Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4739
.pdf
несколько цилиндров, использовались устройства, представляющие собой простые клапанные механизмы.
Согласно данному изобретению, указанная выше цель достигается путем оснащения каждого цилиндра
двигателя отдельным клапаном и средствами для положительного регулирования закрытия клапанов, при
этом открытие остается автоматическим после достижения равенства давлений. Изменение количества
жидкости, перекачиваемой двигателем за каждый оборот (3,5), может использоваться как отдельно, так и в
сочетании с регулированием подачи насоса для достижения широкого диапазона изменения скорости
вращения двигателя.
Согласно настоящему изобретению, трансмиссия предпочтительно снабжена множеством цилиндров в
насосе и в двигателе, причем оба комплекта состоят из 4,5 цилиндров, расположенных звездообразно в двух
плоскостях. Преимуществом данной конструкции является то, что она занимает мало места и обеспечивает
очень равномерную нагрузку на кривошипы главных валов. [Цена 1/-1]
Время открытия и закрытия клапанов можно регулировать с помощью специального устройства,
позволяющего вращать их в обоих направлениях.
Поскольку гидравлические трансмиссии достигают высокой эффективности только при высоком давлении
передаваемой жидкости, вся конструкция была разработана соответствующим образом.
Для уменьшения трения качающихся цилиндров под воздействием высоких давлений предусмотрены
средства для снятия всего радиального давления на опорные оси.
Вышеуказанные и различные другие усовершенствования будут подробно описаны и заявлены далее. Для
более ясного понимания нашего изобретения приводятся прилагаемые чертежи, демонстрирующие
практическую реализацию изобретения.
На рис. 1 представлен продольный разрез гидравлической трансмиссии 70, выполненный по линии E-F на
рис. 2.
На рис. 2 слева представлен разрез по линии А-В на рис. 1, а справа — разрез по линии С-D на рис. 1.
На рис. 3 представлен разрез фазоизменяющего устройства, выполненный по линии G-H на рис. 1.
На рис. 4 слева показан разрез по линии I-J на рис. 1; на рис. 1 справа показан вид с торца регулирующего
механизма гидравлического двигателя, как показано стрелкой на рис. 1. 85 На рисунках 5, 6 и 7 показаны
детали механизма регулирования гидравлического двигателя.
На рис. 8 показан регулирующий механизм гидравлического насоса в сечении 90 на линии K-L на рис. 1, при
этом некоторые дублирующие детали отсутствуют.
Трансмиссия состоит из гидравлического насоса и гидравлического двигателя, каждый из которых имеет ряд
поворотных цилиндров z и z2. Эти цилиндры расположены таким образом, что их опорные оси образуют
ребра равносторонней призмы, в данном случае с шестиугольным поперечным сечением. Все поршни 1
насоса, а также поршни 11 двигателя (см. рисунки 1 и 2) входят в зацепление с одним общим кривошипом 2
первичного вала 3 или с одним кривошипом 21 вторичного вала 31 соответственно. Для привода нескольких
поршней одним кривошипом эти поршни снабжены сферическими головками, которые установлены в
подшипниках 4 или 41, пальцах 5 или 51, что предотвращает их разъединение. Для предотвращения
вращения подшипников 4 и 41 и боковой нагрузки на поршни 1 и 11 подшипники 4 и 41 снабжены
вилкообразными направляющими 6 и 61, взаимодействующими с блоками скольжения 7 и 71.
Эти направляющие блоки установлены на одной из трубчатых осей 8, которые проходят от насоса к
двигателю и служат осями вращения для цилиндров насоса z.
Они крепятся одним концом к части 9 корпуса трансмиссии, проходят через перегородки центрального
корпуса 10 и через торцевую крышку 11 и служат болтами для скрепления различных частей 9, 10 и 11
корпуса гайкой 12.
Внутреннее пространство каждой трубки 8 сообщается с одним цилиндром z1 через отверстие 13 и с
напорной стороной всасывающего клапана 15 через отверстие 14. Трубка с другого конца закрыта
автоматическим предохранительным клапаном 16. Образовавшееся таким образом пространство в несколько
раз превышает объем, создаваемый одним ходом поршня.
В крышке 11 расположены всасывающие клапаны 15, по одному на каждый насосный цилиндр. Клапаны,
нагруженные пружинами 151, обычно работают в автоматическом режиме. Однако для того, чтобы часть
жидкости могла вернуться во время такта нагнетания на сторону всасывания, клапаны могут оставаться
открытыми в течение переменного промежутка времени после того, как поршень пройдет внутреннюю
мертвую точку. Для этой цели на главном валу 3 на втулке 18 предусмотрен кулачок спиралевидной формы.
