RU96203U1 - HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER - Google Patents
HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER Download PDFInfo
- Publication number
- RU96203U1 RU96203U1 RU2010111871/22U RU2010111871U RU96203U1 RU 96203 U1 RU96203 U1 RU 96203U1 RU 2010111871/22 U RU2010111871/22 U RU 2010111871/22U RU 2010111871 U RU2010111871 U RU 2010111871U RU 96203 U1 RU96203 U1 RU 96203U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydromechanical device
- pump
- hydraulic
- cylinder
- gear
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
1. Гидромеханическое устройство преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с бесступенчатым изменением передаточного числа, характеризующееся тем, что содержит поршневой насос, полость которого соединена гидролиниями с гидроцилиндрами, штоки которых связаны с механической трансмиссией, при этом шток поршневого насоса связан с управляющим механизмом. ! 2. Гидромеханическое устройство по п.1, отличающееся тем, что механическая трансмиссия выполнена в виде механической связи «зубчатая рейка-шестерня», или «трос-шкив», или «цепь-звездочка», при этом шестерня, или шкив, или звездочка размещены на ведомом валу. ! 3. Гидромеханическое устройство по п.1, отличающееся тем, что длина штока гидроцилиндра выбрана большей длины рабочей окружности детали, размещенной на ведомом валу. ! 4. Гидромеханическое устройство по п.1, отличающееся тем, что поршневой насос выполнен с неподвижным цилиндром или с двумя неподвижными цилиндрами. ! 5. Гидромеханическое устройство по п.1, отличающееся тем, что гидронасос выполнен с подвижным цилиндром постоянного сечения. ! 6. Гидромеханическое устройство по п.4, отличающееся тем, что управляющий механизм выполнен в виде двух рычагов, один из концов которых шарнирно закреплен на поршне и цилиндре соответственно, а другими концами они шарнирно соединены друг с другом и закреплены на каретке, расположенной на направляющей и выполненной с возможностью совершения возвратно-поступательного движения по ней. !7. Гидромеханическое устройство по п.5, отличающееся тем, что каретка выполнена с роликами. ! 8. Гидромеханическое устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит доп� 1. A hydromechanical device for converting a reciprocating motion into a rotary one with stepless gear ratio change, characterized in that it contains a piston pump, the cavity of which is connected by hydraulic lines to hydraulic cylinders, the rods of which are connected to a mechanical transmission, while the piston pump rod is connected to a control mechanism. ! 2. The hydromechanical device according to claim 1, characterized in that the mechanical transmission is made in the form of a mechanical connection "gear rack-gear", or "cable-pulley", or "chain-sprocket", while the gear, or pulley, or sprocket placed on the driven shaft. ! 3. The hydromechanical device according to claim 1, characterized in that the length of the hydraulic cylinder rod is selected to be a greater length of the working circumference of the part located on the driven shaft. ! 4. The hydromechanical device according to claim 1, characterized in that the piston pump is made with a fixed cylinder or with two fixed cylinders. ! 5. The hydromechanical device according to claim 1, characterized in that the hydraulic pump is made with a movable cylinder of constant cross section. ! 6. The hydromechanical device according to claim 4, characterized in that the control mechanism is made in the form of two levers, one end of which is pivotally mounted on the piston and cylinder, respectively, and the other ends are pivotally connected to each other and mounted on a carriage located on the guide and configured to reciprocate on it. ! 7. The hydromechanical device according to claim 5, characterized in that the carriage is made with rollers. ! 8. The hydromechanical device according to claim 1, characterized in that it contains additional
Description
Полезная модель относится к двигателестроению, а именно, к гидромеханическим трансмиссиям с бесступенчатым изменением передаточного числа, устройствам преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с бесступенчатым изменением передаточного числа.The utility model relates to engine building, namely to hydromechanical transmissions with stepless gear ratio change, devices for converting reciprocating motion into rotational one with stepless gear ratio change.
Предложенное устройство может использоваться как трансмиссия транспортных средств, в частности, приводимых в движение мускульной силой, в силовых приводах и приводах исполнительных механизмов.The proposed device can be used as a transmission of vehicles, in particular, driven by muscular power, in power drives and actuator actuators.
На протяжении всего времени с тех пор, когда появились приводные механизмы, совершались попытки найти решения, направленные на снижение затрат сил, энергии и потерь при работе таких механизмов, (а также наиболее рациональных способов изменения передаточного отношения).Throughout the time since the drive mechanisms appeared, attempts were made to find solutions aimed at reducing the costs of forces, energy and losses during the operation of such mechanisms (as well as the most rational ways to change the gear ratio).
Из уровня техники известны следующие запатентованные решения.The following patented solutions are known in the art.
Из описания к авторскому свидетельству СССР №808746 (опубликовано 28.02.1981) известна гидростатическая трансмиссия, содержащая ведущий и ведомый валы, две регулируемые аксиально-поршневые машины, каждая из которых содержит наклонную шайбу, ось которой перпендикулярна оси ведущего вала, блок цилиндров и установленный между ними распределитель и две пары шестерен, связывающие ведущий и ведомый валы, причем шестерни ведомого вала связаны с ним жестко. При этом блоки цилиндров неподвижно закреплены на ведущем валу, каждая из наклонных шайб связана с соответствующей шестерней ведущего вала, распределитель выполнен разрезным, а каждая шестерня соединена с соответствующей его частью, а пары шестерен имеют различные передаточные числа.From the description of USSR author's certificate No. 808746 (published on 02.28.1981), a hydrostatic transmission is known that contains drive and driven shafts, two adjustable axial-piston machines, each of which contains an inclined washer, the axis of which is perpendicular to the axis of the drive shaft, the cylinder block and installed between they distributor and two pairs of gears connecting the drive and driven shafts, and the gears of the driven shaft are rigidly connected with it. In this case, the cylinder blocks are fixedly mounted on the drive shaft, each of the inclined washers is connected to the corresponding gear of the drive shaft, the distributor is split, and each gear is connected to its corresponding part, and the pairs of gears have different gear ratios.
