WO2010126394A1 - Hydromechanical device for converting reciprocal motion into rotary motion with a continuous change in the transmission ratio - Google Patents

Hydromechanical device for converting reciprocal motion into rotary motion with a continuous change in the transmission ratio Download PDF

Info

Publication number
WO2010126394A1
WO2010126394A1 PCT/RU2009/000634 RU2009000634W WO2010126394A1 WO 2010126394 A1 WO2010126394 A1 WO 2010126394A1 RU 2009000634 W RU2009000634 W RU 2009000634W WO 2010126394 A1 WO2010126394 A1 WO 2010126394A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
gear
piston
gears
transmission
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000634
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Николай Владимирович ГОРБАЧЕВ
Original Assignee
Gorbachev Nikolai Vladimirovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gorbachev Nikolai Vladimirovich filed Critical Gorbachev Nikolai Vladimirovich
Publication of WO2010126394A1 publication Critical patent/WO2010126394A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/008Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors with rotary output
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/001With multiple inputs, e.g. for dual control

Definitions

  • Hydromechanical device for converting reciprocating motion into rotational movement with stepless gear ratio change
  • a utility model relates to engine-irrigation, namely to hydromechanical devices for converting reciprocating motion into rotational motion with stepless gear ratio change.
  • the patented solution is compatible with any piston engines and can be applied directly to their design instead of the crank mechanism. Also, the proposed device can be used as a transmission of vehicles, in particular, driven by muscular power, in power drives and actuator actuators.
  • a hydrostatic transmission 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, cylinder block and mounted between them a distributor and two pairs of gears connecting the drive and driven shafts, and the gears of the driven shaft are rigidly connected to it.
  • the cylinder blocks are fixedly mounted on the drive shaft, each of the inclined washers is connected with the corresponding the drive shaft gear, the distributor is split, and each gear is connected to its corresponding part, and the pairs of gears have different gear ratios.
  • a stepless mechanical transmission which contains input and output shafts connected by a planetary gear set, two hydraulically connected volumetric hydraulic machines, each of which is connected to the corresponding planetary gear unit, one of which 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.
  • the other hydraulic machine is reversible and adjustable and connected to the ring gear
  • 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 clutch gears.
  • the patented solution is workable in conditions for transmitting high torques at low speeds of rotation of the driven shafts, but can also be used to create overdrive gears.
  • the technical result achieved by using the patented solution is, firstly, eliminating the need to use clutch and gear mechanisms in the design of vehicles, and secondly, creating a transmission design that eliminates the slippage effect associated with the mismatch of angular and linear speeds , which entails a limitation in the magnitude of the transmitted moment, power loss and increased wear of moving structural elements, in addition, when using edlagaemogo device all advantages of the layout of hydraulic transmissions are stored in the design of actuators and propulsors actuators.
  • the technical result is to simplify the design of the device and eliminate the “imbalance” arising from the rotation of the crankshaft, the moments leading to the misalignment of the pistons in the cylinders, which require crossheads and similar devices to be eliminated, as well as reducing material consumption by eliminating the need to create large internal crankcase crankcase volumes.
  • the use of a patented solution leads to a stepless change in the gear ratio, which is controlled by a completely new design of the control mechanism, the use of which will increase the productivity of the device and reduce losses during its operation.
  • the patented solution can be used in the design of piston engines instead of a crank mechanism, the fundamental disadvantages of which, such as “imbalance” arising from the rotation of the crankshaft, moments leading to distortion of the pistons in the cylinders, requiring crossheads and similar devices to eliminate them the layout need to create large internal volumes of the crankcase crankshaft and, accordingly, high material consumption are well known.
  • the device can be made both in one unit with the engine, and in the embodiment in which only the pump is blocked with the engine, and the hydraulic drive and mechanical transmission are made in the unit with the propulsion (wheel, rotor of the aircraft, etc.) and interconnected only by flexible sleeves - hydraulic lines, the possibility of changing the thrust vector of the propulsion is achieved without the use of mechanical components (hinges of equal angular speeds, swashplate, etc.).
  • a hydromechanical device for converting reciprocating motion into rotary which contains at least one piston pump, the piston of which is connected to a control mechanism, while the piston pump is in communication with a cyclic hydraulic drive, the angular displacement of the shaft of which is converted into rotation of the driven shaft by means of a mechanical transmission.
  • piston pumps of various designs can be used, providing a change in productivity and the developed force when making one stroke.
  • a pump can be used, the casing of which consists of two cylinders of various sections and is freely placed between two pistons of various diameters, one of which is fixed motionless, and the second is made with the possibility of making a stroke, while the inner diameter of the cylinders
  • D1 and D2 correspond to the diameters of the pistons D1 and D2.
  • a piston pump with one piston and a cylinder of constant diameter can also be used in the design, while the performance of one pump pumping stroke must be determined and controlled by the size of the piston stroke.
  • the device To control the movement of the pump, the device includes a control mechanism, which is made in the form of two articulated 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 reciprocating motion on it.
  • a control mechanism which is made in the form of two articulated 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 reciprocating motion on it.
  • the carriage can reciprocate due to its implementation with the rollers.
  • This design of the control mechanism will simplify the control of the pump and provide a stepless change in gear ratio.
  • the cyclic hydraulic drive of the device is made in the form of a ⁇ ator, a rotor, a drive shaft, while an annular cavity is formed between the ⁇ ator and the rotor, filled with a working fluid and having (two fittings for communication with pumps or a pump and a container for an expelled working fluid).
  • the rotor and stator have protrusions that divide the annular cavity into two isolated volumes.
  • the protrusions can be made in the form of a truncated prism.
  • the shaft and rotor can be made in one piece.
  • a transmission is used - a mechanical gear transmission, which includes at least two gear pairs formed, respectively, by a pinion gear, placed on the drive shaft and driven gear placed on the driven shaft, while the gears forming pairs (based on the layout) are made of different diameters pa, but have the same gear ratio.
  • the driven shaft with the gear is placed in the crankcase filled with grease.
  • the drive shaft of the transmission can also be the shaft of the vehicle propulsion.
  • gears can be helical, and their gear ratio should be greater than or equal to 4: 1.
  • figure 1 shows a diagram of a variant of the layout of a two-cylinder piston engine that combines all the nodes of the proposed design.
  • Yu in the rotary contains two piston pumps 1 with a movable 2 and a stationary 3 pistons, a cyclic hydraulic actuator 4, made in the form of a stator 5, a rotor 6, and a drive shaft 7, a mechanical transmission, including a driven shaft
