RU2072436C1

RU2072436C1 - Axial-piston machine

Info

Publication number: RU2072436C1
Application number: RU93011318A
Authority: RU
Inventors: М.А. Зленко; В.Ф. Кутенев; Ю.А. Романчев; Ю.В. Бродягин
Original assignee: Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1997-01-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering, axial-piston machines with cylinder axes arranged in parallel with crankshaft axis. SUBSTANCE: axial-piston machine is furnished with hydraulic power member 32 to control displacement of machine by moving hub 21 of spherical support 11 of oblique plate 10 engaging with oblique journal 23 of shaft 7. Distributor is provided to communicate working space 43 of power member 38 with operating liquid pressure source. Distributor has spool driven by rack 71 installed in distributor housing 48. Rack 71 is mechanically coupled with machine control member through differential gear train formed by two cylindrical gears. First gear is secured on shaft turned by machine control member. Second gear is engaged with first gear and with rack 71 and is mounted on lever coupled with hub 21. Liquid from distributor passes into working space 43 through check valve controlled by distributor. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к поршневым машинам, а именно к аксиально-поршневой машине с осями цилиндров, расположенными параллельно оси коленчатого вала. The invention relates to piston machines, namely to an axial piston machine with cylinder axes parallel to the axis of the crankshaft.

Наиболее успешно изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием и в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия, применяемых в транспортных средствах. Most successfully, the invention can be used in internal combustion engines with spark ignition and in internal combustion engines with compression ignition fuel used in vehicles.

Преимущества аксиальной компоновки цилиндров в поршневых двигателях внутреннего сгорания заключаются в том, что такие двигатели имеют меньшие массу и габарит. По отношению к традиционным поршневым двигателям с кривошипно-шатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного перемещения поршней во вращение коленчатого вала габарит и масса аксиально-поршневых двигателей уменьшаются в 1,5-2,0 раза и при установке их на автомобиле создаются условия для снижения аэродинамического сопротивления автомобиля за счет уменьшения пространства, занимаемого двигателем под капотом. The advantages of the axial arrangement of cylinders in reciprocating internal combustion engines are that such engines have a smaller mass and size. In relation to traditional piston engines with a crank mechanism for converting reciprocating pistons into crankshaft rotation, the size and mass of axial piston engines are reduced by 1.5-2.0 times and when installed on a car, conditions are created to reduce aerodynamic drag car by reducing the space occupied by the engine under the hood.

Современные требования по уменьшению выбросов токсичных и канцерогенных вещества с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, установленных на транспортных средствах, а также по снижению расхода невосполнимых запасов топлива заставляют машиностроителей обращаться к аксиально-поршневым двигателям с регулируемым рабочим объемом цилиндров (патенты США N 2532254, 2539880, заявка ФРГ N 2345225). При использовании таких двигателей на автомобилях в условиях городской езды сокращается эксплуатационный расход топлива на 30-40 и снижается пропорционально уменьшению расхода топлива выброс токсичных и канцерогенных веществ по массе. Modern requirements to reduce emissions of toxic and carcinogenic substances with exhaust gases of internal combustion engines installed on vehicles, as well as to reduce the consumption of irreplaceable fuel reserves, force machine builders to turn to axial piston engines with an adjustable cylinder displacement (U.S. Patent N 2532254, 2539880, application of Germany N 2345225). When such engines are used on cars in urban driving conditions, operational fuel consumption is reduced by 30-40 and the emission of toxic and carcinogenic substances by weight is reduced in proportion to the decrease in fuel consumption.

Известна аксиально-поршневая машина с регулируемым рабочим объемом (заявка РСТ 92/11450), содержащая корпус с расположенными в нем поршнями, вал с наклонной шейкой, наклонную шайбу, взаимодействующую с упомянутой наклонной шейкой вала и имеющую связь с поршнями, сферическую опору наклонной шайбы, имеющую ступицу, установленную в корпусе машины с возможностью перемещения вдоль оси упомянутого вала, гидравлический силовой орган для перемещения ступицы сферической опоры наклонной шайбы, распределитель для сообщения рабочей полости гидравлического силового органа с источником давления рабочей жидкости. Known axial piston machine with adjustable displacement (PCT application 92/11450), comprising a housing with pistons located therein, a shaft with an inclined neck, an inclined washer interacting with said inclined shaft neck and connected to the pistons, a spherical support of the inclined washer, having a hub installed in the machine body with the possibility of movement along the axis of the shaft, a hydraulic power element for moving the hub of the spherical support of the inclined washer, a distributor for communicating the working cavity power body with a source of pressure of the working fluid.

В этой аксиально-поршневой машине изменение ее рабочего объема производится простыми средствами путем перемещения сферической опоры наклонной шайбы поршнем гидравлического силового органа вдоль оси вала в ту или иную сторону путем воздействия на поверхность поршня, обращенную в сторону сферической опоры. При этом проблемой является обеспечение регулирования положения поршня гидравлического силового органа в зависимости от нагрузки на машину. In this axial piston machine, its working volume is changed by simple means by moving the spherical support of the inclined washer with the piston of the hydraulic power element along the shaft axis in one direction or another by acting on the piston surface facing the spherical support. The problem is ensuring the regulation of the position of the piston of the hydraulic power unit depending on the load on the machine.