Кроме этого, известна бесступенчатая механическая трансмиссия, содержащая входной и выходной валы, связанные между собой планетарным рядом, две гидравлически соединенные объемные гидромашины, каждая из которых связана с соответствующим звеном планетарного ряда, при этом одна из них выполнена реверсивной и регулируемой, гидронасос подпитки, подключенный к гидролиниям гидромашин и кинематически соединенный с входным валом трансмиссии, две сблокированные между собой управляемые муфты включения зубчатых передач. При этом другая гидромашина выполнена реверсивной и регулируемой и соединена с коронной шестерней, а первая гидромашина соединена с солнечной шестерней, входной и выходной валы установлены с возможностью соединений между собой одной из управляемых муфт включения зубчатых передач. Водило планетарного ряда кинематически связано с входным валом, а одно из звеньев этого ряда кинематически связано с выходным валом посредством муфт включения (а.с. СССР №1194715, опубликовано 07.02.1987).In addition, a stepless mechanical transmission is known that contains input and output shafts connected to each other by a planetary gear set, two hydraulically connected volumetric hydraulic machines, each of which is connected to the corresponding link of the planetary gear set, while one of them is reversible and adjustable, a feed pump connected to hydraulic lines of hydraulic machines and kinematically connected to the input shaft of the transmission, two controlled gear clutches interlocked with each other. In this case, the other hydraulic machine is made reversible and adjustable and connected to the crown gear, and the first hydraulic machine is connected to the sun gear, the input and output shafts are installed with the possibility of interconnecting one of the controlled gear clutches. The planetary gear carrier was kinematically connected to the input shaft, and one of the links of this series was kinematically connected to the output shaft via the inclusion clutches (AS USSR No. 1194715, published on 02/07/1987).
Также из описания к патенту РФ №2133895 (опубликован 27.07.1999) известна бесступенчатая трансмиссия с возможностью управления крутящим моментом типа полоса - желобочные колеса, содержащая блок управления, управляемый водителем или другим оператором (посредством управляющего элемента), изменяющий передаточное отношение компонент, содержащий, по меньшей мере одну полосу, находящуюся в приводном контакте с двумя узлами шкивов, имеющими параллельные, но находящиеся на расстоянии одна от другой оси вращения и лежащие, по существу, в общей радиальной плоскости, в котором каждый узел шкива имеет вал и установленные на нем два желобочных колеса с возможностью изменения расстояния между осями желобочных колес, чувствительную к крутящему моменту связь между по меньшей мере одним узлом шкива и его валом и средство для создания между ними осевой силы, которая представляет собой функцию величины и направления крутящего момента, который передается узлом шкива, и нагрузочные средства, воздействующие на узлы шкивов для воздействия нагрузочной силы на желобочные колеса, при этом чувствительная к крутящему моменту связь на одном из валов содержит шариковинтовое сцепление между ним и желобочным колесом.Also, from the description of the patent of the Russian Federation No. 2133895 (published July 27, 1999), a continuously variable transmission with the ability to control the torque of the strip type is known as groove wheels, comprising a control unit controlled by a driver or other operator (by means of a control element) that changes the gear ratio of a component containing at least one strip in drive contact with two pulley assemblies having parallel but spaced apart from one another axis of rotation and lying essentially in a common radial the th plane, in which each pulley assembly has a shaft and two grooved wheels mounted on it with the possibility of changing the distance between the axes of the grooved wheels, a torque-sensitive connection between at least one pulley assembly and its shaft and means for generating axial force between them, which is a function of the magnitude and direction of the torque transmitted by the pulley assembly, and the load means acting on the pulley assemblies to exert a loading force on the grooved wheels, wherein The torque coupling on one of the shafts contains a ball screw coupling between it and the groove wheel.
Известные на сегодняшний день конструкции гидропередач в наибольшей степени подходят для передачи высоких моментов при низких скоростях вращения ведомых валов.The currently known hydraulic transmission designs are most suitable for transmitting high moments at low speeds of rotation of the driven shafts.
Недостатками известных устройств, применяемых для бесступенчатого изменения передаточного отношения в транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания, являются несовпадение угловых и линейных скоростей (проскальзывание), что влечет за собой ограничения по величине передаваемого момента, потери мощности и повышенный износ движущихся элементов конструкции.The disadvantages of the known devices used to continuously change the gear ratio in vehicles with internal combustion engines are the mismatch of the angular and linear speeds (slippage), which entails restrictions on the magnitude of the transmitted moment, power loss and increased wear of moving structural elements.
Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является гидромеханическое устройство преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, которое содержит, по меньшей мере, один поршневой насос, поршень которого связан с управляющим механизмом, при этом поршневой насос сообщен с циклическим гидроприводом с возможностью преобразования циклических угловых перемещений вала гидропривода во вращательное движение ведомого вала механической трансмиссии. (Патент №88088, МПК F16H 61/00 (2006.01), опубликован 27.10.2009).The closest analogue to the patented solution is a hydromechanical device for converting reciprocating motion into rotary, which contains at least one piston pump, the piston of which is connected to the control mechanism, while the piston pump is in communication with a cyclic hydraulic actuator with the possibility of converting cyclic angular movements of the shaft hydraulic drive into the rotational movement of the driven shaft of a mechanical transmission. (Patent No. 88088, IPC F16H 61/00 (2006.01), published October 27, 2009).
