WO2015003954A1 - Axial piston machine - Google Patents
Axial piston machine Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015003954A1 WO2015003954A1 PCT/EP2014/063915 EP2014063915W WO2015003954A1 WO 2015003954 A1 WO2015003954 A1 WO 2015003954A1 EP 2014063915 W EP2014063915 W EP 2014063915W WO 2015003954 A1 WO2015003954 A1 WO 2015003954A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- cylinders
- inlet
- axial piston
- swash plate
- piston
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0002—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
- F01B3/0005—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders having two or more sets of cylinders or pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/02—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis with wobble-plate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/10—Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto
- F01B3/101—Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto for machines with stationary cylinders
- F01B3/102—Changing the piston stroke by changing the position of the swash plate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
- F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
- F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
- F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F03C1/0602—Component parts, details
- F03C1/0605—Adaptations of pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
- F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
- F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
- F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F03C1/061—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
- F03C1/0615—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders distributing members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/122—Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
- F04B1/124—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/14—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
- F04B1/141—Details or component parts
- F04B1/146—Swash plates; Actuating elements
Definitions
- the invention relates to an axial piston machine and in particular a
- Axial piston engine for a cycle device for the use of waste heat of an internal combustion engine is provided.
- Utilization of this waste heat represents a possibility to increase the overall efficiency of a drive unit of the motor vehicle and thus to reduce fuel consumption.
- Integrated steam cycle process device Integrated steam cycle process device.
- the heat energy transferred in the heat exchanger from the exhaust gas to a working medium of the steam cycle device is partially converted into mechanical energy in an expansion device which can be used, for example, to assist the propulsion of a motor vehicle or to generate electrical energy.
- the working medium Downstream of the expansion device, the working medium is cooled in a second heat exchanger, the condenser, where it condenses.
- a feed pump is a pressure increase of the
- an axial piston motor can be used, as is known from DE 10 2010 052 508 A1.
- Axial piston engines have a cylinder body in which a plurality of cylinders are formed in a uniform pitch.
- a piston is movably guided, wherein a phase offset is provided in the piston positions, based on a movement cycle of the piston ("piston cycle": OT-> UT-> OT or
- Exhaust valves are used to perform a power stroke (OT-> UT) of each piston, a pressurized fluid sequentially introduced into the corresponding cylinder, where appropriate, (in a pneumatic axial piston engine) expands and causes movement of the respective piston.
- OT-> UT power stroke
- a pressurized fluid sequentially introduced into the corresponding cylinder, where appropriate, (in a pneumatic axial piston engine) expands and causes movement of the respective piston.
- Axial piston compressors or pumps have one to Axialkolbenmotoren in
- Axial piston machines (axial piston motors and axial piston compressors or pumps) are regularly executed in one of three designs.
- the shaft is arranged parallel to the cylinder body and rotatably connected thereto.
- the movement of the piston controlling oblique plate is fixed.
- the longitudinal axes of the shaft including the flange ("oblique plate") on which attack the piston, and the cylinder obliquely to each other.
- the cylinder body does not rotate with the pistons guided therein.
- the swash plate is rotatably mounted on a swash plate, wherein the support surface of the swash plate and thus the orientation of the swash plate is aligned obliquely with respect to the longitudinal axes of the cylinder.
- the swash plate is rotatably connected to the shaft.
- a groove is regularly provided at one or more points on the outer or inner circumference of the annular swash plate, which engages in an elongated, curved extending projection of the housing or a component connected to the housing.
- the intake and exhaust valves of axial piston engines are regularly formed in the form of a rotary valve which is non-rotatably connected to the shaft and temporarily connects intake and exhaust ports of the individual cylinders to an intake and exhaust passage depending on the respective piston positions.
- the present invention seeks to provide a Taumelinbauart axial piston machine, which is characterized by the highest possible efficiency and / or a uniform course.
- the invention is based on the finding that in an axial piston machine of the swash plate design as a result of the fixation of the swash plate to prevent rotation, a nonuniformity in the tumbling motion is generated, which leads to a
- the successive opening of the inlet openings takes place by the rotating with the shaft rotary valve after always the same, the division between the cylinders corresponding partial rotation of the shaft.
- the non-uniformity, which is introduced by the translation of the rotational movement of the shaft in the cyclic linear movement of the piston is not taken into account. This can thus lead to the inlet openings being opened by the rotary valve in individual cylinders before the associated piston reaches the TDC or after it has already passed the TDC. This leads to a deteriorated filling of these cylinders.
- the basic idea of the invention is to compensate for the non-uniformity in the piston movements, which is due to the translation of the rotational movement of the shaft into the cyclical linear movement of the piston.
- a generic axial piston machine having a cylinder body in which a plurality (preferably at least three) cylinders are formed, as well as in the cylinders movably guided pistons, wherein the pistons are connected to a swash plate which rotatably bears against a swash plate, and wherein a fluid flow into and out of the cylinders is controlled by means of inlet and outlet valves, according to the invention achieved by varying divisions between the (in particular fixed) connections of the piston to the swash plate and / or varying opening times for the inlet and / or outlet valves
- the varying opening times are adapted such that the inlet and / or the exhaust valves of all cylinders open and / or close at identical piston position of the associated piston.
- the filling of the cylinder and thus the performance and possibly also the efficiency of the axial piston machine can be improved.
- the opening times of the intake valves of all cylinders are matched to the TDCs of the respective pistons by a cylinder-selective adaptation.
- the varying opening times are adapted such that the opening duration of the inlet and / or outlet valves of at least some of the cylinders is different.
- the different opening duration ie the angular ranges of the part rotations of the shaft between the opening and re-closing of the inlet or outlet valves, defined by the sum of the respective angle ⁇ (length of the inlet and outlet openings 28) and the angle ⁇ (length of the inlet opening of the rotary valve 38, see Fig. 8)
- the different opening duration is adapted such that the masses of the in each case a piston cycle in the cylinders enclosed subsets of the fluid are as equal as possible.
- the intake and / or exhaust valves may include intake and / or exhaust ports for the individual cylinders, which are temporarily released and covered by a rotary valve.
- the varying opening times (and thus also varying opening duration of the individual intake and / or exhaust valves) can then be determined by a varying pitch between the inlet and / or outlet openings of individual cylinders and / or by different lengths (relative to the direction of movement relative to the
- Rotary valve of the inlet and / or outlet openings of the cylinder can be achieved.
- phase relationship between inlet and outlet of all cylinders may be constant, only one (combined) inlet and outlet opening per cylinder be provided. If different phase relationships between inlet and outlet are to be provided for the individual cylinders, at least one inlet and at least one outlet opening may be provided at different radii per cylinder, which are temporarily released by corresponding openings of the rotary valve.
- FIG. 1 shows an embodiment of an axial piston motor according to the invention in a perspective view
- Fig. 2 the axial piston motor in a plan view
- FIG. 4 shows the axial piston motor in a section along the plane IV-IV in FIG. 2;
- FIG. 5 shows an enlarged section of the axial piston motor in a section along the plane V-V in FIG. 2;
- Fig. 6 the rotary valve of the axial piston motor in a perspective
- Fig. 7 the rotary valve in a view from above;
- FIG. 9 shows the rotary valve in a section along the plane IX-IX in FIG. 7;
- Fig. 1 1 the rotary valve in a section along the plane XI - XI in Fig. 7;
- Fig. 12 the cylinder head plate of the axial piston motor in a plan view
- 13 shows a swash plate for an axial piston machine according to the invention in a plan view
- Fig. 14 the course of the piston movements in a generic
- Fig. 15 the course of the cylinder fillings in a generic
- Axial piston machine with six cylinders Axial piston machine with six cylinders.
- FIGS. 1 to 12 show an embodiment of a device according to the invention
- Axial piston machine in the form of an axial piston motor.