  • annular cavity 11 is formed, filled with a working fluid, having two fittings communicating with the cavity of the bodies 12 of the piston pumps 1 and made in the form of a stationary piston 3 of the pump 1.
  • the layout of a two-cylinder piston engine can be used in internal combustion engines, external combustion engines, including 20 steam engines, Erickson and Stirling engines.
  • variable displacement piston pump shown in FIG. 2 includes a variable-section cylinder 12 with inner diameters D1 and D2 and two pistons of different diameters corresponding to D1 and D2.
  • One of the pistons - the piston 13 with a diameter of D2 - is fixed motionless, and the second 25 - the piston 14 (2) with a diameter of D1 makes a working stroke A-A1.
  • the cylinder 12 is freely positioned between the pistons with the possibility of axial displacement when the movable piston 14 (2) moves by a distance A-A1 to the same distance.
  • the pump productivity ⁇ at a constant displacement (stroke) will be determined by the displacement (stroke) of the cylinder 12.
  • the volume of the displaced working fluid (oil or brake fluid analog) is proportional to the square of diameter D1 times A-A1.
  • the volume of the displaced working fluid is proportional to the square D2 times A-A1.
  • the volume of the displaced working fluid is proportional to the stroke of the cylinder and lies between the stages 1 and 2.
  • the pump capacity is proportional to the magnitude of the stroke of the cylinder
  • the force developed is directly proportional to the magnitude of the stroke of the cylinder.
  • Productivity and the developed effort are inversely proportional to each other and this ratio changes smoothly, without steps.
  • a control mechanism is introduced into the structure, the design and principle of operation of which are disclosed in Fig.Z.
  • the control mechanism is pivotally connected by means of two (levers) to the movable piston of the pump and to the pump cylinder. Both (levers) are also pivotally connected to each other and mounted on the carriage, which performs reciprocating movements when the pump is running along the guide.
  • the guide can be made in the form of a ruler with a slot, the size of which corresponds to the size (width) of the carriage.
  • FIG 4 shows a sketch of the design of the hydraulic actuator in cross section.
  • the hydraulic actuator 4 consists of a stator 5 with a cylindrical inner surface, shaft 7 and rotor 6.
  • the rotor and stator have protrusions 15 made in the form of a truncated prism.
  • An annular cavity 11 is formed between the stator and the rotor, which is filled with a working fluid.
  • the protrusions divide the internal volume of the annular cavity 11 into two isolated volumes of variable size.
  • the end ends of the stator are closed with caps with coaxial holes for installing sealed shaft bearings, which are not shown in the figure representing a transverse section of the device.
  • the shaft 7 and the rotor 6 can be made in the form of a single part, since their longitudinal dimensions within the stator are equal or rigidly interconnected.
  • variable displacement piston pumps Since there are two internal volumes of variable size, and for the stator and the shaft to move angularly, it is necessary to pump the working fluid through one nozzle and pump out an equal volume of fluid through the second, in the proposed hydromechanical device two variable-capacity pumps operating in antiphase can be used (Fig. one). One double-acting pump can also be used, or one of the fittings must communicate with the free volume for pumping and pumping out the working fluid.
  • the rotor When alternately supplying liquid to the isolated volumes of the stator, the rotor performs cyclic angular movements of up to 360 degrees.
  • the amount of displacement is directly proportional to the volume of liquid supplied (pump capacity), and the moment on the drive shaft when using a pump of the described design is inversely proportional to the volume of liquid supplied.
  • a mechanical gear transmission with two overrunning clutches is shown, shown in Fig. 5.
  • the transmission considered in this example constructively consists of two pairs of gears (preferably helical gears) with different diameters, but the same gear ratio (4: 1).
  • Two the driving gears are located on the drive shaft (hydraulic drive shaft), two driven gears, respectively, on the driven shaft, which can also be the shaft of the vehicle propulsion. If it is necessary to achieve large gear ratios, a third and subsequent transmission stages can be introduced - simple pairs of gears.
  • a larger pair of gears in the first stage of the transmission is directly coupled, and a smaller one through an additional (spurious gear), therefore, for any direction of rotation of the drive gears, the rotation of the driven gears remains unidirectional. Since both pairs of gears are constantly engaged, the transmission becomes operational only when two overrunning clutches, preferably cam, are used in the design.
  • Overrunning clutches can be placed both inside the drive gears (with multidirectional freewheels of the couplings) and inside the driven gears (with the same direction of free play of the couplings). The choice of accommodation option depends on the layout conditions. In an overdrive, overrunning clutches are more appropriate to be placed in drive gears. In both versions of the layout, the direction of rotation of the driven shaft is given by the directions of free travels of the freewheels.
  • a transmission option with two blocks of driving and driven gears can be used.
  • the direction of free travels of overrunning clutches in these two blocks should be opposite.
  • the device operates as follows.
  • the movable piston and the cylinder of the first pump move towards the stationary piston, which is also a fitting, the volume of the working fluid is displaced, due to the pressure of which it moves to the protrusion of the rotor, reducing one of the isolated volumes in the annular cavity, creating an angular movement of the hydraulic drive shaft . Accordingly, the working fluid from a different volume enters the cylinder cavity of the second pump through the fitting and acts on the movable
  • the second pump works to discharge, the first pump - to pump the working fluid.
  • the direction of the angular displacement of the hydraulic drive shaft changes to the opposite of the original one.
  • the performance of the pumps depends on the amount of displacement of the cylinders controlled by the control mechanism. If the ruler of the control mechanism is parallel to the axis of movement of the movable piston and cylinder, the cylinder makes a movement at a distance equal to the stroke of the piston. If the ruler is deflected by a certain angle, the movement of the cylinder will be less than the stroke of the pump piston.
  • the hydraulic drive shaft makes angular movements, which are converted into rotational motion of the driven shaft using a mechanical transmission.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to engine construction, specifically to hydromechanical devices for converting reciprocal motion into rotary motion with a continuous change in the transmission ratio. The proposed invention has the technical result of eliminating the need to include gearing mechanisms and a gearbox in the design of vehicles and of eliminating, in the case of an infinitely variable transmission, slippage arising from a discrepancy between the angular and linear velocities, which entails limitation of the amount of torque transmitted, loss of power and increased wear of the moving elements of the arrangement. The technical result is achieved through the use of a hydromechanical device for converting reciprocal motion into rotary motion which comprises at least one piston pump (1), the piston of which is connected to a control mechanism, wherein the piston pump (1) is in communication with a cyclic hydraulic drive, the angular motion of the shaft of said cyclic hydraulic drive being converted into rotation of the driven shaft by means of a mechanical transmission.