Задачей изобретения, является создание надежного, простого, удобного в размещении и обслуживании распределителя для управления гидравлическим силовым органом, служащим для изменения рабочего объема известной аксиально-поршневой машины, и обеспечение при этом плавного, точного и непрерывного регулирования положения поршня гидравлического силового органа и соответственно связанной с ним сферической опоры наклонной шайбы в зависимости от заданного положения органа управления машиной для обеспечения надлежащего рабочего хода поршней самой машины. The objective of the invention is to provide a reliable, simple, convenient to place and maintain a distributor for controlling a hydraulic power unit, which serves to change the working volume of a known axial piston machine, while ensuring smooth, accurate and continuous control of the position of the piston of the hydraulic power unit and, accordingly, related with it, the spherical bearings of the inclined washer, depending on the given position of the machine control element, to ensure proper piston stroke the car itself.

Для решения задачи в известной аксиально-поршневой машине, содержащей корпус, в котором расположены поршни, вал с наклонной шейкой, взаимодействующую с наклонной шейкой вала наклонную шайбу, связанную с поршнями машины и размещенную на сферической опоре, имеющей ступицу, установленную в корпусе машины с возможностью перемещения поршнем гидравлического силового органа, рабочая полость которого сообщена с источником давления рабочей жидкости через распределитель, распределитель содержит зубчатую рейку, с которой связан его подвижный элемент, валик с закрепленным на нем зубчатым элементом, имеющий привод от органа управления аксиально-поршневой машиной, рычаг, расположенный на валике с возможностью поворота относительно него и связанный со ступицей сферической опоры наклонной шайбы, и расположенный на рычаге зубчатый элемент, имеющий зацепление с зубчатой рейкой и с зубчатым элементом, закрепленным на валике. To solve the problem in a known axial piston machine containing a housing in which the pistons are located, a shaft with an inclined neck, an inclined washer interacting with the inclined neck of the shaft, connected to the pistons of the machine and placed on a spherical support having a hub mounted in the machine body with the possibility displacement of the hydraulic power element by the piston, the working cavity of which is connected to the source of working fluid pressure through the distributor, the distributor contains a gear rack, to which its movable an element, a roller with a gear element fixed to it, having a drive from an axial-piston machine control, a lever located on the roller with a possibility of rotation relative to it and connected to the hub of the spherical support of the inclined washer, and a gear element located on the lever, meshing with the gear rail and with a gear element mounted on the roller.

При таком выполнении системы управления аксиально-поршневой машиной с переменным рабочим объемом обеспечивается достаточно точное соответствие рабочего хода ее поршней задаваемой машине нагрузки за счет осуществления дифференциальной связи сферической опоры наклонной шайбы и органа управления машиной с подвижным элементом распределителя при помощи простых и надежных средств, включающих в себя рычаг и зубатую передачу, состоящую из зубчатой рейки и цилиндрических зубчатых элементов, например обычных зубчатых колес или зубчатых секторов. With this embodiment, the control system of the axial piston machine with a variable displacement provides a fairly accurate correspondence of the working stroke of its pistons to the load machine due to the differential connection of the spherical support of the inclined washer and the machine control with a movable distributor element using simple and reliable means, including a lever and a gear train consisting of a gear rack and cylindrical gear elements, for example conventional gears or gear sec tori.

Тело зубчатой рейки может быть выполнено в виде скобы, имеющей среднюю часть, расположенную в пазу в корпусе распределителя, и полки, между которыми расположен подвижный элемент распределителя, выполненный в виде золотника, в первом положении сообщающего рабочую полость гидравлического силового органа с источником давления рабочей жидкости через обратный клапан, а во втором положении сообщающего с источником давления рабочей жидкости устройство управления обратным клапаном. The body of the gear rack can be made in the form of a bracket having a middle part located in a groove in the distributor housing, and shelves between which there is a movable distributor element made in the form of a spool, in the first position communicating the working cavity of the hydraulic power unit with a source of working fluid pressure through the check valve, and in the second position communicating with the pressure source of the working fluid control device check valve.

