Объемный гидродвигатель

Союз Советскиз Социалистические Республик(45) Дата опубликования описания,21,05,51) 49/00;1/16 Государственный комет Совета Миннетроа ССС по делам нзооретений и открытий621.22 (088.8 В. Докукин, 1, Е. Тябликов, Л. Я. Рогов, В Ю. Л, Никитин и Д. С. Фейфец 72) Авторы изобретен рман,(71) Заяви ена Трудового Красного Знамени институтим, Л, Л, Скочинского ног 54) ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОДВИГЛТЕЛЬ Известен обьемный гидродвигатель, содержаший направляюшую с профилироваццымиэлементами, размещенными с пагом 6 раслределитель, пары камер которого размешецыс шагом 8, и блок камер переменногообъема, сообшенцых коммутационными каналами с распределителем снабженных замы-кателями, взаимодействуюшими с профилированными элементами направляющей, и размешенных с шагом 8 т, не кратным шагом 6и 8 . Характерной особенностью известного гидродвигателя является жесткая связьнаправляюшей и распределителя. Вследствиеэтого для управления гидродвигателем, на -пример, при помощи сдвига по фазе распреде-лителя приходится использовать сложную систему управления, включаюшуювсебя органыконтроля режима работы исполнительного орюгана, сравнивающего устройства, органывоздействия и устройства для перемешения 2распределителя.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей в части обеспечения управления гидродвигателем без дополнительных устройств, Целью изобретения 2 б является также такая синхронизация, т. е,обеспечение движения с согласованными скоростями распределителя, направляющей иблока переменных обьемов, при которой величина скорости блока камер переменногообъема Ю. считается промежуточной между величинами скорости направляюшей Р/и скорости распределителя Юв т, е. эти ско рости отвечают соотношениями ч( %у с ФЕи % ) Ю %, что соответствует, например,движению блока со скоростью, меньшей скоюсти распределителя, при неподвижной направляюшей или движению направляюшей ираспределителя в противоположных направ-.лениях при неподвижном блоке камер переменного объе па.Целью изобретения является также такой частный случай синхронизации, ирп котором величина скорости распределителя Ю 2 считается промежуточной между величинами скорсти цаправляюш"и Х, ц скорости блока к: ер переменного обьенаФ,т, е, эти скоркт" отвечают соотношениям УК ( ЮФ, и ЪХр ) Ю, что соответствует, напрмер, движению блока со скоростью, большей ско830 1 одписноего комита Совета Министрам изобретений и открытий/1 аушская яаб., д, 1,:э Тираж Государственно по дел 113035, Москва, Ж;(19) (И)ЗС 511 Р 04 В 49/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА по авт.св. В 479396, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения одновременного отжима пластин нескольких клапанов, нанижней части крышки и между нею ицилиндром установлены проставки изнемагнитного материала.513167 и - скорос теля, обозн тельно орг ом, причем относяшийс где М с двумя индексамжения органа гидродвигапервым индексом, относиначенного вторым индексХ обозначен параметр,ляюшейиндексом 2ся к блоку камер перемом 3 - параметр, отн и аченного на, обоз/ индексом к направ тносяшийма; индек- спредепараметр, енного объ 9 хть синхронизации, выражаебым числом, включая нульф ть коммутации, выражаемая целым числом, взаимно просмаксимально возможным чиснфазных камер переменного кроме нуля и числа, отвечасоотношению- ) д)9-кратнос мая лю де атн любым тым с лом ас объ ег вый номер кам и порядковы мутационного ниям, кото ыеры номернала удут порядк ена И а связывающая переменного Фвобаеиного сЩв согласно ка На фиг, 1 изображен объемный гидродви- Р б гатель вращательного действия (выбранрадиально-поршневый мотор); на фиг. 2 и-, объемный гидродвигатель поступательногоют 4 р действия (взят вариант с неподвижной напдо- равляюшей)на фиг, 3 - объемный гидроции двигательсмешанного типа (показан гидротворяют соот- двигатель с неподвижным блоком цилиндровс поступательно движущейся направляющейО) Ф и вращающимся распределителем); на фиг.