Description

Гидромеханическое устройство преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с бесступенчатым изменением передаточного числа Hydromechanical device for converting reciprocating motion into rotational movement with stepless gear ratio change
Область техники Полезная модель относится к двигателеαроению, а именно, к гидромеханическим уσройствам преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с бесступенчатым изменением передаточного числа.FIELD OF THE INVENTION A utility model relates to engine-irrigation, namely to hydromechanical devices for converting reciprocating motion into rotational motion with stepless gear ratio change.
Патентуемое решение совместимо с любыми поршневыми двигателями и может быть применено непосредственно в их конструкции вместо кривошипно-шатунного механизма. Также предложенное устройство может использоваться как трансмиссия транспортных средств, в частности, приводимых в движение мускульной силой, в силовых приводах и приводах исполнительных механизмов.The patented solution is compatible with any piston engines and can be applied directly to their design instead of the crank mechanism. Also, 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).
Предшествующий уровень техникиState of the art
Из уровня техники известны следующие запатентованные решения.The following patented solutions are known in the art.
Из описания к авторскому свидетельству СССР NQ808746 (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 шеσерней ведущего вала, распределитель выполнен разрезным, а каждая шеσерня соединена с соответствующей его чаσью, а пары шестерен имеют различные передаточные числа.From the description of the USSR author's certificate N Q 808746 (published 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, cylinder block and mounted between them a distributor and two pairs of gears connecting the drive and driven shafts, and the gears of the driven shaft are rigidly connected to it. In this case, the cylinder blocks are fixedly mounted on the drive shaft, each of the inclined washers is connected with the corresponding the drive shaft gear, the distributor is split, and each gear is connected to its corresponding part, and the pairs of gears have different gear ratios.
Кроме этого, извеσна бесступенчатая механическая трансмиссия, содержащая входной и выходной валы, связанные между собой планетарным рядом, две гидравлически соединенные объемные гидромашины, каждая из которых связана с соответαвующим 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 шеσерней, 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 посредαвом муфт включения (а.с. СССР NQ1194715, опубликовано 07.02.1987). Также из описания к патенту РФ NQ2133895 (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.In addition, a stepless mechanical transmission is known, which contains input and output shafts connected by a planetary gear set, two hydraulically connected volumetric hydraulic machines, each of which is connected to the corresponding planetary gear unit, one of which 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. At the same time, the other hydraulic machine is reversible and adjustable and connected to the ring 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 clutch gears. The planetary carrier drove kinematically connected to the input shaft, and one of the links of this series is kinematically connected to the output shaft through the inclusion clutches (USSR AS N Q 1194715, published on 02/07/1987). Also, from the description of the patent of the Russian Federation N Q 2133895 (published July 27, 1999), a continuously variable transmission with the possibility of controlling a torque of the strip type — groove wheels containing 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 driving contact with two pulley assemblies having parallel but spaced apart from one another axis of rotation and lying substantially radially in common a 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 load means acting on the pulley assemblies to exert a loading force on the groove wheels, naya to the torque At the moment, the connection on one of the shafts contains a ball screw coupling between it and the groove wheel.
Известные на сегодняшний день конσрукции гидропередач в наибольшей степени подходят для передачи высоких моментов при низких скоростях вращения ведомых валов. 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.Presently known hydraulic transmission designs are most suitable for transmitting high torques at low rotational speeds of driven shafts. 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.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Патентуемое решение работоспособно и в условиях для передачи высоких моментов при низких скоростях вращения ведомых валов, но может быть применено и для создания повышающих передач. Техническим результатом, достигаемым при использовании патентуемого решения, является, во-первых, исключение необходимости использования в конструкции транспортных средств механизмов сцепления и коробки передач, во-вторых, создание конструкции трансмиссии, при работе которой исключается эффект проскальзывания, связанный с несовпадением угловых и линейных скоростей, что влечет за собой ограничение по величине передаваемого момента, потери мощности и повышенный износ движущихся элементов конструкции, кроме этого, при использовании предлагаемого устройства в конструкции силовых приводов движителей и исполнительных механизмов сохраняются все компоновочные преимущества гидравлических передач.The patented solution is workable in conditions for transmitting high torques at low speeds of rotation of the driven shafts, but can also be used to create overdrive gears. The technical result achieved by using the patented solution is, firstly, eliminating the need to use clutch and gear mechanisms in the design of vehicles, and secondly, creating a transmission design that eliminates the slippage effect associated with the mismatch of angular and linear speeds , which entails a limitation in the magnitude of the transmitted moment, power loss and increased wear of moving structural elements, in addition, when using edlagaemogo device all advantages of the layout of hydraulic transmissions are stored in the design of actuators and propulsors actuators.