Недостатком известного устройства является довольно низкий КПД, сложная материалоемкая конструкция, необходимость применения в механической трансмиссии двух пар шестерен, из которых одна находится в зацеплении посредством паразитной шестерни.A disadvantage of the known device is its rather low efficiency, complicated material-intensive design, the need to use two pairs of gears in a mechanical transmission, one of which is meshed by a spurious gear.
Техническим результатом, достигаемым при использовании патентуемого решения, является, во-первых, усовершенствование и упрощение управляющего механизма и его взаимодействия с насосом, что позволит изменять передаточное число от нулевого значения (холостого хода) до любого положительного значения, во-вторых, замена требующего прецизионного исполнения роторного циклического гидропривода на два линейных гидропривода на основе обычных гидроцилиндров стандартизированных размеров, исключение применения шестеренчатых пар или сокращение количества шестеренчатых пар до одной, что позволит, в свою очередь, упростить конструкцию, снизить вероятность выхода ее из строя, получить за один такт работы гидроцилиндров вращение ведомого вала на угол более 360°, упрощение и облегчение конструкции, повышение КПД за счет лучших условий работы гидроцилиндров и уменьшения потерь на трение в механической части устройства, а также возможность синхронизации углового перемещения ведущего и ведомого валов и, соответственно, величин крутящего момента на ведущем и ведомом вале в одном такте работы устройства.The technical result achieved by using the patented solution is, firstly, the improvement and simplification of the control mechanism and its interaction with the pump, which will allow you to change the gear ratio from zero (idle) to any positive value, and secondly, the replacement requires precision execution of a rotary cyclic hydraulic actuator on two linear hydraulic actuators based on conventional standard-sized hydraulic cylinders, eliminating the use of gear pairs or reducing the number of gear pairs to one, which, in turn, will simplify the design, reduce the likelihood of its failure, get the driven shaft to rotate an angle of more than 360 ° in one cycle of the hydraulic cylinders, simplify and lighten the structure, increase efficiency due to better working conditions hydraulic cylinders and reduce friction losses in the mechanical part of the device, as well as the ability to synchronize the angular movement of the drive and driven shafts and, accordingly, the torque values on the drive and driven shaft in one cycle Started device.
Патентуемое решение может быть применено в конструкции транспортных средств с механическими двигателями, в том числе летательных аппаратов, в качестве привода рабочих органов инструмента, в конструкции велосипедов и других видов транспорта, приводимых мускульной силой.The patented solution can be applied in the construction of vehicles with mechanical engines, including aircraft, as a drive of the working bodies of the instrument, in the construction of bicycles and other types of vehicles driven by muscular power.
Кроме этого, при использовании, например, в конструкции велосипеда, по сравнению с уже известным из патента №88088 устройством, достигается следующий результат:In addition, when used, for example, in the construction of a bicycle, in comparison with the device already known from patent No. 88888, the following result is achieved:
- уменьшение веса за счет исключения таких узлов, как роторный циклический гидропривод и механическая трансмиссия, состоящая из пяти шестерен с заменой на более простые узлы.- weight reduction due to the exclusion of nodes such as a rotary cyclic hydraulic drive and a mechanical transmission, consisting of five gears with the replacement of simpler nodes.
- компоновочные преимущества, позволяющие разместить основные узлы в защищенных картерах, включенных в конструкцию велосипедной рамы и втулки ведущего колеса.- layout advantages that allow you to place the main components in the protected crankcases included in the design of the bicycle frame and the drive wheel hub.
Заявленный технический результат достигается за счет использования гидромеханического устройства преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с бесступенчатым изменением передаточного числа, которое содержит поршневой насос, полость которого соединена гидролиниями с гидроцилиндрами, штоки которых связаны с механической трансмиссией, при этом шток поршневого насоса связан с управляющим механизмом.The claimed technical result is achieved through the use of a hydromechanical device for converting reciprocating motion into rotational motion with a stepless change in the gear ratio, which contains a piston pump, the cavity of which is connected by hydraulic lines to hydraulic cylinders, the rods of which are connected to a mechanical transmission, while the piston pump rod is connected to a control mechanism .
Технический результат, достигаемый при использовании патентуемого устройства, обеспечивается за счет применения в конструкции поршневого насоса двойного действия (объемной гидромашины) переменной производительности и переменного развиваемого усилия (при этом производительность и усилие находятся между собой в обратно-пропорциональной зависимости). Данный насос представляет собой насос, полость которого разделена на две рабочие камеры, заполненные рабочей жидкостью. В качестве конструкции поршневого насоса предлагается три варианта - с неподвижным цилиндром, с подвижным цилиндром постоянного, в отличие от конструкции поршневого насоса наиболее близкого аналога, сечения, или с двумя неподвижными цилиндрами.The technical result achieved by using the patented device is ensured by the use in the design of a double-acting piston pump of a double-acting (volumetric hydraulic machine) variable capacity and variable developed force (while productivity and force are inversely proportional to each other). This pump is a pump, the cavity of which is divided into two working chambers filled with working fluid. As a design of a piston pump, three options are offered - with a fixed cylinder, with a movable cylinder of a constant, in contrast to the design of a piston pump of the closest analogue, cross-section, or with two fixed cylinders.
Применение вместо роторного циклического гидропривода, как в устройстве, раскрытом в патенте №88088, двух гидроцилиндров, возвратно-поступательное движение штоков которых преобразуется во вращательное с помощью упрощенной механической трансмиссии.The use of instead of a rotary cyclic hydraulic actuator, as in the device disclosed in patent No. 8888, two hydraulic cylinders, the reciprocating movement of the rods of which is converted into rotational using a simplified mechanical transmission.