На фиг. 1 схематически изображена аксиально-поршневая машина, в частности аксиально-поршневой двигатель внутреннего сгорания, продольный разрез;
На фиг. 2 первая и вторая опоры наклонной шайбы и универсальные соединения, повернутые на 90^o в плоскости, перпендикулярной продольной оси вала, в увеличенном масштабе, продольный разрез;
На фиг. 3 конструкция аксиально-поршневого двигателя при положении поршней цилиндров и наклонной шайбы, соответствующем минимальному рабочему объему цилиндров, продольный разрез;
На фиг. 4 первая и вторая опоры наклонной шайбы и универсальные соединения, повернутые на 90^o в плоскости, перпендикулярной продольной оси вала в положении, соответствующем минимальному рабочему объему цилиндров двигателя, в увеличенном масштабе, продольный разрез;
На фиг. 5 разрез двигателя по А-А фиг. 1, в увеличенном масштабе;
На фиг. 6 разрез по Б-Б фиг. 5;
На фиг. 7 разрез по В-В фиг. 5;
На фиг. 8 разрез по Г-Г фиг. 5;
На фиг. 9 разрез по Д-Д фиг. 5.In FIG. 1 schematically shows an axial piston machine, in particular an axial piston internal combustion engine, a longitudinal section;
In FIG. 2 the first and second bearings of an inclined washer and universal joints rotated 90 ^° in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the shaft, on an enlarged scale, a longitudinal section;
In FIG. 3 design of an axial piston engine with the position of the pistons of the cylinders and the inclined washer corresponding to the minimum displacement of the cylinders, longitudinal section;
In FIG. 4 first and second bearings of an inclined washer and universal joints rotated 90 ^° in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the shaft in a position corresponding to the minimum working volume of the engine cylinders, on an enlarged scale, a longitudinal section;
In FIG. 5 is a section through the engine of FIG. 1, on an enlarged scale;
In FIG. 6 is a section along BB of FIG. 5;
In FIG. 7 is a section along BB of FIG. 5;
In FIG. 8 a section along G-D of FIG. 5;
In FIG. 9 a section along DD of FIG. 5.

Аксиально-поршневая машина, выполненная согласно изобретению в многоцилиндровом двигателе внутреннего сгорания, содержит корпус, включающий соединенные между собой крепежными элементами блок цилиндров 1 и картер 2. К блоку цилиндров и картеру снизу прикреплен поддон 3, спереди к блоку цилиндров прикреплена крышка 4. The axial piston machine, made according to the invention in a multi-cylinder internal combustion engine, comprises a housing including a cylinder block 1 and a crankcase 2 connected by fasteners. A pallet 3 is attached to the cylinder block and the crankcase from the bottom, and a cover 4 is attached to the cylinder block from the front.

В блоке цилиндров 1 выполнены цилиндрические полости 5 с гильзами 6, оси которых параллельны продольной оси коленчатого вала 7. В цилиндрических полостях 5 расположены с возможностью возвратно-поступательного перемещения поршни 8. Каждый поршень 8 шарнирно соединен с одним концом шатуна 9, другой конец которого шарнирно соединен с наклонной шайбой 10. Шарнирная связь шатуна 9 с поршнем 8 образована подпятником с выпуклой сферической поверхностью, взаимодействующей с вогнутой сферической поверхностью торца шатуна 9, и разрезным вкладышем, упирающимся в резьбовую втулку, зафиксированную в поршне 8. In the cylinder block 1, cylindrical cavities 5 are made with sleeves 6, the axes of which are parallel to the longitudinal axis of the crankshaft 7. In the cylindrical cavities 5, pistons 8 are arranged for reciprocating movement. Each piston 8 is pivotally connected to one end of the connecting rod 9, the other end of which is pivotally connected to the inclined washer 10. The hinged connection of the connecting rod 9 with the piston 8 is formed by a thrust bearing with a convex spherical surface interacting with a concave spherical surface of the end of the connecting rod 9, and a split insert, up ayuschimsya into the threaded sleeve, fixed in the piston 8.

Наклонная шайба 10 охватывает сферическую опору 11, выполненную в виде тонкостенной чаши, шайба 10 состоит из звездообразного элемента 12 с гнездами 13 для шарниров, соединяющих шатуны 9 с шайбой 10, и конусообразного элемента 14, выполненного в виде купола заодно со ступицей 15 шайбы. Звездообразный и конусообразный элементы наклонной шайбы соединены между собой крепежными элементами, например винтами. The inclined washer 10 covers a spherical support 11, made in the form of a thin-walled bowl, the washer 10 consists of a star-shaped element 12 with sockets 13 for hinges connecting the connecting rods 9 with the washer 10, and a conical element 14 made in the form of a dome integral with the hub 15 of the washer. The star-shaped and cone-shaped elements of the inclined washer are interconnected by fasteners, for example screws.

Шарнирная связь шатуна 9 с звездообразным элементом 12 наклонной шайбы образована шаровым подпятником 16, размещенным в гнезде 13 и взаимодействующим с вогнутой сферической поверхностью торца шатуна 9. В гнезде 13 установлены также разрезной вкладыш 17 с вогнутой сферической поверхностью, сопряженной с выпуклой сферической поверхностью конца шатуна 9, и резьбовая втулка 18, удерживающая вкладыш 17 и вместе с ним конец шатуна 9 в звездообразном элементе наклонной шайбы. The articulated connection of the connecting rod 9 with the star-shaped element 12 of the inclined washer is formed by a ball bearing 16 located in the socket 13 and interacting with the concave spherical surface of the end of the connecting rod 9. In the socket 13 there is also a split insert 17 with a concave spherical surface conjugated with the convex spherical surface of the end of the connecting rod 9 and a threaded sleeve 18 holding the liner 17 and with it the end of the connecting rod 9 in the star-shaped element of the inclined washer.