Движение кулачка передается на оси клапанов с помощью роликов 17, поворотных кронштейнов 171 и
рычагов 173, по одному для каждого клапана. Каждый кронштейн установлен с возможностью поворота
вместе с одним рычагом на общем шарнирном валу 172, который закреплен в крышке 11. Для компенсации
небольших производственных различий и для регулировки действия кулачка на клапаны в выступающем
рычаге кронштейна 171 предусмотрен регулировочный винт 174, который передает движение, вызванное
кулачком, на один рычаг 173, а другой рычаг этого рычага передает это движение далее на шпиндель
клапана.
Втулка 18 может перемещаться аксиально по валу 7 (3) с помощью раздвоенного рычага 19, но удерживается
от вращения на нем шпонкой, не показанной на рисунке. Поворотный вал 20, на котором закреплен рычаг 19,
может вращаться вручную или автоматически с помощью тяги 7, соединенной с регулятором 21, который
приводится в движение через зубчатую передачу от основного вала 3. Круглый канал 23 в корпусе 9 служит
общей камерой давления для всех (в данном случае шести) клапанов давления SC 16.
Движение клапанов давления 16 при закрытии гасится поршнеобразным кольцом 241, закрепленным на штоке
24 клапана 16 и выполняющим функцию гидравлического тормоза. 8a Для предотвращения образования
вакуума под кольцом при подъеме клапана кольцеобразное углубление под кольцом сообщается с
отверстием 25 в штоке клапана, которое закрывается подпружиненным шариком.
Камеры высокого давления 26, по одной для каждого цилиндра двигателя z2, соединены с проходом 23.
Цилиндры z2 расположены с возможностью вращения на трубчатых втулках 95 27, запрессованных в корпус
9.
Цилиндры z2, а также цилиндры насоса z снабжены круглыми углублениями k1 и k2, соответственно,
соединенными с внутренней поверхностью цилиндров. 100 Эти углубления имеют такую ширину, что
проекционная площадь одного канала k равна разности площадей одного отверстия 13 и одного поршня 1 или
11 соответственно.
Нагрузка на каждый качающийся цилиндр, обусловленная гидравлическим давлением (105), таким образом
компенсируется, поскольку площади, подверженные воздействию жидкости под давлением, одинаковы с
обеих сторон участка, проходящего через центр опорной трубы. Таким образом, реакция поршня (110°)
передается на неподвижные оси 8 или 27 соответственно, и качающийся цилиндр движется без какой-либо
радиальной нагрузки.
Впускной клапан 28 и выпускной клапан 29 1 l5 гидравлического двигателя расположены соосно внутри
трубчатых осей 27.
Шток 30 выпускных клапанов 29 проходит через отверстия впускных клапанов 28, что позволяет регулировать
оба комплекта клапанов с одной и той же стороны.
Регулировка каждого впускного клапана осуществляется рычагом 31, а выпускной клапан 28 перемещается
аналогичным образом рычагом 32.
Каждый из этих рычагов приводится в действие тягой 33 и 34 соответственно, имеющей шаровое шарнирное
соединение на обоих концах. Тяги, в свою очередь, перемещаются с помощью кулачковообразных выступов
на втулке 56, расположенной на вторичном валу 31. Ролики 36, установленные в рычагах 371 (130 261 984 8),
передают движение на тяги 34 выпускных клапанов, в то время как ролики 35, установленные в рычагах 371,
перемещают тяги 33 выпускных клапанов.
Рычаги 37 и 371 вращаются на валах 39. Рычаги 37 не приводят в действие непосредственно тяги 33, а
передают движение через другие рычаги 38, установленные также на валах 39 (см. рис. 7). Оба рычага 37 и 38
снабжены зубьями, напоминающими зубья муфты, на своих ступицах, а пружины 43 удерживают эти два
рычага в обычном зацеплении. Пружины 43 поддерживаются кольцом 41, которое либо прилегает к гайкам 42,
прикрепленным к концам ступиц рычагов 37, либо поддерживается вторым кольцом 44. Не все рычаги 37 и 38
состоят из двух отдельных частей, а только определенное их количество (в данном случае 3), поскольку таким
образом можно отрезать необходимое количество цилиндров гидравлического двигателя. Оставшиеся
цилиндры должны отводить жидкость, подаваемую насосом, что, естественно, приводит к увеличению
скорости вращения вторичного вала.