- the axial piston motor can be used, for example, in a cycle device for utilizing waste heat of an internal combustion engine of a motor vehicle.
- a vaporized and superheated and pressurized working medium expands in the axial piston motor, whereby part of the thermal and potential energy of the working medium is converted into mechanical energy.
- the axial piston motor is designed in swash plate design. This comprises a cylinder body 10 having a plurality (here: six) of parallel to each other
- a piston 14 is movably guided.
- the pistons 14 are connected via a connecting rod 16 with an annular swash plate 18.
- the swash plate 18 is rotatably mounted on a swash plate 20 which is rotatably connected to a (output) shaft 22 of the axial piston motor.
- the swash plate 18 and the swash plate 20 have (coaxial) longitudinal axes which are inclined at a defined angle to the longitudinal axes (and the axis of rotation of the shaft 22) of the cylinder 12. This angle is by means of a
- Adjusting pin 24 adjustable.
- the adjusting screw 24 provided with an external thread is guided in a threaded opening of the shaft 22.
- each of the pistons 14 cyclically moves between a top dead center (TDC) and a bottom dead center (TDC).
- the pistons 14 work with two clocks. The movement between the TDC and the TDC of each piston 14 is influenced by the inflow into the respective cylinders 12
- Inflow and discharge of the working fluid at the designated timing is realized by means of intake and exhaust valves for each of the cylinders 12 formed by a rotary valve device.
- the rotary valve device comprises a cylinder head plate 26 which abuts the cylinder body 10 on the front side on the side remote from the swash plate 18.
- the cylinder head plate 26 has a combined intake and exhaust port 28 for each of the cylinders 12 (see Fig. 12). Further openings 30 serve to receive screws 32, through which a housing head 34, the cylinder head plate 26, the
- Cylinder body 10 and a swash plate 18 and the swash plate 20 surrounding housing 36 are interconnected.
- a rotary valve 38 which is rotatably connected to the shaft 22 and thus rotates relative to the cylinder head plate 26 during operation of the axial piston motor.
- the inlet and outlet openings 28 of the cylinder head plate 26 are alternately and once per revolution of the shaft 22 in registration with an inlet port 40 and with an outlet opening 42 of the rotary valve 38 is brought.
- the inlet opening 40 and the outlet opening 42 are for this purpose on the same circular path around the center (the
- Rotary axis of the rotary valve 38 is arranged. At a coverage with the
- Inlet opening 40 is supplied to the respective cylinder 12 via a central inlet 44 and an integrated into the rotary valve 38, radially extending inlet channel 46, the vaporous working medium.
- the working fluid is expelled from the respective cylinder 12 and discharged through outlets 48 from the axial piston motor.
- Inlet opening 40 of the rotary valve 38 (with respect to the direction of rotation relative to the cylinder head plate 26) selected such that an overlap (and thus Inlet valve opening) with the inlet and outlet opening 28 is always given only a cylinder 12, while the much longer (only interrupted by reinforcing struts 60) outlet opening 42 of the rotary valve 38, a simultaneous opening of several outlet valves (by covering with the corresponding inlet and outlet openings 28th the cylinder head plate 26) provides.
- the inlet channel 46 of the rotary valve 38 is formed for manufacturing reasons open to the outside. During assembly of the axial piston motor, this opening is closed by means of a spherical closure body 50 (see FIG. 5).
- Taumelinfußes 20 is taken, is provided to connect these rotationally fixed (with respect to the axis of rotation of the shaft 22) with the cylinder body 10.
- a securing sleeve 52 is provided which is non-rotatably connected via securing pins 54 (with respect to the axis of rotation of the shaft 22) to the cylinder body 10.
- Locking sleeve 52 is also a cardan-like joint arrangement with the
- the hinge assembly 18 rotatably binds the swash plate 18 (with respect to the axis of rotation of the shaft 22) to the locking sleeve 52 and thus to the cylinder body 10, but at the same time allows the wobble of the swash plate.
- the joint arrangement comprises a joint ring 56 which is rotatable about a first axis about the two bearing pins 58 with the securing sleeve 52 (see Fig. 3) and about a second axis perpendicular to the first axis rotatable with the swash plate 18 (see FIG 4).
- Substantially functionally identical axial piston machines are provided to arrange the cylinders 12 in a uniform pitch in the cylinder body 10 and to provide a corresponding arrangement of the connection of the connecting rods 16 to the swash plate 18.
- identical inlet and outlet openings 28 are provided in the cylinder head plate 26 for the individual cylinders 12. This leads due to the rotationally fixed connection of the swash plate 18 with the cylinder body 10 to non-uniform piston movements and - resulting - to an uneven phase offset between
- Fig. 14 visualizes this effect. There is shown over a revolution of the shaft 22, the movement of the six pistons 14 (solid lines). In addition, a sinusoidal comparison movement is entered with dashed line for each piston 14.
- FIG. 14 shows that all real piston movements deviate from the respective sinusoidal comparison movement, the deviations of the individual ones
- Cylinder body 10 opposite, i. Displaced by 180 ° arranged piston 14 have identical (only 180 ° out of phase) piston movement curves. Further, FIG. 14 illustrates the different phase offsets in the movements of adjacent pistons 14, different from the pitch of 60 °.
- Cylinder body 10 respectively opposing piston 14 is the phase offset, however, corresponding to the pitch 180 °.
- the non-uniformity and the phase offset in or between the piston movements tends to increase with increasing inclination angle of the swash plate 18.
- Cylinder head plate 26 of conventional axial piston engines results in the intake and exhaust valves not always opening exactly to the intended position of the respective piston 14 (e.g., in TDC). This as well as the different courses of the
- FIG. 15 visualizes the differences in the filling of the individual cylinders 12 in a generic axial piston machine. There, over one revolution of the shaft 22, the course of the filling of the cylinders 12, i. the change in the mass of the
- Outlet openings 28 of the cylinder head plate 26 are individually adapted such that a substantially identical filling results for all cylinders 12 (see Fig. 12). On the one hand it is provided that the division between the individual
- adjacent inlet and outlet openings 28 may be different, so that, for example, ßi + ß 2 .
- the arrangement of the inlet and outlet openings 28 and thus the pitch is selected such that all inlet valves substantially always open in the TDC of the respective piston 14 (by an incipient overlap of the inlet and outlet openings 28 of
- FIG. 16 shows that, according to the invention, essentially identical filling progressions can be realized for all cylinders 12.
- Fig. 13 shows a correspondingly formed swash plate 18, which in a
- Axial piston engine according to FIGS. 1 to 1 1 can be used. It may be useful not only to adapt the pitches between the connections of the piston 14 to the swash plate 18, but also according to the pitches between adjacent cylinders 12 in the cylinder body 10, which may then be identical to that of the swash plate 18.
- An axial piston machine according to the invention with an adapted connection of the pistons 14 to the swash plate 18 can be used.
- valves preferably with an adjusted opening duration of the individual valves, i.
- an adjusted opening duration of the individual valves i.
- Cylinder head plate 26 are combined, so that in addition a compensation of the different courses of the piston movements can be done. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
An axial piston machine having a cylinder body (10) in which at least three cylinders (12) are formed, and having pistons (14) movably guided in said cylinders (12), said pistons (14) being connected to a swash plate (18) that rotatably abuts a swash plate foot (20), and a flow of fluid into and out of the cylinders (12) being controlled by means of inlet and outlet valves, is characterized by varying distributions between the connections of the pistons (14) to the swash plate (18) and/or varying opening times for the inlet and/or outlet valves.