изображена развертка для первой схемы движенин Мб "1 11 щ 1, к 1; на фиг. 5 развертка для второй схемы движения И=2,м 1 " 1, К 1; на фиг, 6 - развертка длялйд третьей схемы движения И =3, и 1-1; на фиг, 7 - развертка для первойсхемы движения с кратностью синхронизации,отличной от единицы (для примера принятоИ -3, к 1); на фиг, й - развертка для6 второй схемы движения с кратностью коммутации, Отличной От единицы (принято п 1,к 2)на фиг. 9 - развертка при смещении распределителя по фазе относительно блока перет менных объемов; на фиг, 10 - характеристи ки синхронизированного гидродвигателя. ей к оотно ны дал смотре Движе хронизированного гидродв органов которого отвеча (%4,: Ф и 9lу,.)ЖФ, что кратность синхрониза ост Г 1 а%9 пя р с свет,ноше ауипаетсяц 1 врат,носЙЯФЯНйю ням.Ютем,ть коммутации удо Й. - : ( О жения присв рованного гв которого4 и 9/Их рости распределителя, при неподвижной напра- вляющей.Кроме того, целью изобретения является такой частный случай синхронизации, при котором величина скорости направляющей41 х явдяется промежуточной между величинами скорости распределителя Ю и скорости блока камер переменного объема Мт. е, эти скорости отвечают соотношениям ФЖх Ъ и М/ 9/х) Юд, что соответствуетъ 1 например, движению направляющей со скоростью, меньшей скорости распределителя, при неподвижном блоке или движению распределителя и блока в противоположных направлениях при неподвижной направляющей.Расширение функциональных воэможностей гидродвигателя согласно изобретению ,достигается кинематической независимостью распределителя и направляющей, причем величиныОХ,В и 9 удовлетворяют соотношению:Ю Этой; схеме дви оен условныйномер И 1.ДВижение синхронизированного гидродвигатедяь скорости органов которого отвечаю соотношениям Ф 4 Ф Вт и ЯlФ/Щ, достигается тем, что кратность синхронизаци и кратность коммутацииудовлетворяют сотношению:к 1 )9Этой схеме движения присвоен условнь 1 й номер М = Ъ,Движение синхронизи идродвигателя, скорости органо отвечаю соотношениям Фт, Уу,) Ф, достягается тем, что кратность синхронизации и кратность коммутации удовлетворяют соотношениям ; 1" + О (5)8 Этой схеме движения присвоен условный номер. Ич = 5 .Гидродвигатель согласно изобретению обеспечивает возможность управления скоростью выходного органа путем воздействия на режим движения распределителя, При этом зависимость относительных скоростей движ ния органов гидродвигателя от ;его параметров описывается уравнением:Жю - , (в) с осяшийся к раиителю.В аависимости от конкретной формы реадиэации изобретения скорости, входящие в соотношения, которыми описываются схемы движения, и в уравнение (6), могут быть линейными (в случае поступательного движения) или угловыми (при вращательном движении), Также могут быть линейными или угловыми шаги размещения элементов, состав ляющих тот или иной орган гидродвигателя. Изобретение поясняется чертежами.5 О 15 Гидродвигатель, независимо от варианта выполнения, содержит направляющую 1, бло камер переменного объема 2 и распределитель 3.Рассмотрим взаимодействие органов синхронизированного гидродвигателя нд примере радиально-поршневого гидромотора (см. фиг, 1),Все особенности его работы носят общий характер и действительны для любойконкретной формы реализации изобретения,На фиг. 4-9 условно показаны развертки замкнутых органов гидромотора; направляющей, блока цилиндров и распределителя.