- В данном случае кольцо 41 опирается на три из валов 39, а точнее, на ступицы трех соответствующих
рычагов 37 (рис. 5). Осевое перемещение кольца 41 происходит при вращении второго кольца 44. Рукоятка 45
(рис. 3) закреплена на валу 46 и вращает сегмент 47, также закрепленный на валу.
В этом сегменте паз 48 входит в зацепление со штифтом 49, закрепленным на кольце 44. Кольцо 44
удерживается в осевом направлении двумя роликами 50 и 51 с фланцами, а также сегментом 47. Для
облегчения сборки ролики 50 и 51 установлены на двух рычагах 52 и 53, что позволяет отводить их в сторону.
Кольцо 44 имеет 3 штифта 46, расположенных под углом 120 градусов друг к другу, которые входят в угловые
пазы 54 кольца 41, таким образом, при вращении кольца 44 происходит осевое перемещение кольца 41.
Кулачки для подъема роликов 35 и 36 (см. рис. 1) являются частью общей втулки 56, которая расположена и
может вращаться на вторичном валу 31. На одном конце втулки 56 расположена шестерня 57, которая
находится в зацеплении с шестерней 58 (рис.).
3)
. Последний приводится в движение шестерней 59, которая, в свою очередь, получает свое движение через
пару косозубых шестерен 60 и 61 от вала 62, на котором шестерня 61 удерживается от вращения, но может
перемещаться в осевом направлении с помощью рычага 63. Вал 62 приводится в движение вторичным валом
31 через пару косозубых шестерен 64 и 65. Передаточное отношение зубчатой передачи от шестерни 65 к
шестерне 57 или от вторичного вала 31 к втулке 56 может быть 1 к 1 или обратным целому числу, например,
1/2, 1/3 или 1/n, в этом случае втулка будет вращаться с той же скоростью, половиной, одной третью или
одной n-й скоростью вторичного вала 31. Количество выступов кулачка на втулке 56 для подъема роликов 35
и 36 должно соответственно изменяться, то есть они должны быть равны обратной величине передаточного
отношения. 7 При подъеме выпускных клапанов 29 устанавливается сообщение между внутренней частью
цилиндров z2 и круглым каналом 66 в корпусе 10 через диффузорные отверстия 67.
Канал 66 (80) соединен с всасывающей камерой 69 всасывающих клапанов 15 через трубу 68. Воздушный
купол 70 расположен в самой верхней точке всасывающей камеры 69. 85 Трансмиссия работает следующим
образом:
Возвратно-поступательное движение каждого поршня 1 вызывает периодическое увеличение и уменьшение
объема, содержащегося в соответствующей клапанной камере 15, 8 и 90 16, что приводит к тому, что
количество жидкости, соответствующее перемещению поршня 1, забирается при каждом ходе через
всасывающий клапан 15 из камер 66 и 69, находящихся под низким давлением 95, и выталкивается через
клапан 16 в напорный трубопровод 23.
При осевом перемещении втулки 18 вручную или с помощью регулирующих средств 19, 20, 21 изменяется
время закрытия 100 всасывающих клапанов 15. I – в крайнем левом положении относительно втулки 18
клапаны 15 работают как автоматические клапаны, то есть они закрываются практически при положении
поршня во внутренней мертвой точке, и весь объем жидкости, вытесненный поршнем, переносится из
всасывающей камеры в напорную магистраль. При перемещении втулки 18 из крайнего левого положения в
крайнее правое положение, всасывающий клапан постепенно удерживается открытым все больше и больше
во время такта сжатия насоса за счет увеличения ширины спиралевидного кулачка на втулке, пока, наконец, в
крайнем положении кулачок не опустится настолько вокруг втулки, что всасывающие клапаны будут
оставаться открытыми в течение всего такта давления поршня, и производительность насоса не достигнет
нуля. Таким образом, производительность насоса может регулироваться от нуля до максимума простым
изменением осевого положения втулки 18.