Description
Beschreibung description
Axialkolbenmaschine axial piston
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine und insbesondere einen The invention relates to an axial piston machine and in particular a
Axialkolbenmotor für eine Kreisprozessvorrichtung zur Nutzung von Abwärme einer Brennkraftmaschine. Axial piston engine for a cycle device for the use of waste heat of an internal combustion engine.
Kraftfahrzeuge werden derzeit zumeist mittels Brennkraftmaschinen angetrieben, in denen Kraftstoffe verbrannt und die dabei freigesetzte Wärmeenergie teilweise in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Der Wirkungsgrad von Hubkolben- Brennkraftmaschinen, die für den Antrieb von Kraftfahrzeugen nahezu ausschließlich eingesetzt werden, liegt bei ca. einem Drittel der eingesetzten Primärenergie. Demnach stellt zwei Drittel der bei der Verbrennung freigesetzten Wärmeenergie Abwärme dar, die entweder über die Motorkühlung oder den Abgasstrang als Verlustwärme an die Motor vehicles are currently mostly driven by internal combustion engines in which fuels are burned and the heat energy released thereby is partially converted into mechanical work. The efficiency of reciprocating internal combustion engines, which are used almost exclusively for the drive of motor vehicles, is about one third of the primary energy used. Thus, two-thirds of the heat energy released during combustion is waste heat, either through the engine cooling system or the exhaust system as heat loss to the
Umgebung abgegeben wird. Environment is delivered.
Eine Nutzung dieser Abwärme stellt eine Möglichkeit dar, den Gesamtwirkungsgrad einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs zu steigern und damit den Kraftstoffverbrauch zu senken. Utilization of this waste heat represents a possibility to increase the overall efficiency of a drive unit of the motor vehicle and thus to reduce fuel consumption.
Die DE 10 2008 028 467 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Nutzung von Abwärme einer Verbrennungskraftmaschine. Dazu ist in den Abgasstrang der DE 10 2008 028 467 A1 describes a device for utilizing waste heat of an internal combustion engine. This is in the exhaust system of the
Verbrennungskraftmaschine ein erster Wärmetauscher, der Verdampfer, einer Internal combustion engine, a first heat exchanger, the evaporator, a
Dampfkreisprozessvorrichtung integriert. Die in dem Wärmetauscher von dem Abgas auf ein Arbeitsmedium der Dampfkreisprozessvorrichtung übertragene Wärmeenergie wird in einer Expansionsvorrichtung teilweise in mechanische Energie umgewandelt, die beispielsweise zur Unterstützung des Antriebs eines Kraftfahrzeugs oder zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden kann. Stromab der Expansionsvorrichtung wird das Arbeitsmedium in einem zweiten Wärmetauscher, dem Kondensator, abgekühlt, wobei es kondensiert. Über eine Speisepumpe erfolgt eine Druckerhöhung des Integrated steam cycle process device. The heat energy transferred in the heat exchanger from the exhaust gas to a working medium of the steam cycle device is partially converted into mechanical energy in an expansion device which can be used, for example, to assist the propulsion of a motor vehicle or to generate electrical energy. Downstream of the expansion device, the working medium is cooled in a second heat exchanger, the condenser, where it condenses. About a feed pump is a pressure increase of the
Arbeitsmediums und dessen Zufuhr zu dem Verdampfer.
Als Expansionsvorrichtung in einem solchen System zur Abwärmenutzung kann ein Axialkolbenmotor eingesetzt werden, wie dies aus der DE 10 2010 052 508 A1 bekannt ist. Working medium and its supply to the evaporator. As an expansion device in such a system for waste heat utilization, an axial piston motor can be used, as is known from DE 10 2010 052 508 A1.
Axialkolbenmotoren weisen einen Zylinderkörper auf, in dem mehrere Zylinder in gleichmäßiger Teilung ausgebildet sind. In jedem der Zylinder ist ein Kolben beweglich geführt, wobei ein Phasenversatz in den Kolbenpositionen vorgesehen ist, der bezogen auf einen Bewegungszyklus der Kolben („Kolbenzyklus": OT->UT->OT bzw. Axial piston engines have a cylinder body in which a plurality of cylinders are formed in a uniform pitch. In each of the cylinders, a piston is movably guided, wherein a phase offset is provided in the piston positions, based on a movement cycle of the piston ("piston cycle": OT-> UT-> OT or
UT->OT->UT) der Teilung zwischen den Zylindern entspricht. Über Einlass- und UT-> OT-> UT) corresponds to the division between the cylinders. About inlet and
Auslassventile wird zur Ausübung eines Arbeitstakts (OT->UT) jedes Kolbens ein unter Druck stehendes Fluid nacheinander in den entsprechenden Zylinder eingebracht, das dort gegebenenfalls (bei einem pneumatischen Axialkolbenmotor) expandiert und eine Bewegung des jeweiligen Kolbens bewirkt. In einem sich an den Arbeitstakt Exhaust valves are used to perform a power stroke (OT-> UT) of each piston, a pressurized fluid sequentially introduced into the corresponding cylinder, where appropriate, (in a pneumatic axial piston engine) expands and causes movement of the respective piston. In one to the work cycle
anschließenden Auslasstakt (UT->OT) jedes Kolbens wird das Fluid wieder subsequent exhaust stroke (UT-> OT) of each piston will return the fluid
ausgestoßen. Die Bewegungen der Kolben werden über eine schräg zu den pushed out. The movements of the pistons are inclined at an angle to the
Längsachsen der Zylinder angeordneten Platte, an die die Kolben direkt oder über Pleuel angebunden sind, auf eine Abtriebswelle übertragen. Longitudinal axes of the cylinder arranged plate to which the pistons are connected directly or via connecting rods, transmitted to an output shaft.
Axialkolbenverdichter bzw. -pumpen weisen einen zu Axialkolbenmotoren im Axial piston compressors or pumps have one to Axialkolbenmotoren in
Wesentlichen identischen Aufbau auf, wobei mechanische Antriebsleistung von der Welle über die schräg angeordnete Platte auf die Kolben übertragen und dabei eine Drehbewegung der Welle bzw. eines damit verbundenen Antriebsmotors in die zyklische Bewegung der Kolben übersetzt wird. In dem Arbeitstakt (UT->OT) der einzelnen Kolben wird ein zuvor während eines Ansaugtakts (OT->UT) in die Zylinder eingebrachtes Fluid verdrängt und/oder verdichtet und ausgestoßen. Essentially identical structure, with mechanical drive power transmitted from the shaft via the obliquely arranged plate on the piston, while a rotational movement of the shaft or an associated drive motor is translated into the cyclic movement of the piston. In the working stroke (UT-> OT) of the individual pistons, a fluid previously introduced into the cylinders during an intake stroke (OT-> UT) is displaced and / or compressed and expelled.
Axialkolbenmaschinen (Axialkolbenmotoren und Axialkolbenverdichter bzw. -pumpen) werden regelmäßig in einer von drei Bauweisen ausgeführt. Axial piston machines (axial piston motors and axial piston compressors or pumps) are regularly executed in one of three designs.
Bei der Schrägscheiben- sowie der Schrägachsenbauart rotiert der Zylinderkörper mitsamt den Kolben. Bei der Schrägscheibenbauart ist die Welle dabei parallel zum Zylinderkörper angeordnet und drehfest mit diesem verbunden. Die die Bewegung der Kolben steuernde schräge Platte ist feststehend ausgebildet. Bei der In the swash plate and the bent axis design of the cylinder body rotates together with the piston. In the swashplate design, the shaft is arranged parallel to the cylinder body and rotatably connected thereto. The movement of the piston controlling oblique plate is fixed. In the
Schrägachsenbauart verlaufen die Längsachsen der Welle, einschließlich des Flansches („schräge Platte"), an dem die Kolben angreifen, und der Zylinder schräg zueinander.