Кроме этого, техническим результатом является упрощение конструкции устройства и исключение «нeypaвнoвeшeннoсти», возникающей при вращении коленчатого вала, моментов, приводящих к перекосу поршней в цилиндрах, требующих для своего устранения применения крейцкопфов и подобных устройств, а также снижение материалоемкости за счет исключения необходимости создания больших внутренних объемов картера коленчатого вала. Также использование патентуемого решения приводит к бесступенчатому изменению передаточного числа, управление которым осущеσвляется посредσвом совершенно новой конструкции управляющего механизма, применение которого позволит повысить производительность устройства и снизить потери при его работе. Патентуемое решение может быть применено в конструкции поршневых двигателей вместо кривошипно-шатунного механизма, принципиальные недостатки которого, такие как «нeypaвнoвeшeннoсть», возникающая при вращении коленчатого вала, моменты, приводящие к перекосу поршней в цилиндрах, требующие для своего устранения применения крейцкопфов и подобных устройств, компоновочная необходимость создания больших внутренних объёмов картера коленчатого вала и, соответственно - большая материалоёмкость - хорошо известны.In addition, the technical result is to simplify the design of the device and eliminate the “imbalance” arising from the rotation of the crankshaft, the moments leading to the misalignment of the pistons in the cylinders, which require crossheads and similar devices to be eliminated, as well as reducing material consumption by eliminating the need to create large internal crankcase crankcase volumes. Also, the use of a patented solution leads to a stepless change in the gear ratio, which is controlled by a completely new design of the control mechanism, the use of which will increase the productivity of the device and reduce losses during its operation. The patented solution can be used in the design of piston engines instead of a crank mechanism, the fundamental disadvantages of which, such as “imbalance” arising from the rotation of the crankshaft, moments leading to distortion of the pistons in the cylinders, requiring crossheads and similar devices to eliminate them the layout need to create large internal volumes of the crankcase crankshaft and, accordingly, high material consumption are well known.
Кроме этого, при использовании, например, в конструкции велосипеда, по сравнению с используемыми цепными передачами с изменением передаточного числа, достигается следующий результат:In addition, when used, for example, in the construction of a bicycle, in comparison with the used chain gears with a change in the gear ratio, the following result is achieved:
- уменьшение веса за счет исключения таких систем, как ведущие и ведомые звездочки, суппортов в цепи; отсутствие явлений, подобных перекосу цепной передачи, которые приводят к уменьшению К.П.Д. и повышенному износу;- weight reduction due to the exclusion of systems such as leading and driven sprockets, calipers in the chain; the absence of phenomena similar to a skew of chain transmission, which lead to a decrease in KPD and increased wear;
- бесступенчатое изменение передаточного числа, управляемое одним исполнительным механизмом; - компоновочные преимущества, состоящие в увеличении дорожного просвета за счет отсутствия большой ведущей звездочки и заднего суппорта и возможности создания переднеприводных и полноприводных мускульных транспортных средств;- stepless gear ratio change, controlled by one actuator; - layout advantages, consisting in increasing ground clearance due to the lack of a large drive sprocket and rear caliper and the possibility of creating front-wheel and all-wheel drive muscular vehicles;
- возможность реализации предлагаемого решения в картере, защищающем его от механических воздействий и загрязнений при постоянной смазке в масляной ванне, обеспечивающая повышенный эксплуатационный ресурс.- the possibility of implementing the proposed solution in the crankcase, which protects it from mechanical stress and contamination with constant lubrication in an oil bath, providing increased operational life.
Поскольку устройство может быть выполнено как в одном блоке с двигателем, так и в варианте, в котором с двигателем сблокирован только насос, а гидропривод и механическая трансмиссия выполнены в блоке с движителем (колесом, ротором летательного аппарата и т.п.) и связаны между собой только гибкими рукавами - гидролиниями, возможность изменения вектора тяги движителя достигается без применения механических узлов (шарниров равных угловых скоростей, автоматов перекоса и т.п.).Since the device can be made both in one unit with the engine, and in the embodiment in which only the pump is blocked with the engine, and the hydraulic drive and mechanical transmission are made in the unit with the propulsion (wheel, rotor of the aircraft, etc.) and interconnected only by flexible sleeves - hydraulic lines, the possibility of changing the thrust vector of the propulsion is achieved without the use of mechanical components (hinges of equal angular speeds, swashplate, etc.).
Заявленный технический результат достигается за счет применения гидромеханического устройства 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, угловое перемещение вала которого преобразуется во вращение ведомого вала посредством механической трансмиссии. В качестве поршневого насоса могут быть использованы поршневые насосы различных конструкций, обеспечивающих изменение производительности и развиваемого усилия при совершении одного такта.The claimed technical result is achieved through the use of a hydromechanical device for converting reciprocating motion into rotary, which contains at least one piston pump, the piston of which is connected to a control mechanism, while the piston pump is in communication with a cyclic hydraulic drive, the angular displacement of the shaft of which is converted into rotation of the driven shaft by means of a mechanical transmission. As a piston pump, piston pumps of various designs can be used, providing a change in productivity and the developed force when making one stroke.
Для упрощения конструкции и повышения производительности, может быть использован насос, корпус которого состоит из двух цилиндров различного сечения и свободно размещен между двух поршней различных диаметров, один из которых закрепляется неподвижно, а второй выполнен с возможностью совершения рабочего хода, при этом внутренний диаметр цилиндровTo simplify the design and increase productivity, a pump can be used, the casing of which consists of two cylinders of various sections and is freely placed between two pistons of various diameters, one of which is fixed motionless, and the second is made with the possibility of making a stroke, while the inner diameter of the cylinders
D1 и D2 соответствует диаметрам поршней D1 и D2.D1 and D2 correspond to the diameters of the pistons D1 and D2.
В частности, в конструкции также может быть применён поршневой насос с одним поршнем и цилиндром постоянного диаметра, при этом производительность одного такта нагнетания насоса должна определяться и управляться величиной рабочего хода поршня.In particular, a piston pump with one piston and a cylinder of constant diameter can also be used in the design, while the performance of one pump pumping stroke must be determined and controlled by the size of the piston stroke.
Для управления перемещением насоса в конструкцию устройства входит управляющий механизм, который выполнен в виде двух сочленённых 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.To control the movement of the pump, the device includes a control mechanism, which is made in the form of two articulated 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 reciprocating motion on it.