При соединении втулки 18 с центробежным регулятором 21 (125) подходящее передаточное отношение
между скоростью насоса и скоростью двигателя автоматически выбирается для любой переменной нагрузки
на двигатель. Это достигается путем уменьшения производительности насоса 130 -8 261,984 4 261,984 при
уменьшении скорости вращения основного вала 3 за счет перемещения регулятором 21 втулки 18 в осевом
направлении. При увеличении скорости вращения насоса, конечно, процесс обращается вспять. Например,
при использовании двигателя внутреннего сгорания для привода первичного вала 3 регулятор с
изменяющейся нагрузкой на вторичный вал 3' всегда выбирает соответствующее передаточное отношение,
соответствующее энергии двигателя, при приблизительно постоянной скорости. Это означает, что, наоборот,
скорость вращения вторичного вала 31 может изменяться оператором в широком диапазоне без изменения
скорости двигателя внутреннего сгорания, просто изменяя количество топлива, подаваемого в двигатель.
Жидкость, подаваемая в круговой канал 23, проходит через впускные клапаны 28 2J0 в цилиндры z2, и,
потратив накопленную энергию, проходит через выпускные клапаны 29 в камеру 66, откуда по трубке 68
попадает в камеру всасывания 69, чтобы начать новый цикл.
В случае впускного клапана 28 опасность ударов и чрезмерных нагрузок при открытии и закрытии клапанов 28
и 29 предотвращается путем закрытия выпускного клапана 29 незадолго до принудительного срабатывания
впускного клапана 28. Поршень 11 тем временем перемещается дальше и сжимает содержимое замкнутого
пространства цилиндра Z2, вызывая повышение давления, которое открывает впускной клапан 28,
противодействующий сжатой жидкости в камере высокого давления 26, и только после того, как клапан 28
таким образом открыт, подъемный механизм приводится в действие кулачком на втулке 56. Подъем
выпускного клапана 29 также осуществляется автоматически за счет того, что впускной клапан 28 закрывается
немного раньше, чем происходит положительное открытие выпускного клапана 29; дальнейшее перемещение
поршня 11 вызывает расширение содержимого цилиндра ниже давления в камере 66, и только тогда
механизм с положительным приводом начинает функционировать 5( и удерживает клапан 29 в открытом
положении.
Для обеспечения надлежащей работы клапанов 15, 16 и 28, 29 предусмотрен вспомогательный насос 71,
предназначенный для подачи жидкости из небольшого источника wi в нижней части центрального корпуса и
проталкивания ее через линию, не показанную на рисунке, в всасывающую камеру 69, поддерживая в ней
равномерное низкое давление около 60 фунтов на квадратный дюйм. Любые потери также отводятся в
резервуар, расположенный в нижней части корпуса 10.
При перемещении кольца 41 в направлении, противоположном показанному стрелкой на рис. 1, путем
поворота рукоятки 45 66 в сторону, определенное количество (на рис. 5 показано три) приводных механизмов
и впускных клапанов 28 деактивируются. Поскольку эти клапаны 28 остаются закрытыми во время такта
давления соответствующих поршней 1t, никакая жидкость 70 не может попасть из камеры высокого давления
26 в соответствующие цилиндры z.
В результате внутреннее пространство заполняется из круглой камеры 66 через клапаны 29, работающие
автоматически. Втянутая жидкость при обратном ходе поршня выталкивается обратно в камеру 66 через
клапаны 29, удерживаемые в открытом положении кулачком на втулке 56. Жидкость, подаваемая цилиндрами
z, следовательно, должна пройти через оставшиеся активные цилиндры Z2, что приводит к увеличению
скорости вращения вторичного вала 31.
В то время как регулирующие средства 15–20 позволяют постепенно снижать скорость вращения вторичного
вала 31 от максимального значения до нуля, увеличение скорости вращения вала двигателя 31 выше
нормальной может быть достигнуто путем деактивации определенного количества впускных клапанов, как
описано выше. Наконец, время закрытия впускных и выпускных клапанов можно изменять более или менее в
зависимости от положения кривошипа двигателя 21 на 95 градусов, перемещая рычаг 63. Осевое
перемещение спиральной шестерни 61, соединенной с рычагом 63, вызывает относительное вращательное
движение втулки 56 на вторичном валу 31 и, соответственно, различное время срабатывания клапанов 28 и
29.
В зависимости от положения рычага 63 происходит вращение вторичного вала в одном направлении или в
обратном, тогда как вблизи центрального положения рычага 15 скорость вторичного вала возрастает очень
сильно, поскольку в этом положении время закрытия клапанов изменяется настолько, что через клапан может
пройти лишь небольшое количество жидкости 110.
через двигатель при каждом обороте.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы 115
Соседние файлы в папке патенты