Bei der Taumelscheibenbauart rotiert der Zylinderkörper mit den darin geführten Kolben nicht. Gleiches gilt für eine Taumelscheibe, an der die Kolben über Pleuel angebunden sind. Die Taumelscheibe liegt drehbar auf einem Taumelscheibenfuß auf, wobei die Auflagefläche des Taumelscheibenfußes und damit die Ausrichtung der Taumelscheibe schräg bezüglich der Längsachsen der Zylinder ausgerichtet ist. Der Taumelscheibenfuß ist drehfest mit der Welle verbunden. Oblique-axis design, the longitudinal axes of the shaft, including the flange ("oblique plate") on which attack the piston, and the cylinder obliquely to each other. In the swash plate type, the cylinder body does not rotate with the pistons guided therein. The same applies to a swash plate to which the pistons are connected via connecting rods. The swash plate is rotatably mounted on a swash plate, wherein the support surface of the swash plate and thus the orientation of the swash plate is aligned obliquely with respect to the longitudinal axes of the cylinder. The swash plate is rotatably connected to the shaft.
Bei Axialkolbenmaschinen der Taumelscheibenbauart ist regelmäßig vorgesehen, ein ungewolltes Mitdrehen der Taumelscheibe mit dem Taumelscheibenfuß durch eine drehfeste Fixierung der Taumelscheibe in oder an dem Gehäuse der In axial piston machines of the swash plate type is regularly provided, an unintentional co-rotation of the swash plate with the swash plate by a rotationally fixed fixation of the swash plate in or on the housing
Axialkolbenmaschine sicherzustellen. Hierzu wird regelmäßig an einer oder mehreren Stellen auf dem Außen- oder Innenumfang der ringförmigen Taumelscheibe eine Nut vorgesehen, in die ein länglicher, gekrümmt verlaufender Vorsprung des Gehäuses oder eines mit dem Gehäuse verbundenen Bauteils eingreift. Diese Nut-Vorsprung- Verbindungen verhindern ein Verdrehen der Taumelscheibe, erlauben gleichzeitig aber eine Bewegung entlang des Verlaufs des Vorsprungs, wodurch die Taumelbewegung der Taumelscheibe ermöglicht wird. Ensure axial piston machine. For this purpose, a groove is regularly provided at one or more points on the outer or inner circumference of the annular swash plate, which engages in an elongated, curved extending projection of the housing or a component connected to the housing. These groove-protrusion connections prevent the swash plate from rotating, but at the same time permit movement along the course of the protrusion, thereby enabling the tumbling motion of the swash plate.
Die Einlass- und Auslassventile von Axialkolbenmaschinen werden regelmäßig in Form eines Drehschiebers ausgebildet, der drehfest mit der Welle verbunden ist und in Abhängigkeit von den jeweiligen Kolbenpositionen Einlass- und Auslassöffnungen der einzelnen Zylinder temporär mit einem Einlass- bzw. Auslasskanal verbindet. The intake and exhaust valves of axial piston engines are regularly formed in the form of a rotary valve which is non-rotatably connected to the shaft and temporarily connects intake and exhaust ports of the individual cylinders to an intake and exhaust passage depending on the respective piston positions.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine der Taumelscheibenbauart anzugeben, die sich durch einen möglichst hohen Wirkungsgrad und/oder einen gleichförmigen Verlauf auszeichnet. Based on this prior art, the present invention seeks to provide a Taumelscheibenbauart axial piston machine, which is characterized by the highest possible efficiency and / or a uniform course.
Diese Aufgabe wird durch eine Axialkolbenmaschine gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen davon sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung. This object is achieved by an axial piston machine according to independent claim 1. Advantageous embodiments thereof are the subject of the dependent claims and will become apparent from the following description of the invention.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Axialkolbenmaschine der Taumelscheibenbauart infolge der Fixierung der Taumelscheibe zur Verdrehsicherung eine Ungleichförmigkeit in der Taumelbewegung erzeugt wird, die zu einem The invention is based on the finding that in an axial piston machine of the swash plate design as a result of the fixation of the swash plate to prevent rotation, a nonuniformity in the tumbling motion is generated, which leads to a
ungleichförmigen Phasenversatz in den Kolbenpositionen benachbarter Kolben sowie in einem ungleichförmigen Geschwindigkeitsverlauf benachbarter Kolben führt. Dadurch
entstehen zum einen Drehungleichformigkeiten. Zum anderen wird dadurch die Leistung und der Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine negativ beeinflusst, da die Bewegung einzelner Kolben nicht mehr exakt zu den vorgesehenen und durch die Drehbewegung der Welle vorgegebenen Ventilsteuerzeiten passt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Einlassventile für alle Zylinder möglichst exakt zum oberen Totpunkt (OT) des jeweiligen Kolbens geöffnet werden sollen. Die Einlassöffnungen aller Zylinder sind bei konventionellen Axialkolbenmaschinen identisch bezüglich der jeweiligen Zylinder angeordnet und ausgebildet. Demnach erfolgt das nacheinander folgende Öffnen der Einlassöffnungen durch den mit der Welle mitrotierenden Drehschieber nach immer der gleichen, der Teilung zwischen den Zylindern entsprechenden Teildrehung der Welle. Die Ungleichförmigkeit, die durch die Übersetzung der Drehbewegung der Welle in die zyklische Linearbewegung des Kolben eingebracht wird, wird dabei nicht berücksichtigt. Dies kann somit dazu führen, dass bei einzelnen Zylindern die Einlassöffnungen von dem Drehschieber geöffnet werden, bevor der dazugehörige Kolben den OT erreicht bzw. nachdem dieser den OT bereits passiert hat. Dies führt zu einer verschlechterten Füllung dieser Zylinder. results in non-uniform phase offset in the piston positions of adjacent pistons and in a non-uniform velocity profile of adjacent pistons. Thereby arise on the one hand rotational irregularities. On the other hand, the performance and efficiency of the axial piston machine is adversely affected, since the movement of individual pistons no longer fits exactly to the provided and provided by the rotational movement of the shaft valve timing. For example, it can be provided that the intake valves for all cylinders should be opened as exactly as possible at top dead center (TDC) of the respective piston. The inlet openings of all cylinders are arranged and formed identical with respect to the respective cylinders in conventional axial piston machines. Accordingly, the successive opening of the inlet openings takes place by the rotating with the shaft rotary valve after always the same, the division between the cylinders corresponding partial rotation of the shaft. The non-uniformity, which is introduced by the translation of the rotational movement of the shaft in the cyclic linear movement of the piston is not taken into account. This can thus lead to the inlet openings being opened by the rotary valve in individual cylinders before the associated piston reaches the TDC or after it has already passed the TDC. This leads to a deteriorated filling of these cylinders.
Grundgedanke der Erfindung ist, die Ungleichförmigkeit in den Kolbenbewegungen, die in der Übersetzung der Drehbewegung der Welle in die zyklische Linearbewegung des Kolbens begründet ist, zu kompensieren. The basic idea of the invention is to compensate for the non-uniformity in the piston movements, which is due to the translation of the rotational movement of the shaft into the cyclical linear movement of the piston.
Dies wird bei einer gattungsgemäßen Axialkolbenmaschine, die einen Zylinderkörper, in dem mehrere (vorzugsweise mindestens drei) Zylinder ausgebildet sind, sowie in den Zylindern beweglich geführte Kolben aufweist, wobei die Kolben an einer Taumelscheibe angebunden sind, der drehbar an einem Taumelscheibenfuß anliegt, und wobei eine Fluidströmung in die und aus den Zylindern mittels Einlass- und Auslassventilen gesteuert wird, erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass variierende Teilungen zwischen den (insbesondere feststehenden) Anbindungen der Kolben an der Taumelscheibe und/oder variierende Öffnungszeiten für die Einlass- und/oder Auslassventile This is in a generic axial piston machine having a cylinder body in which a plurality (preferably at least three) cylinders are formed, as well as in the cylinders movably guided pistons, wherein the pistons are connected to a swash plate which rotatably bears against a swash plate, and wherein a fluid flow into and out of the cylinders is controlled by means of inlet and outlet valves, according to the invention achieved by varying divisions between the (in particular fixed) connections of the piston to the swash plate and / or varying opening times for the inlet and / or outlet valves
vorgesehen sind. are provided.