Возвратно-поступательное движение каретка может совершать за счет ее выполнения с роликами. Данная конσрукция управляющего механизма позволит упроσить управление насосом и обеспечить бесступенчатое изменение передаточного числа.The carriage can reciprocate due to its implementation with the rollers. This design of the control mechanism will simplify the control of the pump and provide a stepless change in gear ratio.
Циклический гидропривод устройства выполнен в виде σатора, ротора, ведущего вала, при этом между σатором и ротором образована кольцевая полость, заполненная рабочей жидкостью, и имеющая (два штуцера для сообщения с насосами или насосом и ёмкостью для вытесненного рабочего тела).The cyclic hydraulic drive of the device is made in the form of a σator, a rotor, a drive shaft, while an annular cavity is formed between the σator and the rotor, filled with a working fluid and having (two fittings for communication with pumps or a pump and a container for an expelled working fluid).
Ротор и статор имеют выступы, разделяющие кольцевую полость на два изолированных объема. Выступы могут быть выполнены в форме усеченной призмы.The rotor and stator have protrusions that divide the annular cavity into two isolated volumes. The protrusions can be made in the form of a truncated prism.
Вал и ротор могут быть выполнены в виде одной детали. Для преобразования углового перемещения вала гидропривода во вращательное движение ведомого вала и окончательного определения соотношения количества рабочих циклов гидропривода и количества оборотов ведомого вала, служит трансмиссия - механическая шестеренчатая передача, которая включает, по меньшей мере, две шестеренчатые пары, образуемые, соответственно, ведущей шестерней, размещенной на ведущем валу, и ведомой шестерней, размещенной на ведомом валу, при этом шестерни, образующие пары, (исходя из компоновки) выполнены разного диаметра, но имеют одинаковое передаточное отношение.The shaft and rotor can be made in one piece. To transform the angular displacement of the hydraulic drive shaft into the rotational movement of the driven shaft and finally determine the ratio of the number of hydraulic drive cycles and the number of revolutions of the driven shaft, a transmission is used - a mechanical gear transmission, which includes at least two gear pairs formed, respectively, by a pinion gear, placed on the drive shaft and driven gear placed on the driven shaft, while the gears forming pairs (based on the layout) are made of different diameters pa, but have the same gear ratio.
С целью уменьшения трения деталей, ведомый вал с шестерней размещен в картере, заполненном смазкой.In order to reduce the friction of parts, the driven shaft with the gear is placed in the crankcase filled with grease.
Ведомый вал трансмиссии может являться одновременно и валом движителя транспортного средства.The drive shaft of the transmission can also be the shaft of the vehicle propulsion.
В частности, шестерни могут быть выполнены косозубыми, а их передаточное отношение должно быть больше или равно 4: 1.In particular, the gears can be helical, and their gear ratio should be greater than or equal to 4: 1.
Использование патентуемой конструкции трансмиссии позволяет исключить несовпадение угловых и линейных скоростей и приведет к увеличению КПД.Using the patented transmission design eliminates the mismatch of angular and linear speeds and will lead to an increase in efficiency.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее решение поясняется ссылками на фигуры. Так, на фиг.1 изображена схема варианта компоновки двухцилиндрового поршневого двигателя, объединяющего все узлы предлагаемой конструкции.Next, the solution is illustrated by reference to the figures. So, figure 1 shows a diagram of a variant of the layout of a two-cylinder piston engine that combines all the nodes of the proposed design.
На фиг.2 - поршневой насос переменной производительности и стадии его работы На фиг.З - конструкция управляющего механизма 5 На фиг.4 - циклический гидроприводIn Fig.2 - piston pump of variable capacity and stages of its operation In Fig.Z - design of the control mechanism 5 In Fig.4 - cyclic hydraulic drive
На фиг.5 - механическая трансмиссия.Figure 5 - mechanical transmission.
Предпочтительный пример осуществления изобретенияPreferred Embodiment
Гидромеханическое устройство преобразования возвратно-поступательного движенияHydromechanical reciprocating conversion device
Ю во вращательное, конструкция которого приведена на фиг.1, содержит два поршневых насоса 1 с подвижным 2 и неподвижным 3 поршнями, циклический гидропривод 4, выполненный в виде статора 5, ротора 6, и ведущего вала 7, механической трансмиссии, включающей ведомый валYu in the rotary, the design of which is shown in figure 1, contains two piston pumps 1 with a movable 2 and a stationary 3 pistons, a cyclic hydraulic actuator 4, made in the form of a stator 5, a rotor 6, and a drive shaft 7, a mechanical transmission, including a driven shaft
8, шестеренчатую пару, образованную шестерней 9, размещенной на ведомом валу 8 и шестерней 10, размещенной на ведущем валу 7, при этом между статором 5 и ротором 68, a gear pair formed by gear 9 located on the driven shaft 8 and gear 10 located on the drive shaft 7, between the stator 5 and the rotor 6
15 образована кольцевая полость 11, заполненная рабочей жидкостью, имеющая два штуцера, сообщающих ее с полостью корпусов 12 поршневых насосов 1 и выполненных в виде неподвижного поршня 3 насоса 1.15, an annular cavity 11 is formed, filled with a working fluid, having two fittings communicating with the cavity of the bodies 12 of the piston pumps 1 and made in the form of a stationary piston 3 of the pump 1.
Рассматриваемая на фиг.1 компоновка двухцилиндрового поршневого двигателя может быть применена в двигателях внутреннего сгорания, двигателях внешнего сгорания, в том числе 20 паровых двигателях, двигателях Эриксона и Стирлинга.Considered in figure 1, the layout of a two-cylinder piston engine can be used in internal combustion engines, external combustion engines, including 20 steam engines, Erickson and Stirling engines.
Конструкция поршневого насоса переменной производительности, приведенная на фиг.2, включает цилиндр 12 переменного сечения с внутренними диаметрами D1 и D2 и два поршня различных диаметров, соответствующих D1 и D2.The design of the variable displacement piston pump shown in FIG. 2 includes a variable-section cylinder 12 with inner diameters D1 and D2 and two pistons of different diameters corresponding to D1 and D2.
Один из поршней - поршень 13 с диаметром D2 - закрепляется неподвижно, а второй 25 - поршень 14 (2) с диаметром D1 совершает рабочий ход A-A1. Цилиндр 12 размещен между поршнями свободно с возможноσью осевого перемещения при перемещении подвижного поршня 14 (2) на расσояние A-A1 на такое же расαояние.One of the pistons - the piston 13 with a diameter of D2 - is fixed motionless, and the second 25 - the piston 14 (2) with a diameter of D1 makes a working stroke A-A1. The cylinder 12 is freely positioned between the pistons with the possibility of axial displacement when the movable piston 14 (2) moves by a distance A-A1 to the same distance.