ЦиФрами в кружках обозначены порядковыеномера профилей направляющей цилиндровблока и пар окон распределителяПоследниепОмечены буквами: и- напорное и с - слив.Ное,Для примера взят гидродвигатель с числом профилей х =6 и числом цилиндров 7 10, кроме варианта, изображенного на фиг, 6. Число пар окон распределителя определено в каждом случае через шаг И , найденный по уравнению ( 1 ), При рассмотрении схем движения примем, что блок цилиндров движется вправо относительно условно остановленной направляющей, 1 Первая схема движения (см, фиг. 4).Из условия обеспечения заданного соотношения скоростей распределитель движетсяотносительно направляющей в ту же сторону,что и блок цилиндров, опережая последний,В процессе движения поршня Мо 1 из точкиА до точки В по напорному участку профиля1 с ним взаимодействует напорноеокно пары1. При достижении поршнем1 точки В с ним совпачает начало напорного окна пары1, или, что то яе самое,конец сливного окна пары4 (рри рассмотрении схем движения полагаем, чтораспределитель выполнен с нулевым перекрытием). Сливное окно пары4 сопровождает поршень1 на спивном участке профиля1 от точки В до точки С, обгоняяего так, что при достижении поршнем1точки С с ним совпадает начало сливногоокна пары4, т, е, конец напорного окнатой же пары. Это окно сопровождает поршень1 при его движении по напорномуучастку профиля2, В дальнейшем взаимодействие органов гидромоторд носит аналогичный характер, что легко проследить темже образом на примере любого другого,поршня,Вторая схема движения (см, фиг. 5).Относительно направляюшей блок цилиндров Зб 40 45 50 55 60 и распределитель движутся в одну и ту жесторону, причем распределитель отстает.-1При движении на напорном участке профиля1 от точки А до точки В поршень1взаимодействует с напорным окном пары 1,В точке В с поршнем1 совпадает началосливного окна той жв пары и это окно сопровождает поршень1 при эго движениина спивном участке профиля1 вплоть доточки С, где с ним совпадает начало напорного окна пары2. Взаимодействие этогоокна с поршнем1 обеспечено на всемнапорном участке профиля2. Дальнейшеедвижение поршня1, а также движениелюбого другого поршня происходит аналогичным образом. Третья схел 1 а движения (сл 1, фнг. 6), Относительно направляющей блок цилиндров и распределитель движутся в противоположных направлениях, Двигаясь на напорном участке профиля1, поршень1 вэшл 1 одействует с напорным окном пары, двпжуншмся ему навстречу, так, чт при достнже 1 н 1 и поршнем точки В с ним совпадает конец напорного (начало сливного) окна пары и в процессе движения поршня на сливном участке - от точки В до точки С - с ним взаимодействует спивное окно нары. Прн переходе поршня на напорный участок профиля с ним взаимодействует напорное окно пары. Аналогичным образом можно проследить взаимодействие органов гидр л 1 отора, сннхрониэированного с кратностью, отличной от единицы, например Ь = -3 (см.фнг. 7). Россмотренные случаи относятся к вариантам с тдк называемой прямой коммутацией, для которой характерно размещение коммутационных каналов на рабочей поверхности распределителя в 1 ом же порядке, как н размещение камер переменного объема. При этом кратность коммутации равна единице ( К 1). Если же кратность коммутации отлична от единицы, имеет место несовпадение порядка располо .ения, т. е, номеров, коммутационных каналов и пооядкд расположения (номеров 1 камер переменного обьема, но прн этом должны соблюдаться следующие общие условия коммутации: макснмальные (но величине) номера коммутационного канало и камеры переменного объема должны бить ровни между собой; внутри каждого из рядов номеров (каналов и камер) не должно бить повторяющихся чисел.