Durch eine Variation der Teilungen der Anbindungen der Kolben an die Taumelscheibe kann eine in der Übersetzung begründete Verschiebung der Gesamtbewegung der Kolben ausgeglichen werden, so dass im Ergebnis die Kolben immer nach einer gleichbleibenden Teildrehung der Welle ihren OT und/oder UT erreichen.
Durch eine Variation der Öffnungszeiten für die Einlass- und/oder Auslassventile kann erreicht werden, dass trotz der durch die Übersetzung bedingten Ungleichförmigkeiten in den Kolbenbewegungen die Öffnungszeiten möglichst exakt zu den jeweiligen By varying the pitches of the connections of the piston to the swash plate, a translation of the total movement of the pistons, which is justified in the translation, can be compensated, so that, as a result, the pistons always reach their TDC and / or BDC after a constant partial rotation of the shaft. By varying the opening times for the intake and / or exhaust valves can be achieved that, despite the non-uniformity caused by the translation in the piston movements, the opening times as closely as possible to the respective
Kolbenstellungen passen. Adjust piston positions.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die variierenden Öffnungszeiten derart angepasst sind, dass die Einlass- und/oder die Auslassventile aller Zylinder bei identischer Kolbenposition der zugehörigen Kolben öffnen und/oder schließen. Dadurch kann die Füllung der Zylinder und damit die Leistung und gegebenenfalls auch der Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine verbessert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass durch eine zylinderselektive Anpassung die Öffnungszeitpunkte der Einlassventile aller Zylinder auf die OTs der jeweiligen Kolben abgestimmt werden. In particular, it may be provided that the varying opening times are adapted such that the inlet and / or the exhaust valves of all cylinders open and / or close at identical piston position of the associated piston. Thereby, the filling of the cylinder and thus the performance and possibly also the efficiency of the axial piston machine can be improved. For example, it can be provided that the opening times of the intake valves of all cylinders are matched to the TDCs of the respective pistons by a cylinder-selective adaptation.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die variierenden Öffnungszeiten derart angepasst sind, dass die Öffnungsdauer der Einlass- und/oder der Auslassventile zumindest einiger der Zylinder unterschiedlich ist. Dadurch kann insbesondere der Einfluss, den die unterschiedlichen Geschwindigkeitsverläufe der Kolbenbewegungen auf die Füllung der Zylinder mit dem Fluid haben kann, kompensiert werden. Vorzugsweise ist daher vorgesehen, dass die unterschiedliche Öffnungsdauer (d.h. die Winkelbereiche der Teildrehungen der Welle zwischen dem Öffnen und dem erneuten Schließen der Einlass- oder Auslassventile, definiert durch die Summe der jeweiligen Winkel α (Länge der Ein- und Auslassöffnungen 28) und des Winkels γ (Länge der Einlassöffnung des Drehschiebers 38, vgl. Fig. 8)) derart angepasst ist, dass die Massen der in jeweils einem Kolbenzyklus in den Zylindern eingeschlossenen Teilmengen des Fluids möglichst gleich sind. Furthermore, it can be provided that the varying opening times are adapted such that the opening duration of the inlet and / or outlet valves of at least some of the cylinders is different. As a result, in particular the influence which the different speed profiles of the piston movements can have on the filling of the cylinders with the fluid can be compensated. Preferably, it is therefore provided that the different opening duration (ie the angular ranges of the part rotations of the shaft between the opening and re-closing of the inlet or outlet valves, defined by the sum of the respective angle α (length of the inlet and outlet openings 28) and the angle γ (length of the inlet opening of the rotary valve 38, see Fig. 8)) is adapted such that the masses of the in each case a piston cycle in the cylinders enclosed subsets of the fluid are as equal as possible.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine kann vorgesehen sein, dass die Einlass- und/oder die Auslassventile in Form eines In a preferred embodiment of the axial piston machine according to the invention can be provided that the inlet and / or the exhaust valves in the form of a
(Mehrfach-)Drehschieberventils ausgebildet sind. Demnach können die Einlassund/oder Auslassventile Einlass- und/oder Auslassöffnungen für die einzelnen Zylinder umfassen, die temporär mittels eines Drehschiebers freigegeben und abgedeckt werden. Die variierenden Öffnungszeiten (und damit auch variierende Öffnungsdauer der einzelnen Einlass- und/oder Auslassventile) können dann durch eine variierende Teilung zwischen den Einlass- und/oder Auslassöffnungen einzelner Zylinder und/oder durch unterschiedliche Längen (bezogen auf die Bewegungsrichtung relativ zu dem (Multiple) rotary valve are formed. Thus, the intake and / or exhaust valves may include intake and / or exhaust ports for the individual cylinders, which are temporarily released and covered by a rotary valve. The varying opening times (and thus also varying opening duration of the individual intake and / or exhaust valves) can then be determined by a varying pitch between the inlet and / or outlet openings of individual cylinders and / or by different lengths (relative to the direction of movement relative to the
Drehschieber) der Einlass- und/oder Auslassöffnungen der Zylinder erzielt werden. Rotary valve) of the inlet and / or outlet openings of the cylinder can be achieved.
Dabei kann, sofern die Phasenbeziehung zwischen Ein- und Auslass aller Zylinder
konstant sein kann, nur eine (kombinierte) Ein- und Auslassöffnung je Zylinder vorgesehen sein. Sofern für die einzelnen Zylinder unterschiedliche Phasenbeziehungen zwischen Ein- und Auslass vorgesehen sein sollen, können je Zylinder mindestens eine Einlass- und mindestens eine Auslassöffnung auf unterschiedlichen Radien vorgesehen sein, die von entsprechenden Öffnungen des Drehschiebers temporär freigegebenen werden. It can, if the phase relationship between inlet and outlet of all cylinders may be constant, only one (combined) inlet and outlet opening per cylinder be provided. If different phase relationships between inlet and outlet are to be provided for the individual cylinders, at least one inlet and at least one outlet opening may be provided at different radii per cylinder, which are temporarily released by corresponding openings of the rotary valve.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten The invention will be described below with reference to the drawings
Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Embodiments explained in more detail. In the drawings shows:
Fig. 1 : eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialkolbenmotors in einer perspektivischen Darstellung; 1 shows an embodiment of an axial piston motor according to the invention in a perspective view;
Fig. 2: den Axialkolbenmotor in einer Draufsicht; Fig. 2: the axial piston motor in a plan view;
Fig. 3: den Axialkolbenmotor in einem Schnitt entlang der Ebene III - III in Fig. 2; 3: the axial piston motor in a section along the plane III - III in Fig. 2;
Fig. 4: den Axialkolbenmotor in einem Schnitt entlang der Ebene IV - IV in Fig. 2; FIG. 4 shows the axial piston motor in a section along the plane IV-IV in FIG. 2; FIG.
Fig. 5: einen vergrößerten Ausschnitt des Axialkolbenmotors in einem Schnitt entlang der Ebene V - V in Fig. 2; 5 shows an enlarged section of the axial piston motor in a section along the plane V-V in FIG. 2;
Fig. 6: den Drehschieber des Axialkolbenmotors in einer perspektivischen Fig. 6: the rotary valve of the axial piston motor in a perspective
Darstellung; Presentation;
Fig. 7: den Drehschieber in einer Ansicht von oben; Fig. 7: the rotary valve in a view from above;
Fig. 8: den Drehschieber in einer Ansicht von unten; 8 shows the rotary valve in a view from below;
Fig. 9: den Drehschieber in einem Schnitt entlang der Ebene IX - IX in Fig. 7; FIG. 9 shows the rotary valve in a section along the plane IX-IX in FIG. 7; FIG.