Таким образом, производительноσь насоса при постоянной величине перемещения (рабочего хода) будет определяться перемещением (рабочим ходом) цилиндра 12.Thus, the pump productivity σ at a constant displacement (stroke) will be determined by the displacement (stroke) of the cylinder 12.
Если цилиндр при рабочем ходе поршня 14 (2) остается неподвижным (стадия 3), объем вытесненного рабочего тела (масла или аналога тормозной жидкости) пропорционален квадрату диаметра D1, умноженному на величину A-A1.If the cylinder remains stationary during the piston stroke 14 (2) (stage 3), the volume of the displaced working fluid (oil or brake fluid analog) is proportional to the square of diameter D1 times A-A1.
Если цилиндр совершает перемещение A-A1 (стадия 1), объем вытесненного рабочего тела пропорционален квадрату D2, умноженному на величину A-A1.If the cylinder moves A-A1 (stage 1), the volume of the displaced working fluid is proportional to the square D2 times A-A1.
Если цилиндр перемещается на часть величины рабочего хода поршня 14 (2), объем вытесненного рабочего тела пропорционален ходу цилиндра и находится в промежутке между стадиями 1 и 2.If the cylinder moves by a part of the stroke of the piston 14 (2), the volume of the displaced working fluid is proportional to the stroke of the cylinder and lies between the stages 1 and 2.
Таким образом, производительность насоса пропорциональна величине хода цилиндра, а развиваемое усилие - прямо пропорционально величине хода цилиндра. Производительность и развиваемое усилие, в свою очередь, находятся между собой в обратно пропорциональной зависимости и это соотношение изменяется плавно, без ступеней.Thus, the pump capacity is proportional to the magnitude of the stroke of the cylinder, and the force developed is directly proportional to the magnitude of the stroke of the cylinder. Productivity and the developed effort, in turn, are inversely proportional to each other and this ratio changes smoothly, without steps.
Без управляющего воздействия цилиндр насоса совершит максимальное перемещение. Для управления насосом в конструкцию введен управляющий механизм, конструкция и принцип работы которого раскрыты на фиг.З. Управляющий механизм шарнирно соединен посредством двух (рычагов) с подвижным поршнем насоса и с цилиндром насоса. Оба (рычага) также шарнирно соединены друг с другом и закреплены на каретке, которая совершает возвратно-поступательные движения при работе насоса вдоль направляющей. Направляющая может быть выполнена в виде линейки с прорезью, размер которой соответствует размеру (ширине) каретки.Without control action, the pump cylinder will make maximum movement. To control the pump, a control mechanism is introduced into the structure, the design and principle of operation of which are disclosed in Fig.Z. The control mechanism is pivotally connected by means of two (levers) to the movable piston of the pump and to the pump cylinder. Both (levers) are also pivotally connected to each other and mounted on the carriage, which performs reciprocating movements when the pump is running along the guide. The guide can be made in the form of a ruler with a slot, the size of which corresponds to the size (width) of the carriage.
На фиг.4 приведен эскиз конструкции гидропривода в поперечном разрезе. Конструктивно гидропривод 4 состоит из статора 5 с цилиндрической внутренней поверхностью, вала 7 и ротора 6. Ротор и статор имеют выступы 15, выполненные в форме усеченной призмы. Между статором и ротором образуется кольцевая полость 11, которая заполняется рабочим телом. Выступы разделяют внутренний объем кольцевой полости 11 на две изолированные объемы переменной величины. Торцевые окончания статора закрыты крышками с соосными отверстиями для установки герметичных подшипников вала, которые на фигуре, представляющей поперечный разрез устройства, не показаны. Вал 7 и ротор 6 могут быть выполнены в виде одной детали, так как их продольные размеры в пределах статора равны либо жестко связаны между собой.Figure 4 shows a sketch of the design of the hydraulic actuator in cross section. Structurally, the hydraulic actuator 4 consists of a stator 5 with a cylindrical inner surface, shaft 7 and rotor 6. The rotor and stator have protrusions 15 made in the form of a truncated prism. An annular cavity 11 is formed between the stator and the rotor, which is filled with a working fluid. The protrusions divide the internal volume of the annular cavity 11 into two isolated volumes of variable size. The end ends of the stator are closed with caps with coaxial holes for installing sealed shaft bearings, which are not shown in the figure representing a transverse section of the device. The shaft 7 and the rotor 6 can be made in the form of a single part, since their longitudinal dimensions within the stator are equal or rigidly interconnected.
Изолированные внутренние объемы статора через штуцеры сообщаются с поршневыми насосами переменной производительности. Поскольку внутренних объемов переменной величины - два, и для сообщения статору и валу углового перемещения необходимо производить нагнетание рабочей жидкости через один штуцер и откачку равного объема жидкости через второй, в предлагаемом гидромеханическом устройстве могут быть применены два насоса переменной производительности, работающие в противофазе (фиг.1). Также может быть применен и один насос двойного действия или же один из штуцеров должен сообщаться со свободным объемом для закачки и откачки рабочей жидкости.The isolated internal volumes of the stator through the fittings communicate with variable displacement piston pumps. Since there are two internal volumes of variable size, and for the stator and the shaft to move angularly, it is necessary to pump the working fluid through one nozzle and pump out an equal volume of fluid through the second, in the proposed hydromechanical device two variable-capacity pumps operating in antiphase can be used (Fig. one). One double-acting pump can also be used, or one of the fittings must communicate with the free volume for pumping and pumping out the working fluid.
При попеременной подаче жидкости в изолированные объемы статора, ротор совершает циклические угловые перемещения на величину до 360 градусов. При этом величина перемещения прямо пропорциональна объему поданной жидкости (производительности насоса), а момент на валу привода при применении насоса описанной конструкции обратно пропорционален объему поданной жидкости.When alternately supplying liquid to the isolated volumes of the stator, the rotor performs cyclic angular movements of up to 360 degrees. In this case, the amount of displacement is directly proportional to the volume of liquid supplied (pump capacity), and the moment on the drive shaft when using a pump of the described design is inversely proportional to the volume of liquid supplied.