Зависнл 1 ости между номерами комл 1 утдцнонных каналов н камер переменного обьемдолжны представлять собой функции кротшюти коммутации К513167 7 Согласно этой зависимости М и М К б являются вычетами по модулю 2/ЯВторой член в правой части этого уравнения требует специального положения.МВходящие в него величины имеют следующий смысл; ОЕ - количество камер переменного обьемд, Для случая отсчета шагов8 - по замкнутой кривой, т, е. когда расстояние между первой и последней камердмц определяется шагом В,величина Е 15 строго рдвцд числу камер переменного обьемд, Если же отсчет шагов 8 в соответствии с конструктивной схемой гидродвигдтеI ля осуществляется по незамкнутой кривой (двигатели поступательного действия или .20 цецолцоповоротцые), величина 7 может и це совпадать с числом камер, Во всяком случае зцачсние Е должно отвечать соотношению;а, =вх=/в,/ , св щ где Х и 1 - натуральные числа,Взаимодействие органов гидродвигателя,55 развертка которого показана на фиг. 8, можно проследить таким же образом, как и урассмотренных ранее вариантов.дополнительно следует отметить, что ипри прямой коммутации (К = 1) возможны 60 различные случаи коммутации,если величины Й качестве примера можно рассмотретьследующую зависимость; М= И 7) Легко убедиться,что во всех приведен - цых в таблице вариантах соблюдаются общие условия коммутации, Можно также ус-; тановить (хотя бы для некоторых вариантов) закономерность выбора А, Например, в варианте 3 величина А, начиная от нуля, принимает значения, возрастающие ца единицу прп выполнении условия, выражаемого соотношением: При отсчете шагов по замкнутой кривой(например, в случае радиально-поршневогогидродвигателя) величины 2,Х,Ф стоого равны количеству соответственно цилиндров,профилей направляющей и пар окон распределителя. При отсчете шагов по незамкнутой кривой уравнения (8) имеют практически неограниченное число решений, Для определенности укажем, что величина . должна быть выбрана из решений уравнений(8) по следующему признаку; она должнабыть максимальной, но наимениее отличнойот фактического количества камер переменного объема.2 - наибольший общий делитель чиселЪ и Х т, е, -- число асинфазных ка 2у е емер переменного объема. Например, дляварианта, показанного на фиг, 8 ( Е = 1 О;Х=6) Э =2,т,е. 1 =5,А - целое число, обеспечивающее соблюдение сформулированных выше общих условий коммутации. Следует указать, чтособлюдение этих условий может быть обеспечено при различных способах выбора величины А, Некоторые из них приведены в табл.о1, а соответствующие им схемы коммутациипоказаны на фиг, 8..Р+1) И)/УХ и ф имеют общий множитель, таттр)т.;ер) для гидродвигателя, развег;тка КО горого пе"казана на фцг. 4, Возможно сообщегше канала2 с ццлцндооти7 канал -Анализ схем движения обнаруживает) чтоВ ПРОЦЕССЕ СИНХроННОГО ДвижЕИ 1 я Каждътйпоршень на всем протяженттц нано н)ГО .Т 11) -тка грофиля Обспуживается )т:)по)1;),и: ),.нл:.ираспределителя и, равным Ооразог.т, кажный - поршень на всем )рот)тжентт ели)ПЕГО у,нстк.) профиля обслуживается слцвцы.,ти Окнамнраспределителя, При этом гидрод)нн 1)те;1.;ботает с максимальным рат;Оч)т;,; Объе.гг).,)который в случае правильно Выбранных Профилей направляющей, может быть гтостояттньг;.В пр 01 ессе движения, Следователь) О Все О);ганы гидродвигателя движутся при это сминимальными скоростями (прц п 1 стоятттто; )расходе рабочей среды), Синхрон)зттров:.Пнь)тгидродвигатель может работатт Па ресцме)соответствующем рабочему Обьему меньшемаксималы)ОГО) таК )кЕ КаК ГИдрО)тВИГ)т Е)Ьрегулируемый сдвигом по фазе распределителя.Развертка с таким сдвигом по фазе Ь Т(см, фиг. 9) позволяет установить, что взаито ;действие органов гидромотора и В этом с;:у таепроисходит описанным Выше Образох 1 лтнттьс той разницей, что переключе)н;е оксн рас-.