Fig. 10: den Drehschieber in einem Schnitt entlang der Ebene X - X in Fig. 7; 10: the rotary valve in a section along the plane X - X in Fig. 7;
Fig. 1 1 : den Drehschieber in einem Schnitt entlang der Ebene XI - XI in Fig. 7; Fig. 1 1: the rotary valve in a section along the plane XI - XI in Fig. 7;
Fig. 12: die Zylinderkopfplatte des Axialkolbenmotors in einer Draufsicht;
Fig. 13: eine Taumelscheibe für eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine in einer Draufsicht; Fig. 12: the cylinder head plate of the axial piston motor in a plan view; 13 shows a swash plate for an axial piston machine according to the invention in a plan view;
Fig. 14: den Verlauf der Kolbenbewegungen bei einer gattungsgemäßen Fig. 14: the course of the piston movements in a generic
Axialkolbenmaschine mit sechs Zylindern; Axial piston machine with six cylinders;
Fig. 15: den Verlauf der Zylinderfüllungen bei einer gattungsgemäßen Fig. 15: the course of the cylinder fillings in a generic
Axialkolbenmaschine mit sechs Zylindern; und Axial piston machine with six cylinders; and
Fig. 16: den Verlauf der Zylinderfüllungen bei einer erfindungsgemäßen 16: the course of the cylinder fillings in an inventive
Axialkolbenmaschine mit sechs Zylindern. Axial piston machine with six cylinders.
Die Fig. 1 bis 12 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen FIGS. 1 to 12 show an embodiment of a device according to the invention
Axialkolbenmaschine in Form eines Axialkolbenmotors. Der Axialkolbenmotor kann beispielsweise in einer Kreisprozessvorrichtung zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors eine Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Dabei expandiert ein verdampftes und überhitztes sowie unter Druck stehendes Arbeitsmedium in dem Axialkolbenmotor, wodurch ein Teil der thermischen und potentiellen Energie des Arbeitsmediums in mechanische Energie gewandelt wird. Axial piston machine in the form of an axial piston motor. The axial piston motor can be used, for example, in a cycle device for utilizing waste heat of an internal combustion engine of a motor vehicle. In this case, a vaporized and superheated and pressurized working medium expands in the axial piston motor, whereby part of the thermal and potential energy of the working medium is converted into mechanical energy.
Der Axialkolbenmotor ist in Taumelscheibenbauart ausgeführt. Dieser umfasst einen Zylinderkörper 10, der eine Mehrzahl (hier: sechs) von parallel zueinander The axial piston motor is designed in swash plate design. This comprises a cylinder body 10 having a plurality (here: six) of parallel to each other
ausgerichteten, sich durch den gesamten Zylinderkörper 10 erstreckenden Zylindern 12 ausbildet. In jedem der Zylinder 12 ist ein Kolben 14 beweglich geführt. Die Kolben 14 sind über jeweils ein Pleuel 16 mit einer ringförmigen Taumelscheibe 18 verbunden. Die Taumelscheibe 18 ist drehbar auf einem Taumelscheibenfuß 20 gelagert, der drehfest mit einer (Abtriebs-)Welle 22 des Axialkolbenmotors verbunden ist. aligned, extending through the entire cylinder body 10 cylinders 12 is formed. In each of the cylinders 12, a piston 14 is movably guided. The pistons 14 are connected via a connecting rod 16 with an annular swash plate 18. The swash plate 18 is rotatably mounted on a swash plate 20 which is rotatably connected to a (output) shaft 22 of the axial piston motor.
Die Taumelscheibe 18 sowie der Taumelscheibenfuß 20 weisen (koaxiale) Längsachsen auf, die in einem definierten Winkel zu den Längsachsen (und der Rotationsachse der Welle 22) der Zylinder 12 geneigt verlaufen. Dieser Winkel ist mittels eines The swash plate 18 and the swash plate 20 have (coaxial) longitudinal axes which are inclined at a defined angle to the longitudinal axes (and the axis of rotation of the shaft 22) of the cylinder 12. This angle is by means of a
Einstellbolzens 24 einstellbar. Dazu ist der mit einem Außengewinde versehene Einstellbolzen 24 in einer Gewindeöffnung der Welle 22 geführt. Adjusting pin 24 adjustable. For this purpose, the adjusting screw 24 provided with an external thread is guided in a threaded opening of the shaft 22.
Der Druck des nacheinander in die einzelnen Zylinder 12 eintretenden Arbeitsmediums führt aufgrund der Schrägstellung der Taumelscheibe 18 zu einer in Umfangsrichtung gerichteten Kraftkomponente in den Anbindungsstellen der Pleuel 16 an der
Taumelscheibe 18. Diese Kraftkomponente bewirkt die gewünschte Drehung der Welle 22. Infolge der Drehung der Welle 22 sowie des damit drehfest verbundenen The pressure of the successively entering into the individual cylinder 12 working medium leads due to the inclination of the swash plate 18 to a directed in the circumferential direction force component in the connection points of the connecting rod 16 at the Swash plate 18. This force component causes the desired rotation of the shaft 22. As a result of the rotation of the shaft 22 and the thus rotatably connected
Taumelscheibenfußes 20 wird die Taumelscheibe 18 in eine taumelnde Bewegung versetzt, die zu einer Auf- und Ab-Bewegung der mit der Taumelscheibe 18 über die Pleuel 16 verbundenen Kolben 14 führt. Dabei bewegt sich jeder der Kolben 14 zyklisch zwischen einem oberen Totpunkt (OT) und einem unteren Totpunkt (UT). Swashplate leg 20, the swash plate 18 is set in a tumbling motion, which leads to an up and down movement of the connected to the swash plate 18 via the connecting rod 16 piston 14. In this case, each of the pistons 14 cyclically moves between a top dead center (TDC) and a bottom dead center (TDC).
Die Kolben 14 arbeiten mit zwei Takten. Die Bewegung zwischen dem OT und dem UT jedes Kolbens 14 wird durch das in die jeweiligen Zylinder 12 einströmende The pistons 14 work with two clocks. The movement between the TDC and the TDC of each piston 14 is influenced by the inflow into the respective cylinders 12
Arbeitsmedium bewirkt (Arbeitstakt). Bei der von der Taumelscheibe 18 geführten Bewegung der Kolben 14 zwischen dem UT und dem OT wird das entspannte Working medium causes (working cycle). When guided by the swash plate 18 movement of the piston 14 between the UT and the TDC is the relaxed
Arbeitsmedium aus den jeweiligen Zylindern 12 ausgestoßen (Ausstoßtakt). Das Working medium from the respective cylinders 12 ejected (exhaust stroke). The
Einströmen und Ausstoßen des Arbeitsmediums zu den vorgesehenen Steuerzeiten wird mittels Einlass- und Auslassventilen für jeden der Zylinder 12 realisiert, die von einer Drehschieberventilvorrichtung ausgebildet werden. Inflow and discharge of the working fluid at the designated timing is realized by means of intake and exhaust valves for each of the cylinders 12 formed by a rotary valve device.
