一种复速级冲击涡轮式气启动马达涡轮的流场分析与实验

设计了一种复速级冲击涡轮式气启动马达,满足工程车辆、煤矿车辆频繁启动及防爆等需求。介绍了其涡轮工作原理和具体结构组成,分析了其涡轮驱动的流场情况,研究了其输出特性。在流场分析基础上,对马达输出的扭矩和机械功率进行了实验研究。结果表明:复速级冲击涡轮式气启动马达输出扭矩与转速呈现较好的线性关系,调速幅度宽,符合实际应用要求。

新型涡轮式气启动马达的结构设计

针对工程车辆使用特点和发动机的配置需求,设计了一种新型涡轮式气启动马达,通过对单向器、齿轮推进装置以及连接装置等进行结构创新,避免了顶齿现象发生,且它具有体积小、强度高、传动可靠、寿命长以及小齿轮拆换方便等优点。动力总成设计采用双级冲击式涡轮转子,由2个定子和2个转子组成气道,提高了气体动能利用率。传动总成设计是在现有棘轮式单向器基础上加以改进,采用滚动摩擦和轴承支承结构,使得空气通过气路接口推动活塞轴向移动,减少了零件个数及摩擦。减速总成设计采用行星减速器,可实现极低速运转,同时具有质量轻、体积小、转矩和过载能力大、摩擦少且结构简单等优点。对该马达进行现场试验测试,试验结果表明,该结构与汽车发动机更为匹配,更能满足发动机启动要求,使机动车发动机顺利启动;其适应气源条件更宽,在无补气条件下可实现车辆多次启动,使得车辆气启动更为可靠。该新型气启动马达为发动机启动提供了一种选择,也对国内气动马达的发展起到了促进作用。

一种新型气启动马达的保护控制装置

根据复速级冲击涡轮式气启动马达工作原理提出一种新型的保护控制装置设计方案,包括机械结构和气压控制气路两方面。其中机械结构方面解决了发动机的飞轮齿圈和马达的小齿轮撞击及重复碰撞问题,另一方面解决了发动机启动后转速300r/min以内就立即切断气启动马达控制气路问题,使气启动马达的小齿轮和发动机的飞轮齿圈分离,同时在发动机工作时气动启动系统也禁止工作,达到真正保护发动机目的。介绍该保护控制装置结构原理图,详细描述其工作流程,并对该保护系统进行了仿真分析,通过控制单向节流阀的流速,实现了对二位三通气动换向阀的控制。简述了它在实际应用中的特点。该新型气启动马达的保护控制装置为同行业类似产品开发提供了参考。