пределителя происходит до котта соответствующего участка профиля - в точках В и С вместо В и С соответственно, Следовательп,работа синхронизированного Гттдт)од)пи.атслясо сдвигом распределителя по фазе соответ-ствует работе с уменьшенным рабочим объсмом, т,е, с увеличенной (при постоянном рас-ходе рабочей среды) скоросттпо х.же)нттт. Сд-нако и при атом сохраняет сцпу завцсц "мость (6).Синхронизированный гидродвигагель ус- тойчиВ протиВ Внешних ВозДЕЙствцй, Ст:т.: - ние например, расхода рабочей среды Ведетпри постоя 1 п 10 Й скорости двнженя раен)еде-. лителя к снижению скорости выхо ного Органа, например блока переменных Обь тов. При этом происходит более ранее )тот)екл)- чение каналов распределителя, т, О, утмень - шение рабочего объема и связан) Ое с 11, увеличеттие скорОСТ)1 вьтходноГО Орт ана. ,ОвьЙ равновесный режим работь) поступает при Вел .чине сдвига распределителя по фазе, соответствующей изменению рабочего Обьема на тц л)тнгтроь " :) друг)те варинты, Поменяв .лесг,т:.;т .;)тт; ньте н:)цтвные окна, получим поз: тотн с)ь со)б" цть каналь и цилиндры ссг)тзс) тотте) . 1 3 Нцсанцыт В табл, 2,Ве)1.тт.;, Необ)х)д)т,",",то 11 ЛЯ Ооесттеченця соот- ЦО)НЭЦ 11 СКОРО; ТОЙ., ПРЕДУСМОТОЕННОГО УРаВНЕ) 1 11) )Отт): О )сттте теля.,) Ве)11 чивая)с,-.;Г ттг)зе, ч)О е;.)е к ,".,теньтценцк)выше, ) след):гент;т к укотсттцто В тходНОГО Орг;:н). 1)т:)и ) .):; е ной ре)а:мраб. ), ): В . :,;."),)е :,:; .тте;)езуетеЯстт)1 тО:1.)с). ц; ) гетт )т; т)е)1 тт)у, Ооес -с е)1) ) ) ;т )т)т; н ономэта. ец) ;) , ;) С); р; -; )т;)т- и О)1 т)О;).Ц .".)1 Е) . :.).) .Кт ,)О)),;)р ). )Г:;эх:тн ) ПродтитГге)ть Овес;)е )ц):,)е 1)зт,т)тос г. унр)Лення )зтете)т)1)н ПогПер;Он)я н)т постоянНУ РеН 1 Ь. ) Ст РОС ТЬЮ 1)ЫХ ОД)те)ГО ОРГО 11пу ге)Оозд),т,ст) ) це ре тт;.т;1 вн;Он)т) ртспэеэтителя - ).Г)т)л )Оз 1 р",тентОГО От.) а О;"-н;.; :.н:..т),)рьт:, :.,:.;е 1:.)Гге ге. гтхротнз)1 щ)т)г. .) )т ): .)1" ) т: .)хн))Р) -Вх Я 82 , о т и и ч а о щ и й с Я1тем, что, с цецью расширения функциональных возможностей, распределитель выполнен кинематически независимым от направляющей, а величины Вх, 62 и Э отвечают/ы 5 соо" ношей по1 Кф 18где и, - кратность синхронизации, выражаемая любым целым числом, включаянуль;- кратность коммутации, выражаемаялюбым целым числом, взаимно простлм с максимально возможнымчислом асинфазных камер переменного объема, кроме нуля и числеотвечающего соотношениюИ. хЯи связывающая порядковые номера камер переменного объема и коммутационных каналов так, что каждое значение номера одного из этих элементов и произведение значения, номера сообщенного с ним другого элемента на кратность коммутации являютсл вычетами по модупю максимально возможного числа асинфазных камер переменного объем.2. Объемный гидродвигатель синхроппзированныйпоп. 1, отпичаюппйся тем, что, с целью обеспечения движения бло-;. ка камер переменного объема, направляющей и распределителя соответственно со скоростями Ю,Фх и Я/2,отвечающими соотношениям ВХ С В ( Ю 2 и %/) Ю )Фкратность синхронизации и кратность коммутации удовлетворяют соотношению;и - +к(0Йх23. Объемный гидродвигатель, синхронизированный по и. 1, о т л и ч а ю ш.и й с я тем, что, с цепью обеспечения движения со скоростями, отвечающими соотношениям Фх %2 С %и 6 х)92)6,кратность синхронизации и кратнооть коммутации удовлетворяют соотношению:Д,- + К)У 1Вх4. Объемный гидродвигатель, синхронизи - рованный по и, 1 о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью обеспечения движения со скоростями, отвечающими соотношениям В/4 (Ф(% и К )%/х)Ъ,кратность синхронизации и кратность коммутации удовлетворяют соотношениям;