В звездообразном элементе 12 выполнена кольцевая постель для чашеобразного вкладыша 19 подшипника, выполненного из антифрикционного материала и сопряженного со сферической опорой 11 наклонной шайбы. В конусообразном элементе 14 образована постель для другого чашеобразного вкладыша 20 подшипника наклонной шайбы, сопряженного с упомянутой сферической опорой 11. Сферическая опора 11 имеет ступицу 21, расположенную в обойме 22 и имеющую с ней шлицевое соединение. Обойма 22 закреплена в блоке цилиндров 1. An annular bed is made in the star-shaped element 12 for a cup-shaped bearing shell 19 made of antifriction material and conjugated with a spherical support 11 of an inclined washer. In the cone-shaped element 14, a bed is formed for another cup-shaped bearing insert 20 of an inclined washer coupled to said spherical support 11. The spherical support 11 has a hub 21 located in the cage 22 and having a spline connection with it. The clip 22 is fixed in the cylinder block 1.

Коленчатый вал 7 имеет наклонную шейку 23, на которой на втулке 24 установлен шаровой элемент 25, размещенный в конусообразном элементе 14 наклонной шайбы 10. Шаровой элемент 25 установлен на наклонной шейке 23 коленчатого вала 7 с возможностью перемещения вдоль ее оси. Втулка 24 зафиксирована в шаровом элементе 25 с помощью шпонки и стопорного кольца. The crankshaft 7 has an inclined neck 23 on which a spherical element 25 is mounted on the sleeve 24, which is located in the conical element 14 of the inclined washer 10. The spherical element 25 is mounted on the inclined neck 23 of the crankshaft 7 with the possibility of movement along its axis. The sleeve 24 is fixed in the ball element 25 with a key and a retaining ring.

Для предотвращения проворачивания наклонной шайбы 10 относительно ее оси имеется кинематическая связь шайбы с блоком цилиндров, содержащая два универсальных соединения, образующих двойной карданный механизм. Первое универсальное соединение образовано пальцами 26 (фиг. 2), закрепленными в ушках 27, выполненных на торце ступицы 15 наклонной шайбы, и пальцами 28 (фиг. 1), выполненными на кольце 29, установленном через игольчатые подшипники на упомянутых пальцах 26 (фиг. 2). Оси пальцев 26 и 28 расположены взаимно перпендикулярно в одной плоскости. Второе универсальное соединение образовано пальцами 30, выполненными за одно целое с втулкой 31, имеющей шлицевое соединение со сферической опорой 11 наклонной шайбы, и пальцами 32 (фиг. 1), выполненными на кольце 33, установленном через игольчатые подшипники на пальцах 30 (фиг. 2). To prevent the inclined washer 10 from turning around its axis, there is a kinematic connection between the washer and the cylinder block, containing two universal joints forming a double cardan mechanism. The first universal connection is formed by the fingers 26 (Fig. 2), fixed in the ears 27, made on the end face of the hub 15 of the inclined washer, and the fingers 28 (Fig. 1), made on the ring 29, mounted through needle bearings on the said fingers 26 (Fig. 2). 2). The axis of the fingers 26 and 28 are mutually perpendicular in the same plane. The second universal connection is formed by the fingers 30, made in one piece with the sleeve 31, having a spline connection with the spherical support 11 of the inclined washer, and the fingers 32 (Fig. 1), made on the ring 33 mounted through needle bearings on the fingers 30 (Fig. 2 )

Оси пальцев 30 и 32 расположены взаимно перпендикулярно в одной плоскости. Пальцы 28 и 32 (фиг. 1) установлены на игольчатых подшипниках в соединительном элементе 34, представляющем собой кольцо. Оси пальцев 28 и 32 расположены в одной плоскости параллельно между собой. The axis of the fingers 30 and 32 are mutually perpendicular in the same plane. The fingers 28 and 32 (Fig. 1) are mounted on needle bearings in a connecting member 34, which is a ring. The axis of the fingers 28 and 32 are located in the same plane parallel to each other.

Напротив пальцев 30 внутри сферической опоры 11 закреплены штампованные вставки 35, образующие со сферической опорой 11 каналы для подачи смазочной жидкости через отверстия 36 к трущимся поверхностям вкладышей 19 и 20. Opposite the fingers 30 inside the spherical support 11, stamped inserts 35 are fixed, forming channels with the spherical support 11 for supplying lubricant fluid through the openings 36 to the rubbing surfaces of the liners 19 and 20.

На конце ступицы 21 сферической опоры наклонной шайбы закреплен поршень 37 гидравлического силового органа 38, служащего для перемещения сферической опоры 11 и вместе с ней наклонной шайбы 10 для изменения рабочего объема цилиндров двигателя. At the end of the hub 21 of the spherical support of the inclined washer, a piston 37 of the hydraulic power member 38 is fixed, which serves to move the spherical support 11 and with it the inclined washer 10 to change the working volume of the engine cylinders.