Для преобразования углового перемещения ведущего вала (вала гидропривода) во вращательное движение ведомого вала и определения соотношения количества рабочих циклов насоса и количества оборотов ведомого вала служит механическая шестеренчатая передача с двумя обгонными муфтами, изображенная на фиг.5. Рассматриваемая в данном примере трансмиссия конструктивно состоит из двух пар шестерней (предпочтительно, косозубых) с разными диаметрами, но одинаковым передаточным отношением (4:1). Две ведущие шеσерни размещены на ведущем валу (валу гидропривода), две ведомые - соответственно, на ведомом валу, который может являться одновременно и валом движителя транспортного средства. При необходимости достижения больших передаточных чисел может быть введена третья и последующие ступени трансмиссии - простые пары шестерней. Большая по размерам пара шестерней в первой ступени трансмиссии сцеплена напрямую, а меньшая - через дополнительную (паразитную шестерню), поэтому при любом направлении вращения ведущих шестерней, вращение ведомых шестерней остается однонаправленным. Поскольку обе пары шестерней постоянно находятся в зацеплении, трансмиссия становится работоспособной только при использовании в конструкции двух обгонных муфт, предпочтительно, кулачковых. Обгонные муфты могут быть размещены как внутри ведущих шестерней (при разнонаправленных свободных ходах муфт), так и внутри ведомых (при одинаковом направлении свободного хода муфт). Выбор варианта размещения зависит от условий компоновки. В повышающей передаче обгонные муфты целесообразнее размещать в ведущих шестернях. В обоих вариантах компоновки направление вращения ведомого вала задано направлениями свободных ходов обгонных муфт.To convert the angular displacement of the drive shaft (hydraulic drive shaft) into the rotational movement of the driven shaft and determine the ratio of the number of pump operating cycles and the number of revolutions of the driven shaft, a mechanical gear transmission with two overrunning clutches is shown, shown in Fig. 5. The transmission considered in this example constructively consists of two pairs of gears (preferably helical gears) with different diameters, but the same gear ratio (4: 1). Two the driving gears are located on the drive shaft (hydraulic drive shaft), two driven gears, respectively, on the driven shaft, which can also be the shaft of the vehicle propulsion. If it is necessary to achieve large gear ratios, a third and subsequent transmission stages can be introduced - simple pairs of gears. A larger pair of gears in the first stage of the transmission is directly coupled, and a smaller one through an additional (spurious gear), therefore, for any direction of rotation of the drive gears, the rotation of the driven gears remains unidirectional. Since both pairs of gears are constantly engaged, the transmission becomes operational only when two overrunning clutches, preferably cam, are used in the design. Overrunning clutches can be placed both inside the drive gears (with multidirectional freewheels of the couplings) and inside the driven gears (with the same direction of free play of the couplings). The choice of accommodation option depends on the layout conditions. In an overdrive, overrunning clutches are more appropriate to be placed in drive gears. In both versions of the layout, the direction of rotation of the driven shaft is given by the directions of free travels of the freewheels.
Для реверсирования направления вращения ведомого вала может быть применен вариант трансмиссии с двумя блоками ведущих и ведомых шестерней. При этом направление свободных ходов обгонных муфт в этих двух блоках должно быть противоположным.To reverse the direction of rotation of the driven shaft, a transmission option with two blocks of driving and driven gears can be used. In this case, the direction of free travels of overrunning clutches in these two blocks should be opposite.
В целом, устройство работает следующим образом.In General, the device operates as follows.
При совершении движения подвижного поршня и цилиндра первого насоса по направлению к неподвижному поршню, являющимся также и штуцером, происходит вытеснение объема рабочего тела, за счет давления которого на выступ ротора он перемещается, уменьшая один из изолированных объемов в кольцевой полости, создавая угловое перемещение вала гидропривода. Соответственно, рабочее тело из другого объема поступает в полость цилиндра второго насоса через штуцер и воздействует на подвижныйWhen the movable piston and the cylinder of the first pump move towards the stationary piston, which is also a fitting, the volume of the working fluid is displaced, due to the pressure of which it moves to the protrusion of the rotor, reducing one of the isolated volumes in the annular cavity, creating an angular movement of the hydraulic drive shaft . Accordingly, the working fluid from a different volume enters the cylinder cavity of the second pump through the fitting and acts on the movable
ю поршень и цилиндр второго насоса, которые начинают перемещаться в направлении, противоположном движению первого насоса.Yu the piston and cylinder of the second pump, which begin to move in the opposite direction to the movement of the first pump.
При следующем такте работы второй насос работает на нагнетание, первый насос - на откачку рабочего тела. При этом направление углового перемещения вала гидропривода меняется на противоположное первоначальному.At the next cycle of operation, the second pump works to discharge, the first pump - to pump the working fluid. In this case, the direction of the angular displacement of the hydraulic drive shaft changes to the opposite of the original one.
При постоянной величине рабочего хода подвижных поршней обоих насосов производительность насосов зависит от величины перемещения цилиндров, регулируемой управляющим механизмом. Если линейка управляющего механизма параллельна оси перемещения подвижного поршня и цилиндра, цилиндр совершает движение на расстояние, равное рабочему ходу поршня. Если линейка отклонена на некоторый угол, перемещение цилиндра будет меньше рабочего хода поршня насоса.With a constant value of the working stroke of the movable pistons of both pumps, the performance of the pumps depends on the amount of displacement of the cylinders controlled by the control mechanism. If the ruler of the control mechanism is parallel to the axis of movement of the movable piston and cylinder, the cylinder makes a movement at a distance equal to the stroke of the piston. If the ruler is deflected by a certain angle, the movement of the cylinder will be less than the stroke of the pump piston.
При каждом такте - попеременном нагнетании и откачке рабочего тела в изолированные объёмы гидропривода вал гидропривода совершает угловые перемещения, которые с помощью механической трансмиссии преобразуются во вращательное движение ведомого вала. At each stroke - alternately pumping and pumping the working fluid into the isolated volumes of the hydraulic drive, the hydraulic drive shaft makes angular movements, which are converted into rotational motion of the driven shaft using a mechanical transmission.