В качестве конструкции механической трансмиссии могут быть использованы три основные варианты механических связей - «зубчатая рейка-шестерня», «трос-шкив» или «цепь-звездочка», при этом шестерня или шкив или звездочка размещены на ведомом валу.As the design of a mechanical transmission, three main types of mechanical connections can be used - “gear rack-pinion”, “cable-pulley” or “chain-sprocket”, while the gear or pulley or sprocket is placed on the driven shaft.
При этом, в отличие от патента №88088, все предложенные варианты допускают возможность получения повышающей передачи без дополнительной механической ступени трансмиссии, что становится возможным за счет применения штоков длины большей, чем длина рабочей окружности детали (шестерни, шкива, звездочки), размещенной на ведомом валу. При величине перемещения штока гидроцилиндра большей, чем длина рабочей окружности, одному рабочему ходу штока гидроцилиндра будет соответствовать вращение ведомого вала на величину более 360°, благодаря чему появляется возможность создания повышающей гидромеханической передачи без применения шестеренчатых пар, что было невозможно при использовании устройства по патенту-аналогу.In this case, unlike patent No. 8,088, all the proposed options allow the possibility of obtaining an overdrive without an additional mechanical transmission step, which is made possible by the use of longer rods than the working circumference of the part (gear, pulley, sprocket) located on the driven shaft. When the displacement of the hydraulic cylinder rod is greater than the circumference, the rotation of the driven shaft by more than 360 ° will correspond to one working stroke of the hydraulic cylinder rod, which makes it possible to create a hydromechanical transmission without the use of gear pairs, which was impossible when using the device according to the patent analogue.
При рассмотрении механической связи «трос-шкив» предлагается также вариант применения эксцентриковых круговых и некруговых шкивов для синхронизации перемещений ведущего и ведомого валов (достижения равномерного вращательного движения валов) и крутящих моментов на валах.When considering the mechanical connection "cable-pulley" is also proposed the option of using eccentric circular and non-circular pulleys to synchronize the movements of the drive and driven shafts (to achieve uniform rotational movement of the shafts) and torques on the shafts.
С целью мультипликации передаточного числа устройство может содержать дополнительную ступень механической трансмиссии, выполненной в виде шестеренчатой пары.In order to multiply the gear ratio, the device may contain an additional stage of a mechanical transmission made in the form of a gear pair.
В частности, управляющий механизм может быть выполнен в виде двух эксцентриковых дисков, размещенных на ведущем валу управляющего механизма. При использовании такой конструкции управляющего механизма, основанной на изменении эксцентриситета (плеча кривошипа) эксцентрика на первичном валу, приводящем в действие поршневой насос достигается изменение рабочего хода и, соответственно, усилия.In particular, the control mechanism can be made in the form of two eccentric discs located on the drive shaft of the control mechanism. When using such a design of the control mechanism based on a change in the eccentricity (crank arm) of the eccentric on the input shaft that drives the piston pump, a change in the stroke and, accordingly, the force is achieved.
Кроме этого, управляющий механизм может быть выполнен в виде двух рычагов, один из концов которых шарнирно закреплен на поршне и цилиндре, соответственно, а другими концами они шарнирно соединены друг с другом и закреплены на каретке, расположенной на направляющей и выполненной с возможностью совершения возвратно-поступательного движения по ней. При использовании управляющего механизма подобной конструкции в комбинации с поршневым насосом с поршнем постоянного сечения достигается возможность регулирования производительности одного такта работы насоса от нулевого значения до полного внутреннего объема цилиндра насоса.In addition, the control mechanism can be made in the form of two levers, one of the ends of which is pivotally mounted on the piston and cylinder, respectively, and the other ends are pivotally connected to each other and mounted on a carriage located on the guide and made with the possibility of return translational motion on it. When using a control mechanism of a similar design in combination with a piston pump with a piston of constant cross section, it is possible to regulate the performance of one pump cycle from zero to the total internal volume of the pump cylinder.
В частности, каретка управляющего механизма может быть выполнена с роликами.In particular, the carriage of the control mechanism can be made with rollers.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры.Next, the solution is illustrated by reference to the figures.
На фигуре 1 изображен общий вид устройства;The figure 1 shows a General view of the device;
На фигуре 2 - варианты механической связи трос-шкив с размещением кругового шкива с эксцентриситетом и эллиптического шкива;Figure 2 - options for mechanical connection of the cable-pulley with the placement of a circular pulley with an eccentricity and an elliptical pulley;
На фигуре 3 - варианты механической связи штоков гидроцилиндров механической трансмиссии с деталью, сообщающейся с ведомым валом посредством обгонной муфты (шкив, звездочка, шестерня).Figure 3 - options for mechanical connection of the rods of the hydraulic cylinders of a mechanical transmission with a part in communication with the driven shaft by means of an overrunning clutch (pulley, sprocket, gear).
На фигуре 4 - устройство управляющего механизма, выполненного в виде двух эксцентриковых дисков, размещенных на ведущем валу и принцип его работы;In figure 4 - the device of the control mechanism, made in the form of two eccentric discs placed on the drive shaft and the principle of its operation;
На фигуре 5 - насос двойного действия с постоянным диаметром цилиндра, допускающий управление производительностью одного такта через изменение соотношения постоянной величины хода поршня (не требующего изменения эксцентриситета в приводе штока насоса от ведущего вала) к переменной величине хода подвижного цилиндра;Figure 5 - double-acting pump with a constant cylinder diameter, allowing control of the performance of one cycle by changing the ratio of the constant value of the piston stroke (not requiring a change in the eccentricity in the pump rod drive from the drive shaft) to a variable stroke of the movable cylinder;
На фигуре 6 - принципиальная схема и работа поршневого насоса переменной производительности с подвижным цилиндром и управляющего механизма, представляющего из себя пантограф;Figure 6 is a schematic diagram and the operation of a variable displacement piston pump with a movable cylinder and a control mechanism, which is a pantograph;
На фигуре 7 - поршневые насосы переменной производительности с управляющим эксцентриком и схема работы эксцентрика;In figure 7 - piston pumps of variable capacity with a control eccentric and the scheme of the eccentric;
На фигуре 8 - конструкция гидронасоса с подвижным цилиндром с применением управляющего механизма с применением второго эксцентрикового диска, размещенного соосно первому, приводящему шток насоса, в параллельной ему плоскости на ведущем валу;Figure 8 - design of a hydraulic pump with a movable cylinder using a control mechanism using a second eccentric disk, placed coaxially with the first, leading the pump rod, in a plane parallel to it on the drive shaft;
На фигуре 9 - конструкция и принцип работы поршневого насоса с двумя неподвижными цилиндрами, каждый из которых разделен поршнем на два изолированных объема.In figure 9 - the design and principle of operation of the piston pump with two stationary cylinders, each of which is divided by the piston into two isolated volumes.