Die Drehschieberventilvorrichtung umfasst eine Zylinderkopfplatte 26, die stirnseitig auf der von der Taumelscheibe 18 beabstandeten Seite an dem Zylinderkörper 10 anliegt. Die Zylinderkopfplatte 26 weist eine kombinierte Ein- und Auslassöffnung 28 für jeden der Zylinder 12 auf (vgl. Fig. 12). Weitere Öffnungen 30 dienen der Aufnahme von Schrauben 32, durch die ein Gehäusekopf 34, die Zylinderkopfplatte 26, der The rotary valve device comprises a cylinder head plate 26 which abuts the cylinder body 10 on the front side on the side remote from the swash plate 18. The cylinder head plate 26 has a combined intake and exhaust port 28 for each of the cylinders 12 (see Fig. 12). Further openings 30 serve to receive screws 32, through which a housing head 34, the cylinder head plate 26, the
Zylinderkörper 10 sowie ein die Taumelscheibe 18 und den Taumelscheibenfuß 20 umgebendes Gehäuse 36 miteinander verbunden sind. An der Zylinderkopfplatte 26 liegt ein Drehschieber 38 an, der drehfest mit der Welle 22 verbunden ist und sich somit im Betrieb des Axialkolbenmotors relativ zu der Zylinderkopfplatte 26 dreht. Dadurch werden die Ein- und Auslassöffnungen 28 der Zylinderkopfplatte 26 abwechselnd und einmal je Umdrehung der Welle 22 in Überdeckung mit einer Einlassöffnung 40 sowie mit einer Auslassöffnung 42 des Drehschiebers 38 gebracht. Die Einlassöffnung 40 und die Auslassöffnung 42 sind dazu auf derselben Kreisbahn um das Zentrum (die Cylinder body 10 and a swash plate 18 and the swash plate 20 surrounding housing 36 are interconnected. On the cylinder head plate 26 is a rotary valve 38, which is rotatably connected to the shaft 22 and thus rotates relative to the cylinder head plate 26 during operation of the axial piston motor. Characterized the inlet and outlet openings 28 of the cylinder head plate 26 are alternately and once per revolution of the shaft 22 in registration with an inlet port 40 and with an outlet opening 42 of the rotary valve 38 is brought. The inlet opening 40 and the outlet opening 42 are for this purpose on the same circular path around the center (the
Drehachse) des Drehschiebers 38 angeordnet. Bei einer Überdeckung mit der Rotary axis) of the rotary valve 38 is arranged. At a coverage with the
Einlassöffnung 40 wird dem jeweiligen Zylinder 12 über einen zentralen Einlass 44 und einen in den Drehschieber 38 integrierten, radial verlaufenden Einlasskanal 46 das dampfförmige Arbeitsmedium zugeführt. Bei einer Überdeckung mit der Auslassöffnung 42 wird das Arbeitsmedium aus dem jeweiligen Zylinder 12 ausgestoßen und über Auslässe 48 aus dem Axialkolbenmotor abgeführt. Dabei ist die Länge der Inlet opening 40 is supplied to the respective cylinder 12 via a central inlet 44 and an integrated into the rotary valve 38, radially extending inlet channel 46, the vaporous working medium. When overlapping with the outlet opening 42, the working fluid is expelled from the respective cylinder 12 and discharged through outlets 48 from the axial piston motor. Here is the length of
Einlassöffnung 40 des Drehschiebers 38 (hinsichtlich der Richtung der Drehung relativ zu der Zylinderkopfplatte 26) derart gewählt, dass eine Überdeckung (und damit
Einlassventilöffnung) mit der Ein- und Auslassöffnung 28 immer nur eines Zylinders 12 gegeben ist, während die deutlich längere (lediglich durch Verstärkungsstreben 60 unterbrochene) Auslassöffnung 42 des Drehschiebers 38 ein gleichzeitiges Öffnen mehrerer Auslassventile (durch ein Überdecken mit den entsprechenden Ein- und Auslassöffnungen 28 der Zylinderkopfplatte 26) vorsieht. Inlet opening 40 of the rotary valve 38 (with respect to the direction of rotation relative to the cylinder head plate 26) selected such that an overlap (and thus Inlet valve opening) with the inlet and outlet opening 28 is always given only a cylinder 12, while the much longer (only interrupted by reinforcing struts 60) outlet opening 42 of the rotary valve 38, a simultaneous opening of several outlet valves (by covering with the corresponding inlet and outlet openings 28th the cylinder head plate 26) provides.
Der Einlasskanal 46 des Drehschiebers 38 ist aus fertigungstechnischen Gründen nach außen offen ausgebildet. Bei der Montage des Axialkolbenmotors wird diese Öffnung mittels eines kugelförmigen Verschlusskörpers 50 verschlossen (vgl. Fig. 5). The inlet channel 46 of the rotary valve 38 is formed for manufacturing reasons open to the outside. During assembly of the axial piston motor, this opening is closed by means of a spherical closure body 50 (see FIG. 5).
Um zu verhindern, dass die Taumelscheibe 18 von der Drehbewegung des To prevent the swash plate 18 from the rotational movement of the
Taumelscheibenfußes 20 mitgenommen wird, ist vorgesehen, diese drehfest (bezüglich der Rotationsachse der Welle 22) mit dem Zylinderkörper 10 zu verbinden. Dazu ist eine Sicherungshülse 52 vorgesehen, die über Sicherungsstifte 54 drehfest (bezüglich der Rotationsachse der Welle 22) mit dem Zylinderkörper 10 verbunden ist. Die Taumelscheibenfußes 20 is taken, is provided to connect these rotationally fixed (with respect to the axis of rotation of the shaft 22) with the cylinder body 10. For this purpose, a securing sleeve 52 is provided which is non-rotatably connected via securing pins 54 (with respect to the axis of rotation of the shaft 22) to the cylinder body 10. The
Sicherungshülse 52 ist zudem über eine kardanartige Gelenkanordnung mit der Locking sleeve 52 is also a cardan-like joint arrangement with the
Taumelscheibe 18 verbunden. Die Gelenkanordnung bindet die Taumelscheibe 18 drehfest (bezüglich der Rotationsachse der Welle 22) an die Sicherungshülse 52 und damit an den Zylinderkörper 10, lässt gleichzeitig jedoch die Taumelbewegung der Taumelscheibe zu. Die Gelenkanordnung umfasst einen Gelenkring 56, der über jeweils zwei Lagerstifte 58 um eine erste Achse drehbar mit der Sicherungshülse 52 (vgl. Fig. 3) sowie um eine zweite, zu der ersten Achse senkrecht verlaufende Achse drehbar mit der Taumelscheibe 18 (vgl. Fig. 4) verbunden ist. Swash plate 18 connected. The hinge assembly 18 rotatably binds the swash plate 18 (with respect to the axis of rotation of the shaft 22) to the locking sleeve 52 and thus to the cylinder body 10, but at the same time allows the wobble of the swash plate. The joint arrangement comprises a joint ring 56 which is rotatable about a first axis about the two bearing pins 58 with the securing sleeve 52 (see Fig. 3) and about a second axis perpendicular to the first axis rotatable with the swash plate 18 (see FIG 4).