Внутри ступицы 21 сферической опоры наклонной шайбы закреплена втулка 39, в которой на подшипнике скольжения установлен коленчатый вал 7. Другая опора коленчатого вала 7 выполнена в виде шарикоподшипника 40, внутренние кольца которого зафиксированы от осевого перемещения на коленчатом валу, а наружное кольцо установлено в картере 2 и зафиксировано в нем от осевого перемещения. Коленчатый вал 7 имеет хвостовик 41, связанный с приводом распределительного механизма, служащего для перемещения клапанов 42. Кроме того, на хвостовике 41 закреплена ступица шкива привода вспомогательных агрегатов двигателя, установленная в крышке 4 на подшипнике качения. Хвостовик 41 расположен коаксиально с поршнем 37 внутри отверстия, выполненного в поршне. Inside the hub 21 of the spherical support of the inclined washer, a sleeve 39 is fixed in which the crankshaft is mounted on the sliding bearing 7. Another support of the crankshaft 7 is made in the form of a ball bearing 40, the inner rings of which are fixed from axial movement on the crankshaft, and the outer ring is installed in the crankcase 2 and fixed in it from axial movement. The crankshaft 7 has a shank 41 connected to the actuator of the camshaft, which serves to move the valves 42. In addition, the hub of the drive pulley of the auxiliary engine units mounted in the cover 4 on the rolling bearing is fixed to the shank 41. The shank 41 is located coaxially with the piston 37 inside the hole made in the piston.

Рабочая полость 43 гидравлического силового органа 38 через трубопровод 44 подключена к распределителю 45 (фиг. 7), который через трубопровод 46 сообщен с источником давления рабочей жидкости. В качестве источника давления рабочей жидкости используется насос 47 (фиг. 5). Распределитель 45 содержит корпус 48, размещенный в поддоне 3 машины под ее корпусом 1 и прикрепленный к последнему крепежными элементами. Внутри корпуса 48 распределителя установлен подвижный элемент распределителя, представляющий собой золотник 49 (фиг. 8), имеющий три кольцевых пояска 50, 51, 52 и концевые участки 53 и 54, выступающие из крышек 55 и 56. В крышках 55 и 56 размещены пружины 57 и 58, служащие для фиксации золотника в среднем положении. Отверстие в корпусе 48 распределителя, в котором расположен золотник 49, имеет три кольцевые канавки 59, 60 и 61. Канавка 60 сообщена с насосом, а канавки 59 и 61 со сливом. Участок 62 отверстия в корпусе 48 через каналы 63 и 64 (фиг. 9), через подпружиненный шариковый обратный клапан 65 и канал 66 сообщен с трубопроводом 44 (фиг. 1), служащим для подачи рабочей жидкости в рабочую полость 43 гидравлического силового органа 38. Другой участок 67 (фиг. 8) упомянутого отверстия в корпусе 48 через канал 68 сообщен с полостью 69 (фиг. 9) у торца плунжера 70, служащего для управления обратным клапаном 65. The working cavity 43 of the hydraulic power member 38 is connected through a pipe 44 to a distributor 45 (Fig. 7), which is connected through a pipe 46 to a source of working fluid pressure. A pump 47 is used as a source of working fluid pressure (Fig. 5). The distributor 45 includes a housing 48 located in the pallet 3 of the machine under its housing 1 and attached to the latter by fasteners. Inside the distributor housing 48, a movable distributor element is installed, which is a spool 49 (Fig. 8) having three annular bands 50, 51, 52 and end sections 53 and 54 protruding from the covers 55 and 56. Springs 57 are placed in the covers 55 and 56 and 58, serving to fix the spool in the middle position. The hole in the distributor housing 48, in which the spool 49 is located, has three annular grooves 59, 60 and 61. The groove 60 is in communication with the pump, and the grooves 59 and 61 with a drain. Section 62 of the hole in the housing 48 through channels 63 and 64 (Fig. 9), through a spring-loaded ball check valve 65 and channel 66 is in communication with a pipe 44 (Fig. 1), which serves to supply the working fluid to the working cavity 43 of the hydraulic power member 38. Another section 67 (Fig. 8) of the aforementioned opening in the housing 48 is connected through a channel 68 with a cavity 69 (Fig. 9) at the end of the plunger 70, which serves to control the check valve 65.

Для перемещения золотника 49 (фиг. 8) распределитель содержит зубчатую рейку 71 (фиг. 6), тело которой имеет П-образную форму в виде скобы с полками 72 и 73 (фиг. 7). Между этими полками 72 и 73 расположен взаимодействующий с ними концевыми участками 53 и 54 (фиг. 8) золотник 49. Часть тела зубчатой рейки, расположенная между полками 72 и 73, имеет в поперечном сечении прямоугольную форму. Она сопряжена боковыми поверхностями с корпусом 48 распределителя, а тыльной поверхностью с фиксирующей пластиной 74 (фиг. 6), соединенной с корпусом 48 винтами. To move the spool 49 (Fig. 8), the distributor contains a gear rack 71 (Fig. 6), the body of which has a U-shape in the form of a bracket with shelves 72 and 73 (Fig. 7). Between these shelves 72 and 73, the spool 49 interacting with the end sections 53 and 54 (Fig. 8) is located. The body part of the rack located between the shelves 72 and 73 has a rectangular cross-section. It is associated with the side surfaces with the housing 48 of the distributor, and the back surface with the fixing plate 74 (Fig. 6) connected to the housing 48 by screws.

