气动马达工作原理理论分析

活塞式气动马达气缸的工作循环可以简化为五个过程，即压缩气体进入气缸、气体膨胀、一次排气、余气压缩和二次排气，缸内高压气体的变化过程如图3-1所示。气缸在进气一次排气和二次排气过程与外界有气体交换，在膨胀阶段和余气压缩阶段，配气阀隔绝了气缸与外界的工质气体流动。

　　图3-1中0-1段，活塞在上止点向下运动，配气阀未打开，缸内是一个余气膨胀的过程;活塞在位置2-3段时，气缸从1点开始以压力P1进气，作用在活塞上的气体压力通过连杆驱动曲轴旋转输出扭矩，2-3 段为定压作功阶段;在3-4段，配气阀关闭，气缸内压缩气体由压力P1自由膨胀至P′，3-4 段为气体绝热膨胀作功阶段;4-5段为绝热排气阶段，一次排气阀瞬间开启，压力瞬间降到P2;当活塞从位置5至下止点

　　6再返回5 的过程中，排气阀开启，缸内气体开始排出，压力将至大气压P2，5-6

　　段为定压排气阶段;在5-7段配气阀关闭，气缸内余气在活塞的上移作用下开始

　　压缩至压力P3，5-7 段为绝热压缩阶段;在7-8段，二次排气阀瞬间开启，气体冲出

　　气缸，压力瞬间降到P2，可近似为等容膨胀;在8-1段排气阀开启，缸内气体压力接近于外界大气压力P2。马达缸体在一循环周期内，进入缸体内压缩气体的总压力能W 为图3-1 中由 1-2-3-4-5-7-8-1 所围成的面积，即

　　由式(3-1)可知，在工作过程中，保持气缸结构尺寸和气源压力不变的前提下，

　　适当提高缸体内压缩气体在膨胀过程的输出功是提高气动马达有效输出扭矩和有效

　　功率的重要环节。由图3-1 可以看出，提高缸体内压缩气体在膨胀过程输出功的两个基本途径是提高缸内气体压力和增大膨胀体积，其中膨胀体积，即气体体积膨胀比由马达缸体结构和配气阀配气相位决定，缸内气体压力是由马达缸内压缩气体的瞬时状态决定