)均有防腐涂层,包括镍磷涂层和PTFE两种。
2、德国莱宝公司在2002年底正式推出的SREWLINE系列螺杆式无油压缩真空泵是一种专门为工业应用(非半导体应用)设计的干式泵,它是一种全新的设计,是专门用来解决工业应用中艰苦的真空问题,如粉尘、焦油等。此泵也是采用变螺距转子,有内压缩过程,泵腔内无轴承和密封,大大降低了故障率,泵腔内没有内部阀门,因而耐粉尘和焦油能力强,此泵的螺杆采用内部中空冷却,可以降低转子温度和热变形,螺杆寿命长。
3、德国普旭公司的COBRAN系列螺杆泵,制程工艺最理想的真空泵,特别适用于化工和制药行业的各工艺流程。普旭是世界上最大的真空泵、鼓风机和压缩机的供应商之一,真空泵的质量较高,相比其他厂家,在欧洲市场占有率极高,价格偏贵。
4、德国里奇乐的VSA/VSB系列,VSA系为等螺距转子,市场评价较好,性能稳定。VSB系列是变螺距转子设计(非线型齿形设计),同其他几家一样,通过内压缩来改变泵的功耗和排气温度,不用两级压缩中间冷却,单级即可实现很高的真空度。在密封件上做了改进,静态密封元件优选Viton材料,在有特殊要求的情况下选择PTFE或者添加有PTFE的密封件。动态密封元件在真空泵吸入侧用双密封唇;真空泵排气侧用简单的带有防止气体外溢的密封圈,以防止固体物质进入泵内。
这种三缸发动机是宝马新研制的涡轮增压缸内直喷双变正时的顶级发动机,排量达到1.5L,具体参数如下:
宝马发动机的基本模型被分析如下。
B38K15T0发动机的外观如下图所示。 这台发动机是在以前的B38发动机的基础上改进的。 主要变化是:
)1)发动机机械结构
根据曲轴箱调整了机械冷却液泵的端面安装位置。 这与安装空间有关,因为在高电压下启动发电机和吸气装置需要更多的空间。
将主轴承和连杆轴承的直径增大到50mm。
采用重力铸造方式制造气缸盖。 这样会增加气缸盖的密度,使其更加牢固。
将排气阀阀杆直径增大到6mm。 由此,可以防止阀重叠时因增压压力高而产生的阀的振动。
)2)供油系统
电动真空泵起一体化机械真空泵的作用,因此油泵减轻了1kg。
在油底壳前侧连接稳定杆连杆。
(3)皮带传动机构
采用新开发的皮带传动机构。 如下图所示,使发电机在高电压下工作,启动内燃机。 废除小齿轮起动器后,不再使用传统的起动器。
由于皮带传动机构内的力较大,机械冷却液泵壳内的驱动轴轴承得到了加强。
取消了皮带传动机构内的制冷剂压缩机。 在此,置换为电动机的电动制冷剂压缩机。
采用新开发的皮带张紧器。
三角带从六肋增加到八肋。
调整后的减震器带有分离皮带轮。
(4)进气排气系统
双管无过滤空气进气装置可由一个执行机构根据情况投入。
首次采用水冷式节气门。
用吸气装置内内置的间接增压空气冷却器冷却增压空气。
废气涡轮增压器的涡轮壳体集成在钢制歧管内。
通过改变涡轮几何结构达到最高1.5bar(1bar=0.1MPa )的增压压力,由电动废气旁通阀控制。
通过壳体冷却废气涡轮增压器。
B38K15T0发动机缸体组件
B38K15T0发动机平衡轴组件
B38K15T0发动机曲轴连杆机构
B38K15T0发动机配气机构
B38K15T0发动机冷却系统
B38K15T0发动机涡轮增压进气系统
B38K15T0发动机燃料供给系统
汽油发动机在进气歧管可以产生较高的真空压力,而在柴油发动机和汽油直喷发动机需安装真空泵提供真空来源,满足真空助力制动系统要求。
真空助力制动系统
乘用车和轻型商用车的制动系统主要采用液压作为传动媒介,与可以提供动力源的气压制动系统相比,其需要助力系统来辅助驾驶员进行制动。真空制动助力系统也称作真空伺服制动系统,伺服制动系是在人力液压制动的基础上加设一套由其他能源提供制动力的助力装置,使人力与动力可兼用,即兼用人力和发动机动力作为制动能源的制动系。在正常情况下,其输出工作压力主要由动力伺服系统产生,因而在动力伺服系统失效时,仍可全由人力驱动液压系统产生一定程度的制动力。