С зубчатой рейкой 71 находится в зацеплении зубчатый элемент 75, представляющий собой кольцо с двумя зубчатыми секторами, зубчатый элемент 75 свободно установлен на пальце 76 (фиг. 5) с возможностью поворота относительно его. Палец 76 запрессован в отверстие в плече двуплечего рычага 77, другое плечо 78 которого связано со ступицей 21 сферической опоры 11 (фиг. 1) наклонной шайбы 10 за счет того, что конец плеча 78 рычага 77 расположен в радиальном отверстии, выполненном в ступице 21. Рычаг 77 свободно расположен на валике 79 (фиг. 5) с возможностью поворота относительно его. Валик 79 имеет привод от органа управления (не показан) аксиально-поршневой машиной, например от педали подачи топлива, с помощью рычага 80, закрепленного на концевом участке валика 79, выступающем из корпуса 1 машины. На другом концевом участке валика 79 закреплен зубчатый элемент 81 (фиг. 6), представляющий собой зубчатый сектор. Зубчатый элемент 81 имеет зацепление с зубчатым элементом 75. With the rack 71, a gear element 75 is engaged, which is a ring with two gear sectors, the gear element 75 is freely mounted on the finger 76 (Fig. 5) with the possibility of rotation relative to it. The finger 76 is pressed into the hole in the shoulder of the two shoulders of the lever 77, the other shoulder 78 of which is connected with the hub 21 of the spherical support 11 (Fig. 1) of the inclined washer 10 due to the fact that the end of the shoulder 78 of the lever 77 is located in the radial hole made in the hub 21. The lever 77 is freely located on the roller 79 (Fig. 5) with the possibility of rotation relative to it. The roller 79 has a drive from a control element (not shown) by an axial piston machine, for example, from a fuel supply pedal, using a lever 80 mounted on an end portion of a roller 79 protruding from the machine body 1. At the other end portion of the roller 79, a gear element 81 is fixed (FIG. 6), which is a gear sector. The gear member 81 is engaged with the gear member 75.

Корпус 48 распределителя имеет расположенный сбоку от поперечной стенки корпуса 1 (фиг. 5), выполненный заодно с ним участок 82, выступающий внутрь картера 2 (фиг. 1) и имеющий отверстие для опоры валика 79 (фиг. 5) в этом участке корпуса 48. The distributor housing 48 has a side 82 located on the side of the transverse wall of the housing 1 (Fig. 5), integral with it, protruding into the crankcase 2 (Fig. 1) and having an opening for supporting the roller 79 (Fig. 5) in this portion of the housing 48 .

Аксиально-поршневая машина в режиме двигателя работает следующим образом. Axial piston machine in engine mode operates as follows.

Давление от горячих газов в гильзах 6 блока цилиндров 1 воздействует на поршни 8. Усилия от горячих газов, возникающие на поршнях 8, через шатуны 9 передаются на наклонную шайбу 10 и через ее ступицу 15 воздействуют на наклонную шейку 23 коленчатого вала 7, заставляя его вращаться. Иными словами, усилие, создаваемое давлением горячих газов, перемещает поршни 8 в гильзах 6, при этом поступательное перемещение поршней 8 вызывает сложное качательное движение наклонной шайбы 10, которое преобразуется во вращательное движение вала 7. При работе двигателя наклонная шайба 10 удерживается от вращения с помощью двойного карданного механизма, образованного универсальными соединениями, связывающими ушки 27 (фиг. 2) ступицы наклонной шайбы с блоком цилиндров 1 через втулку 31 и ступицу 21 сферической опоры наклонной шайбы. При качании во время работы двигателя наклонная шайба 10 спирается через чашеобразные вкладыши 19 и 20 на сферическую опору 11. The pressure from the hot gases in the liners 6 of the cylinder block 1 acts on the pistons 8. The forces from the hot gases arising on the pistons 8 are transmitted through the connecting rods 9 to the inclined washer 10 and through its hub 15 act on the inclined neck 23 of the crankshaft 7, forcing it to rotate . In other words, the force created by the pressure of the hot gases moves the pistons 8 in the sleeves 6, while the translational movement of the pistons 8 causes a complex swing motion of the inclined washer 10, which is converted into rotational movement of the shaft 7. When the engine is running, the inclined washer 10 is kept from rotating by double cardan mechanism formed by universal joints connecting the ears 27 (Fig. 2) of the hub of the inclined washer with the cylinder block 1 through the sleeve 31 and the hub 21 of the spherical support of the inclined washer. When swinging during engine operation, the inclined washer 10 spirals through the cup-shaped liners 19 and 20 onto the spherical support 11.