Claims

ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ USEFUL MODEL FORMULA
1. Гидромеханическое уσройσво преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, характеризующееся тем, что содержит, по меньшей мере, один поршневой насос, поршень которого связан с управляющим механизмом, при этом поршневой насос сообщен с циклическим гидроприводом, с возможноσью преобразования циклических угловых перемещений вала гидропривода во вращательное движение вала механической трансмиссии.1. A hydromechanical device for converting a reciprocating motion into a rotary one, characterized in that it contains at least one piston pump, the piston of which is connected to a control mechanism, while the piston pump is in communication with a cyclic hydraulic actuator, with the possibility of converting cyclic angular movements of the hydraulic shaft in the rotational movement of the shaft of a mechanical transmission.
2. Поршневой насос для уσройства по п.1, характеризующийся тем, что корпус насоса соσоит из двух цилиндров различного сечения и свободно размещен между двух поршней различных диаметров, один из которых закрепляется неподвижно, а второй выполнен с возможноσью совершения рабочего хода, при этом внутренний диаметр цилиндров D1 и D2 соответствует диаметрам поршней D1 и D2.2. A piston pump for a device according to claim 1, characterized in that the pump casing consists of two cylinders of different sections and is freely placed between two pistons of different diameters, one of which is fixed motionless, and the second is made with the possibility of making a stroke, while the inside the diameter of the cylinders D1 and D2 corresponds to the diameters of the pistons D1 and D2.
3. Управляющий механизм для устройства по п.1, характеризующийся тем, что выполнен из 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.3. The control mechanism for the device according to claim 1, characterized in that it is made 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 configured to reciprocate on it.
4. Управляющий механизм по п.З, отличающийся тем, что каретка выполнена с роликами.4. The control mechanism according to p. 3, characterized in that the carriage is made with rollers.
5. Циклический гидропривод для устройства по п.1, характеризующийся тем, что выполнен в виде статора, ротора, ведущего вала, при этом между статором и ротором образована кольцевая полость, заполненная рабочей жидкостью,5. The cyclic hydraulic actuator for the device according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a stator, a rotor, a drive shaft, while an annular cavity filled with a working fluid is formed between the stator and the rotor,
6. Циклический гидропривод по п.5, отличающийся тем, что ротор и статор имеют выступы, разделяющие кольцевую полость на два изолированных объема.6. The cyclic hydraulic actuator according to claim 5, characterized in that the rotor and stator have protrusions that divide the annular cavity into two isolated volumes.
7. Циклический гидропривод по п.б, отличающийся тем, что выступы выполнены в форме усеченной призмы. 7. The cyclic hydraulic actuator according to item b, characterized in that the protrusions are made in the form of a truncated prism.
8. Циклический гидропривод по п.5, отличающийся тем, что вал и ротор выполнены в виде одной детали.8. The cyclic hydraulic actuator according to claim 5, characterized in that the shaft and rotor are made in one piece.
9. Механическая трансмиссия для уσройства по п.1, характеризующаяся тем, что включает, по меньшей мере, две шестеренчатые пары, образуемые, соответственно, ведущей шестерней, размещенной на ведущем валу, и ведомой шестерней, размещенной на ведомом валу, при этом шестерни, образующие пары, выполнены разного диаметра, но пары имеют одинаковое передаточное отношение.9. The mechanical transmission for the device according to claim 1, characterized in that it includes at least two gear pairs formed, respectively, of the drive gear located on the drive shaft, and the driven gear placed on the driven shaft, while the gears, forming pairs are made of different diameters, but the pairs have the same gear ratio.
10. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что пара шестерней, имеющая меньшие диаметр, связана через паразитную шестерню.10. The transmission according to claim 9, characterized in that a pair of gears having a smaller diameter is connected through a spurious gear.
11. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что ведущие или ведомые шестерни размещены на валу с применением обгонных муфт.11. The transmission according to claim 9, characterized in that the driving or driven gears are placed on the shaft using overrunning clutches.
12. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что ведомый вал с шестерней размещен в картере, заполненном смазкой.12. The transmission according to claim 9, characterized in that the driven shaft with the gear is located in the crankcase filled with grease.
13. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что ведомый вал является одновременно и валом движителя транспортного средства.13. The transmission according to claim 9, characterized in that the driven shaft is simultaneously the shaft of the vehicle propulsion.
14. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что шестерни выполнены косозубыми.14. The transmission according to claim 9, characterized in that the gears are helical.
15. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что передаточное отношение шестерней равно или больше 4:1. 15. The transmission according to claim 9, characterized in that the gear ratio of the gears is equal to or greater than 4: 1.
PCT/RU2009/000634 2009-04-30 2009-11-19 Hydromechanical device for converting reciprocal motion into rotary motion with a continuous change in the transmission ratio WO2010126394A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116492 2009-04-30
RU2009116492 2009-04-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010126394A1 true WO2010126394A1 (en) 2010-11-04

Family

ID=43032367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000634 WO2010126394A1 (en) 2009-04-30 2009-11-19 Hydromechanical device for converting reciprocal motion into rotary motion with a continuous change in the transmission ratio

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010126394A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1828A1 (en) * 1921-12-23 1924-09-15 П.П. Осипов Hydraulic Transmission Internal Combustion Engine
SU1701468A1 (en) * 1986-04-22 1991-12-30 Шкода, Концерновое Предприятие (Инопредприятие) Jack control mechanism
RU2078904C1 (en) * 1989-11-08 1997-05-10 Ден Норске Статс Ольесельскап А.С. Drilling mud pressure transformer
RU2086836C1 (en) * 1993-04-19 1997-08-10 Погуляев Юрий Дмитриевич Method of and device for conversion of reciprocating motion of liquid into rotary motion of output link and creation of torque on link
US20030183026A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Korniyenko Alexsandr Y. Apparatus for converting rotary to reciprocating motion and vice versa
RU70329U1 (en) * 2007-09-11 2008-01-20 Валерий Юрьевич Слепнев MECHANICAL TRANSMISSION FOR TRANSFORMING ROTARY MOTION TO RETURN-OUTLET

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1828A1 (en) * 1921-12-23 1924-09-15 П.П. Осипов Hydraulic Transmission Internal Combustion Engine
SU1701468A1 (en) * 1986-04-22 1991-12-30 Шкода, Концерновое Предприятие (Инопредприятие) Jack control mechanism
RU2078904C1 (en) * 1989-11-08 1997-05-10 Ден Норске Статс Ольесельскап А.С. Drilling mud pressure transformer
RU2086836C1 (en) * 1993-04-19 1997-08-10 Погуляев Юрий Дмитриевич Method of and device for conversion of reciprocating motion of liquid into rotary motion of output link and creation of torque on link
US20030183026A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Korniyenko Alexsandr Y. Apparatus for converting rotary to reciprocating motion and vice versa
RU70329U1 (en) * 2007-09-11 2008-01-20 Валерий Юрьевич Слепнев MECHANICAL TRANSMISSION FOR TRANSFORMING ROTARY MOTION TO RETURN-OUTLET

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1026722C (en) Coupling unit for transmission of alternative force moment
US3990327A (en) Multiple range hydrostatic transmission mechanism
RU2673756C1 (en) Method of mechanical transmission and transmission device for obtaining of coaxial axial and circle rotation at the output
US3852998A (en) Speed changing mechanisms
US3905251A (en) Hydro-mechanical variable ratio transmission method and apparatus
US2327787A (en) Variable displacement pump
CN111997856A (en) Two-dimensional piston pump with series-parallel structure
DK2860426T3 (en) Hydromechanical transmission
RU88088U1 (en) HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER
CN101550999A (en) Hydraulic stepless speed-change driver
JP2011252578A (en) Power device
RU2518136C2 (en) Method for conversion of reciprocal motion of pistons in piston rotor cylinders into rotational motion of rotor and transmission mechanism
WO2010126394A1 (en) Hydromechanical device for converting reciprocal motion into rotary motion with a continuous change in the transmission ratio
RU2698867C1 (en) Piston machine
RU2336419C1 (en) Piston machine
CN114198213A (en) Variable displacement and variable compression ratio engine integrated with continuously variable transmission
RU96203U1 (en) HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER
US4194407A (en) Variable speed transmission
US4333555A (en) Variable speed transmission
CN112196760A (en) Novel electro-hydraulic motor
CN1280647A (en) Pendulum piston motor
RU2301343C1 (en) Piston machine
CN110805674A (en) Hydraulic circulating pump stepless speed change device capable of changing pressure intensity
RU2715825C1 (en) Hydraulic transformer with controlled gear ratio
RU2565463C2 (en) Stepless transmission

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09844106

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09844106

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1