|
动力机的分类
一、动力机的种类
动力机是驱动执行机构运动的机械，又称为原动机。本节仅介绍几种常用的动力
机，包括电动机、液压马达、气动马达和内燃机。
（一）电动机
电动机是一种将电能转变成旋转机械能的能量转换装置，是最常用的动力机。按不
同的使用电源，可分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机根据电动机的转速
与旋转磁场的转速是否相同，又可分为同步电动机和异步电动机两种。直流电动机则根
据励磁方式分为他励、并励、串励、复励等形式。
1）三相异步电动机
三相异步电动机使用三相交流电源，是生产中广泛使用的一种电动机，它的品种很
多，主要分类如下：
（1）按转子结构形式分类 根据转子的结构形式，三相异步电动机分为笼形电动机
和绕线形电动机。笼形电动机结构简单、耐用、易维护、价格低、特性硬，但启动和调
速性能差，轻载时功率因数较低，广泛用于无调速要求的机械。绕线形电动机结构较复
杂、维护较麻烦、价格稍贵，但启动转矩大，启动时功率因数较高，可进行小范围调
速，且调速控制简单，广泛用于启动次数较多、启动负载较大或小范围调速的机械，如
提升机、起重机及轧钢机械等。
（2）按外壳结构形式分类 根据外壳结构形式的不同三相异步电动机可分为开启
式、防护式、封闭式和防爆式。可根据电动机的防护要求选择其外壳结构形式。
（3）按安装形式分类 按不同的安装形式，三相异步电动机可分为立式、卧式及机
座有底脚或端盖有凸缘或既有底脚又有凸缘等形式，以适应各种不同的安装需要。
此外，还有齿轮减速异步电动机、电磁调速异步电动机、异步整流子变速电动机等
多种类型。
2）直流电动机
直流电动机需使用直流电源，与交流电动机相比，它具有调速性能好，调速范围
宽，启动转矩大等特点。直流电动机的铭牌数据有额定功率P、额定电压U、额定电流
NN
I、额定转速N、励磁电压U、励磁电流I和励磁方式等。
Nnff
3）同步电动机。
同步电动机是一种用交流电流励磁建立放置的电枢磁场，用直流电流励磁构成旋转
的转子磁极，依靠电磁力的作用，旋转磁场牵着旋转磁极同步旋转的电动机。同步电动
机的最大优点是：能在功率因数cosφ＝1的状态下运行，不需从电网吸收无功功率。改
变转子励磁电流大小，可调节无功功率大小，从而改善电网的功率因数。因此，不小长
期连续工作而需保持转速不变的大型机械，如大功率离心式水泵和通风机等常采用同步
电动机作为电动机，但同步电动机的结构较异步电动机复杂，造价较高，而且其转速是
不能调节的。
机械产品除了常用上面介绍的几种电动机外，还有一种单相异步电动机，使用单相
交流电源供电。这种电动机的效率和功率因数较低，过载能力较差，容量很少超过
0．6kW，故只适用于小型机械设备和家用电器。
（二）液压马达
液压马达又称油马达，它是把液压能转变成旋转机械能的一种能量转换装置。液压
马达按输出转矩的大小和转速高低可以分为两类：一类是高速、小转矩液压马达，转速
范围一般在3003000r／min或更高，转矩在几百牛顿米以下；另一类是低速、大转矩液压
马达，转速一般低于300r／min，转矩为几百至几万牛顿米。
液压马达根据其结构形式不同又有如下分类：
高速、小转矩液压马达多采用齿轮式，叶片式和轴向柱塞式等结构形式；而低速、
大转矩液压马达常采用径向柱塞式以及非圆齿轮式。
（三）气动马达
气动马达的作用类同于液压传动中的液压马达，它以压缩空气为动力输出转矩，驱
动执行机构作旋转运动。气动马达按工作原理可分为容积式和透平式两大类。容积式气
动马达根据其结构不同又可分成许多形式，具体分类如下：
透平式和齿轮式气动马达一般很少使用。叶片式气动马达与叶片式液压马达原理很
相似，如图2－2所示，一般有310个叶片安装在转子的径向槽内，转子则装在偏心的
定子内。当压缩空气进入定子腔后，周围径向分布的叶片由于偏心而受力不平衡，因此
产生转矩。压缩空气由进气口8经喷口7射向叶片6，使叶片带动转子5逆时针方向旋
转，废气从排气口4排出。气缸内的余气经孔道2、排气口1排除。如需改变气动马达
旋转的方向，只需改变进气口的方向，即由孔道1进气，从孔道4和8排气。
（四）内燃机
内燃机是指燃料在气缸内部进行燃烧，直接将
产生的气体（即工质）的含的热能转变为机械能的
机械。内燃机按其主要运动机构的不同，分为往复
活塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两大类。
目前普遍采用的是往复式内燃机，其分类如下：
（1）按燃料种类 可分为柴油机、汽油机、煤
气机。
（2）按一个工作循环的冲程数 可分为四冲程
内燃机、二冲程内燃机。
（3）按燃料点火方式 可分为自燃式内燃机、
图2－2 叶片式气动马达示意图
1—排气口；2—孔道；3—定子；4—排气口；点然式内燃机。
5—转子；6—叶片；7—喷口；8—进气口（4）按冷却方式 可分为水冷式内燃机、风冷
式内燃机。
（5）按进气方式 可分为自燃吸气式内燃机、增压式内燃机。
（6）按气缸数目 可分为单缸内燃机、多缸内燃机。
（7）按气缸排列方式 可分为直列式内燃机、V形内燃机、卧式内燃机、对置气缸
内燃机。
（8）按转速或活塞平均速度 可分为高速内燃机（标定转速高于1000r／min或活塞
平均速度高于9m／s）、中速内燃机（标定转速为6001000r／min或活塞平均速度为69m／
s）、低速内燃机（标定转速低于600r／min或活塞平均速度低于6m／s）。
图2－3 四冲程非增压式
柴油机的基本结构
1—主轴承；2—机身；3—凸轮轴；4—喷
油泵；5—挺杆；6—进气管；7—摇臂；
8—进气阀；9—高压油管；10—喷油器；
11—排气阀；12—气阀弹簧；13—排气管；
14—气缸盖；15—活塞；16—活塞销；
17—气缸套；18—连杆；19—连杆螺栓；
20—曲轴；21—机座
（9）按用途 可分为农用、汽车用、工程机械用、拖拉机用、铁路用、般用及发电
用内燃机。内燃机是一种较为复杂的机械，由许多分系统组成，各类内燃机的组成和结
构不尽相同，即使同一类型的内燃机，各分系统的具体构造也有所差别，但从各类内燃
机的总体构造而言，主要包括机体、曲柄滑块机构、配气机构、燃油供给系统、点火系
统、润滑系统、冷却系统及启动装置等部分。对于柴油机，为提高其功率常采用增压
器，以提高进入气缸的空气压力，增加空气密度，使气缸内可以燃烧较多的燃油。因
此，对增压式柴油机还须有增压系统。
图2－3所示为四冲程非增压式柴油机的基本结构。
|