Для уменьшения рабочего объема двигателя в случае уменьшения нагрузки на двигатель с помощью органа управления двигателем поворачивают валик 79 (фиг. 5). При повороте валика 79 закрепленный на нем зубчатый элемент 81 поворачивает другой зубчатый элемент 75, который перемещает зубчатую рейку 71. Вместе с зубчатой рейкой 71 перемещается ее полкой 73 (фиг. 8) находящийся между полками 72 и 73 золотник 49. При перемещении золотника 49 открывается проход для рабочей жидкости под давлением из трубопровода 46 (фиг. 5), сообщенного с насосом 47, через кольцевую канавку 60 (фиг. 8) мимо кольцевого пояска 51 золотника в участок 62 отверстия в корпусе 48, откуда рабочая жидкость через канал 63 и через канал 64 (фиг. 9) поступает к шариковому обратному клапану 65. Под давлением жидкости шариковый клапан 65 открывается и перепускает жидкость в канал 66 и далее в трубопровод 44 (фиг. 1), по которому она направляется в рабочую полость 43 гидравлического силового органа 38. Под давлением рабочей жидкости в полости 43 поршень 37 перемещается в противоположную сторону от наклонной шайбы 10 и тянет за собой ступицу 21 и соответственно саму сферическую опору 11 наклонной шайбы. Вместе со сферической опорой 11 перемещается и сама наклонная шайба 10, при этом ее ступица 15 перемещается по наклонной шейке 23 вала 7 в сторону его оси вращения. При смещении ступицы наклонной шайбы в сторону оси вала 7 амплитуда колебаний наклонной шайбы становится меньше и соответственно уменьшается рабочий ход поршней 8. Во время перемещения ступицы 21 сферической опоры 11 вместе с ней перемещается связанное с ней плечо 78 рычага 77, вследствие чего рычаг 77 поворачивается вокруг валика 79 (фиг. 6) вместе с зубчатым элементом 75, который при перемещении вокруг оси валика 79 перемещает вместе с собой зубчатую рейку 71 в такое положение, при котором закрывается проход для рабочей жидкости через золотник 49 (фиг. 8) в рабочую полость 38 (фиг. 1) гидравлического силового органа, и тогда поршень 37 останавливается, а шариковый клапан 65 (фиг. 9) закрывается, запирая жидкость в рабочей полости 38 (фиг. 1). Величина хода поршня 37 и соответственно величина изменения рабочего объема аксиально-поршневой машины зависят от угла поворота валика 7 (фиг. 5). To reduce the working volume of the engine in case of reducing the load on the engine using the engine control rotate the roller 79 (Fig. 5). When the roller 79 is rotated, the gear element 81 mounted on it rotates another gear element 75, which moves the gear rack 71. Together with the gear rack 71, its shelf 73 (Fig. 8) moves the spool 49 located between the shelves 72 and 73. When the spool 49 is moved, it opens the passage for working fluid under pressure from the pipeline 46 (Fig. 5), in communication with the pump 47, through the annular groove 60 (Fig. 8) past the annular belt 51 of the spool into the hole portion 62 in the housing 48, from where the working fluid through the channel 63 and through channel 64 (Fig. 9) arrives to the ball check valve 65. Under fluid pressure, the ball valve 65 opens and passes the fluid into the channel 66 and then into the pipe 44 (Fig. 1), through which it is sent to the working cavity 43 of the hydraulic power unit 38. Under the pressure of the working fluid in the cavity 43 the piston 37 moves in the opposite direction from the inclined washer 10 and pulls the hub 21 and, accordingly, the spherical support 11 of the inclined washer. Together with the spherical support 11, the inclined washer 10 itself moves, while its hub 15 moves along the inclined neck 23 of the shaft 7 towards its axis of rotation. When the hub of the inclined washer is shifted towards the axis of the shaft 7, the oscillation amplitude of the inclined washer becomes smaller and the stroke of the pistons 8 decreases accordingly. During the movement of the hub 21 of the spherical support 11, the arm 78 of the arm 77 connected with it moves, as a result of which the arm 77 rotates around the roller 79 (Fig. 6) together with the gear element 75, which when moving around the axis of the roller 79 moves along with the gear rack 71 in such a position that closes the passage for the working fluid through the spool 49 (f of 8) into the working cavity 38 (FIG. 1) of a hydraulic body, and then the piston 37 is stopped and the ball valve 65 (FIG. 9) is closed, locking fluid in the working chamber 38 (FIG. 1). The magnitude of the stroke of the piston 37 and, accordingly, the magnitude of the change in the working volume of the axial piston machine depend on the angle of rotation of the roller 7 (Fig. 5).