如图1所示为某轿车的真空助力式(直动式)伺服制动系回路图,它采用了左前轮制动油缸与右后轮制动油缸为一液压回路、右前轮制动油缸与左后轮制动油缸为另一液压回路的布置,即为对角线布置的双回路液压制动系统。真空助力器气室与控制阀组合的真空助力器在工作时产生推力,也同踏板力一样直接作用在制动主缸的活塞推杆上。
其中核心部件真空助力器的工作过程是:在非工作的状态下,控制阀推杆回位弹簧将控制阀推杆推到右边的锁片锁定位置,真空单向阀口处于开启状态,控制阀弹簧使控制阀皮碗与空气阀座紧密接触,从而关闭了空气阀口。此时真空助力器的真空气室和应用气室分别通过活塞体的真空气室通道与应用气室通道经控制阀腔处相通,并与外界大气相隔绝。发动机起动后,发动机的进气歧管处的真空度上升,随之,真空助力器的真空气室、应用气室的真空度均上升,并处于随时工作的准备状态。
当进行制动时,踩下制动踏板,踏板力经杠杆放大后作用在控制阀推杆上。首先,控制阀推杆回位弹簧被压缩,控制阀推杆连同空气阀柱往前移。当控制阀推杆前移到控制阀皮碗与真空单向阀座相接触的位置时,真空单向阀口关闭。此时,助力器的真空气室、应用气室被隔开。此时,空气阀柱端部刚好与反作用盘的表面相接触。随着控制阀推杆的继续前移,空气阀口将开启。外界空气经过滤气后通过打开的空气阀口及通往应用气室的通道,进入到助力器的应用气室(右气室),伺服力产生。由于反作用盘的材质(橡胶件)有受力表面各处的单位压强相等的物理属性要求,使得伺服力随着控制阀推杆输入力的逐渐增加而成固定比例(伺服力比)增长。由于伺服力资源的有限性,当达到最大伺服力时,即应用气室的真空度为零时(即一个标准大气压),伺服力将成为一个常量,不再发生变化。此时,助力器的输入力与输出力将等量增长;取消制动时,随着输入力的减小,控制阀推杆后移,真空单向阀口开启后,助力器的真空气室、应用气室相通,伺服力减小,活塞体后移。就这样随着输入力的逐渐减小,伺服力也将成固定比例(伺服力比)的减少,直至制动被完全解除。
真空泵的组成和工作原理
对于真空助力系统的真空来源,装有汽油发动机的车辆由于发动机采用点燃式,因此在进气歧管可以产生较高的真空压力,可以为真空助力制动系统提供足够的真空来源,而对于柴油发动机驱动的车辆,由于发动机采用压燃式CI(Compression Ignition cycle),这样在进气歧管处不能提供相同水平的真空压力,所以需要安装提供真空来源的真空泵,另外,对于为了满足较高的排放环保要求而设计的汽油直喷发动机GDI(Gasoline Direct Injection),在进气歧管处也不能提供相同水平的真空压力来满足真空制动助力系统的要求,因此也需要真空泵来提供真空来源,真空泵在系统中的位置如图3所示。
真空泵主要由泵体、转子、叶片以及进排气口等部分组成,如图4所示,以单叶片真空泵为例,当驱动扭矩通过发动机凸轮轴和真空泵连接器来使转子旋转,从而带动塑料的单叶片沿着真空泵容腔的轮廓,并以容腔的偏心位置进行转动,图4位置的单叶片的上侧分为两个容腔,左侧为真空腔,随着单叶片的旋转其容腔的容积越来越大,从而产生真空度同时通过与真空助力器相连接并带有单向阀的进气口使真空助力器增加真空度,右腔为压缩腔,随着单叶片的旋转其容腔的容积越来越小,将润滑油和从真空助力器中抽取的空气压缩到发动机。来自发动机的润滑油从转子中心进入来润滑真空泵容腔和相应的部件,并起到对单叶片上的浮动端子和容腔轮廓之间的密封作用。
在汽车领域的制动助力真空系统应用的真空泵,其主要类型有以下几种:单叶片式真空泵、柱塞式真空泵和多叶片式真空泵,其中单叶片式真空泵和多叶片式真空泵应用的较多。这三种真空泵的主要驱动形式如下:
单叶片式真空泵的驱动形式一般为发动机凸轮轴驱动。
柱塞式真空泵的驱动形式一般为凸轮驱动。