Устройство, приведенное на фигуре 1, содержит следующие основные узлы: поршневой насос 1, полость которого соединена гидролиниями 2 с гидроцилиндрами 3, штоки 4 которых связаны с механической трансмиссией 5, при этом шток 6 поршневого насоса связан с управляющим механизмом 8, дополнительная ступень трансмиссии - шестеренчатая пара 9. Управляющий механизм 8, в рассматриваемом примере, выполнен в виде эксцентрикового механизма, размещенных на ведущем валу 10 управляющего механизма. Эксцентриковый механизм представляет собой эксцентриковый диск 11, эксцентриковой кольцо 12, размещенные на ведущем валу 10. Эксцентриковый механизм с помощью шатуна 13 связан со штоком 6 поршневого насоса 1.The device shown in figure 1, contains the following main components: a piston pump 1, the cavity of which is connected by hydraulic lines 2 to hydraulic cylinders 3, the rods 4 of which are connected to a mechanical transmission 5, while the piston pump rod 6 is connected to a control mechanism 8, an additional transmission stage - gear pair 9. The control mechanism 8, in this example, is made in the form of an eccentric mechanism located on the drive shaft 10 of the control mechanism. The eccentric mechanism is an eccentric disk 11, an eccentric ring 12 located on the drive shaft 10. The eccentric mechanism is connected via a connecting rod 13 to the rod 6 of the piston pump 1.
При вращении ведущего вала 10 эксцентриковый механизм преобразует его в возвратно-поступательное движение ползуна-штока 13 поршневого насоса 1, что обеспечивает нагнетание рабочей жидкости в один из двух гидроцилиндров 3 и откачивание равного объема из второго гидроцилиндра, в результате чего штоки 4 гидроцилиндров совершают разнонаправленное линейное движение.When the drive shaft 10 rotates, the eccentric mechanism converts it into the reciprocating movement of the slider-rod 13 of the piston pump 1, which ensures the pumping of the working fluid into one of the two hydraulic cylinders 3 and the pumping of an equal volume from the second hydraulic cylinder, as a result of which the rods 4 of the hydraulic cylinders make a multidirectional linear traffic.
Механическая связь (шестерня-рейка, трос-шкив, цепь-звездочка), см. фигуру 3, обеспечивает при этом разнонаправленное вращательное движение двух деталей (шестерней, шкивов, звездочек), соединенных с ведомым валом посредством однонаправленных обгонных муфт 14. Одна из муфт работает на свободном ходу, а вторая сообщает ведомому валу вращательное движение. При смене направления движения штоков гидроцилиндров со сменой такта в гидронасосе, вращение начинает передавать вторая обгонная муфта, а первая отключается.The mechanical connection (pinion-rack, cable-pulley, chain-sprocket), see figure 3, provides a multidirectional rotational movement of two parts (gears, pulleys, sprockets) connected to the driven shaft via unidirectional overrunning clutches 14. One of the clutches runs at idle, and the second tells the driven shaft rotational motion. When changing the direction of movement of the hydraulic cylinder rods with a change of cycle in the hydraulic pump, the second overrunning clutch begins to transmit rotation, and the first is disconnected.
Изображенные на фигуре 2 варианты механической связи трос-шкив с размещением кругового шкива с эксцентриситетом и эллиптического шкива, могут найти применение для компенсации неравномерности линейного перемещения штока гидроцилиндра, достижения равномерности вращательного движения ведомого вала и выравнивания величины крутящего момента на этом валу. Шкив при необходимости может быть выполнен и в виде другой выпуклой геометрической фигуры, а определение его формы связано с определением геометрии движения штока гидроцилиндра.The variants of mechanical connection of the cable-pulley with the placement of a circular pulley with an eccentricity and an elliptical pulley, shown in figure 2, can be used to compensate for the uneven linear movement of the hydraulic cylinder rod, to achieve uniformity of the rotational movement of the driven shaft and to equalize the torque value on this shaft. The pulley, if necessary, can also be made in the form of another convex geometric figure, and the determination of its shape is associated with the determination of the geometry of the movement of the hydraulic cylinder rod.