Для увеличения рабочего объема в случае увеличения нагрузки на него с помощью органа управления двигателем поворачивают в обратную сторону валик 79. При повороте валика 79 зубчатый элемент 81 поворачивает зубчатый элемент 75, который перемещает зубчатую рейку 71 в соответствующую сторону. Совместно с зубчатой рейкой 71 перемещается ее полкой 72 золотник 49. При перемещении золотника 49 открывается проход для рабочей жидкости из канавки 60, где она находится под давлением, в участок 67 отверстия в корпусе 48 и далее в канал 68. Из канала 68 рабочая жидкость поступает в полость 69 (фиг. 9) у торца плунжера 70. Давление, оказываемое жидкостью на торец плунжера 70 со стороны полости 69, перемещает плунжер 70 в сторону шарикового клапана 65 и, преодолевая усилие его возвратной пружины, отводит шариковый запорный элемент этого клапана от его седла. При открытии шарикового клапана 65 жидкость из рабочей полости 43 (фиг. 1) гидравлического силового органа 38 выходит по трубопроводу 44 через канал 66 (фиг. 9), через отверстие, открытое в седле шарикового клапана 65, через каналы 64 и 63 (фиг. 8) и через щель, открытую у торца пояска 52 золотника 49, на слив. При выходе жидкости из рабочей полости 43 (фиг. 1) поршень 37 перемещается в сторону наклонной шейки 23 вала 7 под действием усилия, приложенного к сферической опоре 11 со стороны наклонной шайбы 10. При этом вместе с поршнем 37 и сферической опорой 11 перемещается ее ступица 21, с которой связано плечо 78 рычага 77 распределителя 45 (фиг. 7). При повороте рычага 77 (фиг. 6) расположенный на нем зубчатый элемент 75 передвигает зубчатую рейку 71, которая перемещает золотник 49 (фиг. 8) в среднее положение, при котором закрывается проход рабочей жидкости под давлением из кольцевой канавки 60 в канал 68 и далее к торцу плунжера 70 (фиг. 9). Плунжер 70 прекращает оказывать усилие на шариковый клапан 65 и этот клапан закрывается под действием возвратной пружины, плотно прижимающей шариковый запорный элемент к седлу. Выход жидкости из рабочей полости 43 (фиг. 1) гидравлического силового органа 38 прекращается, жидкость в ней запирается и тогда поршень 37, а с ним сферическая опора 11 наклонной шайбы 10 и соответственно сама наклонная шайба останавливаются в определенном положении, зависящем от положения органа управления машиной. To increase the working volume in case of an increase in the load on it, the roller 79 is turned in the opposite direction with the help of the engine control unit. When the roller 79 is rotated, the gear element 81 rotates the gear element 75, which moves the gear rack 71 to the corresponding side. Together with the rack 71, its slide 72 moves the spool 49. When moving the spool 49, a passage for the working fluid opens from the groove 60, where it is under pressure, into the hole section 67 in the housing 48 and then into the channel 68. From the channel 68, the working fluid enters into the cavity 69 (Fig. 9) at the end of the plunger 70. The pressure exerted by the liquid on the end of the plunger 70 from the side of the cavity 69 moves the plunger 70 toward the ball valve 65 and, overcoming the force of its return spring, diverts the ball locking element of this valve from its saddles. When the ball valve 65 is opened, fluid from the working cavity 43 (FIG. 1) of the hydraulic power member 38 exits through a pipe 44 through a channel 66 (FIG. 9), through an opening open in the seat of the ball valve 65, through channels 64 and 63 (FIG. 8) and through the slot open at the end of the belt 52 of the valve 49, to the drain. When the fluid leaves the working cavity 43 (Fig. 1), the piston 37 moves towards the inclined neck 23 of the shaft 7 under the action of a force applied to the spherical support 11 from the side of the inclined washer 10. At the same time, its hub moves with the piston 37 and the spherical support 11 21, to which is connected the shoulder 78 of the lever 77 of the distributor 45 (Fig. 7). When the lever 77 is rotated (FIG. 6), the gear element 75 located on it moves the gear rack 71, which moves the spool 49 (FIG. 8) to the middle position, in which the passage of the working fluid under pressure from the annular groove 60 to the channel 68 and then closes to the end of the plunger 70 (Fig. 9). The plunger 70 stops exerting force on the ball valve 65 and this valve closes under the action of a return spring tightly pressing the ball locking element to the seat. The fluid exit from the working cavity 43 (Fig. 1) of the hydraulic power member 38 stops, the fluid is locked and then the piston 37, and with it the spherical support 11 of the inclined washer 10 and accordingly the inclined washer itself, stop in a certain position, depending on the position of the control by car.

При таком выполнении система управления аксиально-поршневой машиной с регулируемым рабочим объемом получается достаточно простой и надежной со стабильными характеристиками, а ее распределитель получается весьма компактным. Он удобно размещается в аксиально-поршневой машине, не увеличивая ее габарита. При этом к нему обеспечивается легкий и удобный доступ для технического обслуживания. With this embodiment, the control system of an axial piston machine with an adjustable displacement is quite simple and reliable with stable characteristics, and its distributor is very compact. It fits comfortably in an axial piston machine without increasing its size. At the same time, it provides easy and convenient access for maintenance.

Claims

1. Axial-piston machine, comprising a housing with pistons located therein, a shaft with an inclined neck, an inclined washer interacting with said inclined neck of the shaft and connected to the pistons, a spherical support of the inclined washer having a hub mounted in the machine body with the possibility of movement along the axis of the said shaft, a hydraulic power element for moving the hub of the spherical support of the inclined washer, a distributor for communicating the working cavity of the hydraulic power element with the pressure source of the working fluid characterized by the fact that the distributor comprises a gear rack with which its movable element is connected, a roller with a gear element fixed to it, having a drive from the machine control, a lever located on the said roller with the possibility of rotation relative to it and connected with the hub of the spherical support an inclined washer, and located on the said lever with the possibility of rotation relative to it, a gear element having engagement with said gear rack and with a gear element mounted on the roller.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the body of said gear rack is made in the form of a bracket having a middle part located in a groove in the distributor body and shelves between which a movable distributor element made in the form of a spool is located in the first position the hydraulic power unit communicating the working cavity with the working fluid pressure source through the check valve, and in the second position, the check valve control device communicating with the working fluid pressure source.