多叶片式真空泵的驱动形式一般为皮带、发电机、齿轮和电机。
真空泵的技术特点
为真空助力器系统提供真空来源的真空泵,其技术特点主要有:
1.由于真空泵的驱动源来自发动机的凸轮轴,因此应对其连接触点和执行部件进行加载动态分析,根据客户提供的发动机凸轮轴振动谱和输入扭矩进行动态分析,保证其在动态载荷下的可靠性。
2.通过对真空泵的动态分析,可以获得发动机凸轮轴和真空泵连接器的接触点的加载值,从而根据接触点的加载输入数据对真空泵的连接部件和执行部件进行静态分析和疲劳分析保证其可靠性。
3.真空泵容腔的轮廓对叶片的加速度和减速度、叶片与轮廓之间的摩擦、功率的消耗,NVH振动和噪声等都有较大影响。因此容腔的轮廓设计非常重要,威伯科公司通过真空泵轮廓设计优化软件对其进行最优化设计,可以获得唯一最优的容腔轮廓。
通过最优化设计获得的真空泵特有的唯一轮廓参数可以优化以下性能:使加速度过渡更加平顺;降低发动机功率的消耗;降低振动和噪声;降低零部件之间的磨损;延长真空泵的使用寿命。
4.在真空泵的主要应用类型中,其中单叶片式真空泵应用最多,因为单叶片真空泵有其无法替代的优点:基于高的成本有效率的设计;较低的发动机功率消耗,对节能有着重要的意义;在适用的温度范围内更加有效的真空性能、较高的耐用性、较低的润滑油流量、重量轻和零部件少、较低的振动和噪声。
5.单片式真空泵与多片式真空泵的对比
叶片式真空泵的单叶片和多叶片,各自有其不同的技术特点,其中单叶片真空泵主要应用在转速较低的范围,而多叶片真空泵主要应用在高转速的范围领域,如图6所示。单叶片和多叶片真空泵的特点对比如附表所示。
北京德世科技隔膜真空泵产品的使用
1. 该产品只能用于抽空气,少量水蒸气亦可
2. 禁止让腐蚀性的液体或颗粒材料进入泵内。油类污染物或者其他液体必须先过虑出去。
3. 工作环境温度不能超过55℃。
4. 不能在高海拔的地方使用本产品,在高海拔地区低气压会对产品有影响。 5. 该产品属于精密仪器,禁止受脏受潮。 6. 禁止带压启动
隔膜真空泵操作规程
1.检查气路、油路确保畅通检查紧固件、密封条并适当进行调整检查传动轴套、皮带的磨损情况。在检查完好后,及时与上、下工序联系,然后才能起动隔膜泵。
2.接通电源时,必须先检查皮带轮的转动方向须与泵盖上的箭头指示方向一致(泵的方向为顺时针方向)。
3.对泵体应保持清洁。特别是吸管和排管口不得有异物、脏物堵塞。应开启冷却水、三通阀,使泵和大气畅通无阻。
4.隔膜泵在运转时,缸体内应无冲击声,发现异常响声或电机温升过高,应停车维修和调整。
5.经常巡视检查电流表、真空压力表、油压表以及上、下工序衔接情况,发现问题后应及时处理或报告。
6.遵守电瓷工一般安全操作规程。
我们在操作实验室北京德世科技隔膜真空泵时,可以遵循以下安全操作事项:
1.检查气路、油路确保畅通检查紧固条、密封条并适当进行调整检查传动轴、皮带的磨损情况。检查完好后,及时与上、下工序联系,然后才能气动隔膜泵。
2.接通电源后,必须先检查皮带轮的转动方向须与泵盖上的箭头指示方向一致(泵的方向为顺时针方向)。
3.实验室隔膜真空泵在运转时,缸体内应无冲击声,发现异常响声或温升过高,应停车维修和调整。
4.泵体应保持清洁。特别是泵管和排管口不得有异物、赃物堵塞。应开启冷却水、三通阀,使泵和大气畅通无阻。
5.经常巡视检查电流变、真空压力表、油压表及上、下工序衔接情况,发现问题后应及时处理和报告。
另外,实验室隔膜真空泵在维修前一定要断开电源,如果电机无法运转,或者其在压力下开始运转缓慢,关掉开关断开电源。确保供给电源与铭牌上所示电源一致。检查插头、电线还有开关,看是否有老化脱落现象,如果泵过热或者噪音过大,立即停止运转,进行维修。
如果在操作中,实验室真空泵电机突然烧毁无法操作了,那么可能的原因有
1、电源电压不正常
2、电机本身绕组有局部短路
3、负载(真空泵)有问题。