На фигуре 4 изображены устройство и принцип работы управляющего механизма 8, который может быть применен для управления производительностью обычного поршневого гидронасоса. Управляющий механизм 8 в данном случае совмещен с эксцентриковым приводом насоса и состоит из двух эксцентриковых дисков 15 и 16, размещенных на ведущем валу 10. На фигуре также показано, как при развороте двух дисков относительно друг друга меняется расстояние АВ, определяющее общий эксцентриситет системы двух дисков, и, соответственно, величину рабочего хода поршня гидронасоса. При этом производительность насоса и величина развиваемого усилия пропорциональны отношению длины шатуна (рычагу) педального узла к величине эксцентриситета системы двух дисков (рычагу кривошипа) и находятся между собой в обратно-пропорциональной зависимости. На Фигуре 3.2. изображен эксцентриковый узел в сборе с обычным гидронасосом двойного действия.The figure 4 shows the device and the principle of operation of the control mechanism 8, which can be used to control the performance of a conventional piston hydraulic pump. The control mechanism 8 in this case is combined with the eccentric drive of the pump and consists of two eccentric disks 15 and 16 located on the drive shaft 10. The figure also shows how, when the two disks are turned, the distance AB changes, which determines the overall eccentricity of the system of two disks , and, accordingly, the magnitude of the stroke of the piston of the hydraulic pump. In this case, the pump performance and the magnitude of the developed effort are proportional to the ratio of the length of the connecting rod (lever) of the pedal assembly to the eccentricity of the system of two disks (crank lever) and are inversely proportional to each other. In Figure 3.2. The eccentric assembly with a conventional double-acting hydraulic pump is shown.
На Фигуре 5 (а, б, в, г, д) изображен поршневой насос двойного действия с постоянным диаметром цилиндра, допускающий управление производительностью одного такта через изменение соотношения постоянной величины хода поршня (не требующего изменения эксцентриситета в приводе штока насоса от ведущего вала) к переменной величине хода подвижного цилиндра.Figure 5 (a, b, c, d, e) shows a double-acting piston pump with a constant diameter of the cylinder, which allows controlling the performance of one cycle by changing the ratio of the constant value of the piston stroke (not requiring changing the eccentricity in the pump rod drive from the drive shaft) to variable stroke of the movable cylinder.
Начальное (нижнее) положение поршня показано в варианте «а».The initial (lower) position of the piston is shown in option "a".
В варианте «б» показан момент завершения такта при неподвижном цилиндре, что соответствует максимальной производительности насоса.In option “b” the moment of completion of the cycle with a stationary cylinder is shown, which corresponds to the maximum pump capacity.
В варианте «в» показан момент завершения такта при перемещении цилиндра на расстояние, равное перемещению поршня, что соответствует нулевой производительности насоса (свободному ходу в устройстве в целом).In option “c”, the moment of completion of the cycle is shown when the cylinder is moved a distance equal to the piston’s movement, which corresponds to zero pump capacity (free running in the device as a whole).
В варианте «г» показан момент завершения такта при перемещении цилиндра на величину, составляющую 50% от перемещения поршня, что соответствует 50% производительности насоса.In the variant "d" the moment of completion of the cycle is shown when moving the cylinder by an amount of 50% of the piston movement, which corresponds to 50% of the pump capacity.
Данная конструкция насоса требует применения управляющего механизма, обеспечивающего плавное перемещения поршня на заданную величину.This design of the pump requires the use of a control mechanism that provides smooth movement of the piston by a predetermined amount.
На Фигуре 6 (а, б, в, г, д) изображены принципиальная схема и работа поршневого насоса 1 переменной производительности с подвижным цилиндром 17 и управляющим механизмом, представляющим из себя пантограф, рычаги 18 которого закреплены посредством шарниров 19 на штоке 6 насоса и корпусе насоса, а также шарнирно соединены между собой. При этом шарнирное сочленение рычагов друг с другом размещено на каретке (не показана), имеющей возможность перемещаться по направляющей 20 управляющего механизма. Свободный конец линейки может перемещаться, при этом направляющая может изменять свое положение, отклоняясь от параллели с продольной осью поршневого насоса, тем самым определяя взаиморасположение штока насоса и цилиндра при их перемещении в ходе совершения рабочего такта. Управляющее воздействие - перемещение свободного конца линейки управляющего механизма может быть осуществлено любым вариантом механического, гидравлического или электрического сервомеханизма.Figure 6 (a, b, c, d, e) shows a schematic diagram and operation of a variable displacement piston pump 1 with a movable cylinder 17 and a control mechanism, which is a pantograph, the levers 18 of which are fixed by hinges 19 on the pump rod 6 and the housing pump, as well as pivotally interconnected. While the articulation of the levers with each other is placed on the carriage (not shown), with the ability to move along the guide rail 20 of the control mechanism. The free end of the ruler can move, while the guide can change its position, deviating from parallel with the longitudinal axis of the piston pump, thereby determining the relative position of the pump rod and cylinder during their movement during the work cycle. Control action - the movement of the free end of the line of the control mechanism can be carried out by any variant of a mechanical, hydraulic or electric servomechanism.
В варианте «а» изображено взаиморасположение цилиндра и штока насоса при начале такта, в варианте «б» - их взаиморасположение при полном перемещении обеих деталей (направляющая управляющего механизма параллельна оси гидронасоса), в вариантах «в», «г» и «д» - взаиморасположение деталей при различных углах отклонения линейки от параллели, с соответствующим увеличением производительности насоса.Variant “a” shows the relative position of the cylinder and the pump stem at the beginning of the stroke; in variant “b” - their relative position with the complete movement of both parts (the guide mechanism guide is parallel to the axis of the hydraulic pump), in variants “c”, “d” and “d” - the relative position of the parts at different angles of deviation of the ruler from the parallel, with a corresponding increase in pump performance.
На Фигурах 7 (а, б, в), 8 (а, б, в, г, д, е) и 9 (а, б, в, г) отображены принципы устройства и схема работы гидронасосов с управляющим механизмом другой конструкции, с применением, для управления производительностью, второго эксцентрикового диска, размещенного соосно первому, приводящему шток насоса, в параллельной ему плоскости на ведущем валу. При этом второй эксцентрик либо управляет движением подвижного цилиндра, либо работой поршня во втором цилиндре в варианте двухцилиндрового насоса. Эксцентрики соосны, но размещены на ведущем валу с разворотом осей, проложенных от центра вращения к геометрическим центрам эксцентриковых дисков, на угол от 0 градусов до 180 градусов, с возможностью изменения этого угла. Величина угла разворота определяет суммарную производительность насоса (двух цилиндров или подвижного цилиндра в паре с поршнем) при совершении одного такта.In Figures 7 (a, b, c), 8 (a, b, c, d, d, e) and 9 (a, b, c, d) the principles of the device and the scheme of operation of hydraulic pumps with a control mechanism of a different design are shown, with application, for performance control, of the second eccentric disk, placed coaxially with the first, leading the pump rod, in a plane parallel to it on the drive shaft. In this case, the second eccentric either controls the movement of the movable cylinder or the operation of the piston in the second cylinder in the variant of a two-cylinder pump. The eccentrics are coaxial, but placed on the drive shaft with a turn of the axes laid from the center of rotation to the geometric centers of the eccentric discs, at an angle from 0 degrees to 180 degrees, with the possibility of changing this angle. The value of the angle of rotation determines the total productivity of the pump (two cylinders or a movable cylinder paired with a piston) during a single cycle.
В варианте «а» фигуры 7 схематически изображены круговые траектории движения крепления шатунов к кольцам эксцентриковых механизмов (шарниров крепления шатунов к кривошипу в обычном кривошипно-шатунном механизме). При этом эксцентриковые диски развернуты между собой на угол 60 градусов. Взаиморасположение двух эксцентриковых дисков, развернутых между собой на угол 45 градусов, иллюстрирует вариант «в».In the variant "a" of figure 7, the circular paths of the connecting rod mounting to the rings of the eccentric mechanisms (hinges of connecting the connecting rod to the crank in a conventional crank mechanism) are schematically shown. In this case, the eccentric discs are rotated among themselves at an angle of 60 degrees. The relative position of two eccentric discs, rotated among themselves at an angle of 45 degrees, illustrates the option "c".
Как показано в варианте «а», при вращении эксцентриков по часовой стрелке в данном положении обеспечивается движение ползунов (штоков) 21 в одном направлении - вниз. Так будет продолжаться до тех пор, пока один из шатунов 22 не пересечет продольной оси поршневого насоса и проекции ведущего вала (точка А на пунктирной линии). После этого момента начнется разнонаправленное линейное перемещение ползунов (штоков) 21 и будет продолжаться до тех пор, пока и второй шатун 22 не пересечет указанной точки, после чего вновь начнется однонаправленное движение ползунов (штоков) вверх.As shown in option "a", when the eccentrics rotate clockwise in this position, the sliders (rods) 21 move in one direction — downward. This will continue until one of the connecting rods 22 crosses the longitudinal axis of the piston pump and the projection of the drive shaft (point A on the dashed line). After this moment, a multidirectional linear movement of the sliders (rods) 21 will begin and will continue until the second connecting rod 22 crosses the indicated point, after which the unidirectional movement of the sliders (rods) up again will begin.
Таким образом, угол разворота двух эксцентриков относительно друг друга предопределяет продолжительность противонаправленного линейного движения в одном такте (полном обороте ведущего вала и размещенных на нем эксцентриков). При величине угла разворота в 180 градусов, как показано в варианте «б» фигуры 8, линейное движение всегда совершается в противофазе, при нулевой величине угла движение синхронизируется, все промежуточные значения угла разворота задают соответствующее соотношение времени однонаправленного и разнонаправленного движения. Данная закономерность позволяет спроектировать на своей основе механизм управления производительностью и усилием гидравлического поршневого насоса.Thus, the angle of rotation of the two eccentrics relative to each other determines the duration of the antidirectional linear motion in one cycle (full revolution of the drive shaft and the eccentrics placed on it). When the angle of rotation is 180 degrees, as shown in version “b” of figure 8, linear motion is always in antiphase, when the angle is zero, the motion is synchronized, all intermediate values of the angle of rotation set the corresponding ratio of the time of unidirectional and multidirectional movement. This pattern allows you to design on its basis a mechanism for controlling the performance and effort of a hydraulic piston pump.
Фигура 8 (а, б, в, г, д, е) иллюстрирует работу поршневого насоса 1 с подвижным цилиндром 23 с применением управляющего механизма со вторым эксцентриком. В данной конструкции одна пара эксцентрик-шатун приводит в движение шток и поршень 24 насоса, вторая пара эксцентрик-шатун 25, шарнирно соединенная с корпусом подвижного цилиндра 23, сообщает ему линейное движение. При этом при работе в противофазе цилиндр и шток насоса движутся навстречу друг другу, что обеспечивает максимальную производительность гидронасоса. При движении корпуса цилиндра и поршня в одном направлении производительность гидронасоса уменьшается.Figure 8 (a, b, c, d, e, e) illustrates the operation of the piston pump 1 with a movable cylinder 23 using a control mechanism with a second eccentric. In this design, one pair of eccentric connecting rods drives the rod and piston 24 of the pump, the second pair of eccentric connecting rods 25, pivotally connected to the housing of the movable cylinder 23, tells it linear motion. At the same time, when working in antiphase, the cylinder and the pump rod move towards each other, which ensures maximum performance of the hydraulic pump. When the cylinder body and piston move in the same direction, the performance of the hydraulic pump decreases.
Вариант «а» показывает среднее положение, при котором поршень делит внутренний объем цилиндра насоса на равные объемы и взаимное расположение шатунов при этом.Option "a" shows the average position at which the piston divides the internal volume of the pump cylinder into equal volumes and the relative position of the connecting rods in this case.
Варианты «в» и «г» показывают крайние положения поршня и цилиндра насоса при величине угла разворота эксцентриков 180 градусов, и соответственно, работе насоса с максимальной производительностью.Options “c” and “g” show the extreme positions of the piston and cylinder of the pump with an eccentric angle of 180 degrees, and accordingly, the pump with maximum performance.
Варианты «г» и «д» показывают промежуточные положения при меньшем угле разворота эксцентриков и направления линейных перемещений цилиндра и штока поршня в этих положениях при вращении ведущего вала по часовой стрелке.Options "g" and "d" show intermediate positions with a smaller angle of rotation of the eccentrics and the direction of linear movements of the cylinder and piston rod in these positions when the drive shaft rotates clockwise.
Вариант «е» показывает узел на виде сбоку.Option "e" shows the node in a side view.
На фигуре 9 (а, б, в, г) изображена конструкция и приведен принцип работы поршневого насоса, с аналогичным приведенному на фигуре 9, управляющим механизмом, но с измененной конструкцией насоса. Здесь применен насос с двумя неподвижными цилиндрами 26, каждый из которых разделен поршнем на два изолированных объема. «Верхние» и «нижние» объемы цилиндров соединены между собой перепускными гидролиниями, в которые врезаны штуцеры 27 для подсоединения гидролиний, соединяющих насос с гидроцилиндрами привода ведомого вала.Figure 9 (a, b, c, d) shows the design and the principle of operation of the piston pump, with a similar control mechanism shown in figure 9, but with a modified pump design. A pump with two stationary cylinders 26 is used here, each of which is divided by a piston into two isolated volumes. The "upper" and "lower" volumes of the cylinders are interconnected bypass lines, into which the fittings 27 are cut in to connect the hydraulic lines connecting the pump to the hydraulic cylinders of the driven shaft drive.
Вариант «а» показывает работу насоса при однонаправленном движении обоих поршней. При этом рабочая жидкость вытесняется из объемов V1 и закачивается в объемы V2. В отличие от насоса с подвижным цилиндром максимальная производительность в данной конструкции достигается при однонаправленном синхронном движении, которое совершается при нулевой величине угла разворота эксцентриков.Option "a" shows the operation of the pump with unidirectional movement of both pistons. In this case, the working fluid is displaced from the volumes V1 and pumped into the volumes V2. Unlike a pump with a movable cylinder, the maximum performance in this design is achieved with unidirectional synchronous movement, which occurs at a zero value for the angle of rotation of the eccentrics.
Вариант «б» показывает работу насоса при противонаправленном движении поршней с равной скоростью (разворот эксцентриков составляет 180 градусов). При этом суммарные величины объемов не изменяются, вытеснения жидкости в цилиндры гидропривода и откачивания ее не происходит, система работает с нулевой производительностью - на холостом ходу.Option "b" shows the operation of the pump in the opposite direction of movement of the pistons at an equal speed (the turn of the eccentrics is 180 degrees). In this case, the total values of the volumes do not change, the displacement of fluid into the hydraulic cylinders and pumping it does not occur, the system works with zero productivity - at idle.
Вариант «в» показывает работу насоса при разнонаправленном движении поршней с разной скоростью, при этом часть объема рабочей жидкости перекачивается из одного цилиндра в другой, часть же рабочей жидкости вытесняется в «верхний» штуцер, а равный ей объем закачивается в насос через «нижний» штуцер. Система при этом (при угле разворота эксцентриков менее 180 градусов) работает с производительностью меньше максимальной.Option “c” shows the operation of the pump with multidirectional movement of the pistons at different speeds, while part of the volume of the working fluid is pumped from one cylinder to another, part of the working fluid is forced into the “upper” fitting, and an equal volume is pumped into the pump through the “lower” fitting. The system at the same time (with an eccentric turning angle of less than 180 degrees) works with a capacity less than the maximum.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010111871/22U RU96203U1 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010111871/22U RU96203U1 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96203U1 true RU96203U1 (en) | 2010-07-20 |
Family
ID=42686374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010111871/22U RU96203U1 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU96203U1 (en) |
-
2010
- 2010-03-30 RU RU2010111871/22U patent/RU96203U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3852998A (en) | Speed changing mechanisms | |
US9079632B2 (en) | Gear and lever transmission system and method | |
CN103510988B (en) | There is the variable radial fluid device of reaction cam | |
US2327787A (en) | Variable displacement pump | |
DK2860426T3 (en) | Hydromechanical transmission | |
US5108352A (en) | Modified cranking mechanism for epicyclic transmission | |
US1924017A (en) | Hydraulic transmission mechanism | |
CN101550999A (en) | Hydraulic stepless speed-change driver | |
RU88088U1 (en) | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER | |
JP2011252578A (en) | Power device | |
RU96203U1 (en) | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER | |
KR102201663B1 (en) | Hydrostatic assembly | |
US5542308A (en) | Crank mechanism and machines, especially engines, using same | |
RU2518136C2 (en) | Method for conversion of reciprocal motion of pistons in piston rotor cylinders into rotational motion of rotor and transmission mechanism | |
KR20100066578A (en) | A continuously variable transmission machine | |
CN206617527U (en) | A kind of speed change Double-action reciprocating motion | |
CN201687595U (en) | Stirling engine diamond transmission mechanism | |
CN110307319B (en) | Rocking mechanical pulsation stepless speed variator | |
WO2010126394A1 (en) | Hydromechanical device for converting reciprocal motion into rotary motion with a continuous change in the transmission ratio | |
JP2011252579A (en) | Power device | |
RU2548232C2 (en) | Hydraulic transmission with stepless gearbox | |
WO2011110325A2 (en) | Mechanism for converting a reciprocating movement into a rotational movement and vice versa, and device comprising such a mechanism. | |
CN105090403B (en) | A kind of automatic step-less variable drive | |
RU2400661C1 (en) | Pulse variator with controlled transit modes | |
CN114439896B (en) | Novel automobile stepless speed regulation transmission system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120331 |