Bei bekannten, zu dem beschriebenen erfindungsgemäßen Axialkolbenmotor im In known, to the invention described axial piston motor in
Wesentlichen funktionsgleichen Axialkolbenmaschinen ist vorgesehen, die Zylinder 12 in gleichmäßiger Teilung in dem Zylinderkörper 10 anzuordnen sowie eine entsprechende Anordnung der Anbindung der Pleuel 16 an der Taumelscheibe 18 vorzusehen. Zudem sind identische Ein- und Auslassöffnungen 28 in der Zylinderkopfplatte 26 für die einzelnen Zylinder 12 vorgesehen. Dies führt infolge der drehfesten Verbindung der Taumelscheibe 18 mit dem Zylinderkörper 10 zu ungleichförmigen Kolbenbewegungen und - daraus folgend - zu einem ungleichmäßigen Phasenversatz zwischen Substantially functionally identical axial piston machines are provided to arrange the cylinders 12 in a uniform pitch in the cylinder body 10 and to provide a corresponding arrangement of the connection of the connecting rods 16 to the swash plate 18. In addition, identical inlet and outlet openings 28 are provided in the cylinder head plate 26 for the individual cylinders 12. This leads due to the rotationally fixed connection of the swash plate 18 with the cylinder body 10 to non-uniform piston movements and - resulting - to an uneven phase offset between
benachbarten Kolben 14. So beträgt bei einer Axialkolbenmaschine mit sechs Zylindern 12 die Teilung zwischen allen benachbarten Zylindern 60°. Der Phasenversatz der Kolbenbewegungen, d.h. die Teildrehung der Welle 22, nach der benachbarte Kolben 14 jeweils ihren OT oder UT erreichen, beträgt jedoch nicht exakt 60°, sondern bis zu einige Grad mehr oder weniger.
Die Fig. 14 visualisiert diesen Effekt. Dort ist über einer Umdrehung der Welle 22 die Bewegung der sechs Kolben 14 (durchgezogene Linien) dargestellt. Zudem ist für jeden Kolben 14 eine sinusförmige Vergleichsbewegung mit gestrichelter Linie eingetragen. Die Fig. 14 zeigt, dass alle realen Kolbenbewegungen von der jeweiligen sinusförmigen Vergleichsbewegung abweichen, wobei die Abweichungen der einzelnen Thus, in an axial piston machine with six cylinders 12, the pitch between all adjacent cylinders is 60 °. However, the phase offset of the piston movements, ie the partial rotation of the shaft 22, after the adjacent piston 14 each reach their TDC or UT, is not exactly 60 °, but up to a few degrees more or less. Fig. 14 visualizes this effect. There is shown over a revolution of the shaft 22, the movement of the six pistons 14 (solid lines). In addition, a sinusoidal comparison movement is entered with dashed line for each piston 14. FIG. 14 shows that all real piston movements deviate from the respective sinusoidal comparison movement, the deviations of the individual ones
Kolbenbewegungen zudem teilweise unterschiedlich sind. Lediglich sich im In addition, piston movements are sometimes different. Only in the
Zylinderkörper 10 gegenüberliegende, d.h. um 180° versetzt angeordnete Kolben 14 weisen identische (lediglich um 180° phasenversetzte) Kolbenbewegungsverläufe auf. Weiterhin verdeutlicht die Fig. 14 den unterschiedlichen, von der Teilung von 60° abweichenden Phasenversatz in den Bewegungen benachbarter Kolben 14. Z.B. Cylinder body 10 opposite, i. Displaced by 180 ° arranged piston 14 have identical (only 180 ° out of phase) piston movement curves. Further, FIG. 14 illustrates the different phase offsets in the movements of adjacent pistons 14, different from the pitch of 60 °.
beträgt, bezogen auf die Bewegung des bei 180° seinen OT erreichenden Kolbens 14, der Phasenversatz zu den Bewegungen der beiden benachbarten Kolben mehrere Grad weniger als die infolge der 60°-Teilung zu erwartenden 60°. Für die sich im is, based on the movement of reaching its OT at 180 ° piston 14, the phase offset to the movements of the two adjacent pistons several degrees less than the 60 ° due to the expected part 60 °. For those in the
Zylinderkörper 10 jeweils gegenüberliegenden Kolben 14 beträgt der Phasenversatz dagegen entsprechend der Teilung 180°. Die Ungleichförmigkeit und der Phasenversatz in bzw. zwischen den Kolbenbewegungen nimmt dabei tendenziell mit zunehmendem Neigungswinkel der Taumelscheibe 18 zu. Cylinder body 10 respectively opposing piston 14 is the phase offset, however, corresponding to the pitch 180 °. The non-uniformity and the phase offset in or between the piston movements tends to increase with increasing inclination angle of the swash plate 18.
Der Phasenversatz zwischen den Bewegungen benachbarter Kolben 14 in Verbindung mit der symmetrischen Anordnung der Einlass- und Auslassöffnungen 28 in der The phase offset between the movements of adjacent pistons 14 in conjunction with the symmetrical arrangement of the inlet and outlet ports 28 in the
Zylinderkopfplatte 26 konventioneller Axialkolbenmaschinen führt dazu, dass die Ein- und Auslassventile nicht immer exakt zur vorgesehenen Stellung des jeweiligen Kolbens 14 (z.B. im OT) öffnen. Dies sowie die unterschiedlichen Verläufe der Cylinder head plate 26 of conventional axial piston engines results in the intake and exhaust valves not always opening exactly to the intended position of the respective piston 14 (e.g., in TDC). This as well as the different courses of the
Kolbenbewegungen führen zu einer unterschiedlichen Füllung der Zylinder 12, die für zumindest einige der Zylinder 12 unterhalb der vorgesehenen Füllung bleibt. Dies resultiert in einer geringeren Leistung und gegebenenfalls auch in einem geringeren Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine. Piston movements lead to a different filling of the cylinder 12, which remains at least some of the cylinder 12 below the intended filling. This results in a lower power and possibly also in a lower efficiency of the axial piston machine.
Die Fig. 15 visualisiert die Unterschiede in der Füllung der einzelnen Zylinder 12 bei einer gattungsgemäßen Axialkolbenmaschine. Dort ist über einer Umdrehung der Welle 22 der Verlauf der Füllung der Zylinder 12, d.h. die Veränderung der Masse des FIG. 15 visualizes the differences in the filling of the individual cylinders 12 in a generic axial piston machine. There, over one revolution of the shaft 22, the course of the filling of the cylinders 12, i. the change in the mass of the
Arbeitsmediums in den einzelnen Zylindern 12, dargestellt. Auch dort zeigt sich, dass der Verlauf der Füllung lediglich bei sich im Zylinderkörper 10 gegenüberliegenden Zylindern 12 gleich (lediglich um 180° phasenversetzt) ist.
Um dieses Problem zu vermeiden, ist bei dem erfindungsgemäßen Axialkolbenmotor vorgesehen, dass die den einzelnen Zylindern 12 zugeordneten Ein- und Working medium in the individual cylinders 12, shown. There, too, it appears that the course of the filling is the same (only 180 ° out of phase) only with cylinders 12 located opposite one another in the cylinder body 10. To avoid this problem, it is provided in the axial piston motor according to the invention that the individual cylinders 12 associated inputs and
Auslassöffnungen 28 der Zylinderkopfplatte 26 derart individuell angepasst sind, dass sich eine im Wesentlichen identische Füllung für alle Zylinder 12 ergibt (vgl. Fig. 12). Hierbei ist zum einen vorgesehen, dass die Teilung zwischen den einzelnen Outlet openings 28 of the cylinder head plate 26 are individually adapted such that a substantially identical filling results for all cylinders 12 (see Fig. 12). On the one hand it is provided that the division between the individual
benachbarten Ein- und Auslassöffnungen 28 (bezogen auf Ihre Mittelachsen) unterschiedlich sein kann, so dass beispielsweise ßi + ß2 ist. Insbesondere ist die Anordnung der Ein- und Auslassöffnungen 28 und damit die Teilung derart gewählt, dass alle Einlassventile im Wesentlichen immer im OT des jeweiligen Kolbens 14 öffnen (durch eine beginnende Überdeckung der Ein- und Auslassöffnungen 28 der adjacent inlet and outlet openings 28 (relative to their central axes) may be different, so that, for example, ßi + ß 2 . In particular, the arrangement of the inlet and outlet openings 28 and thus the pitch is selected such that all inlet valves substantially always open in the TDC of the respective piston 14 (by an incipient overlap of the inlet and outlet openings 28 of
Zylinderkopfplatte 26 mit der Einlassöffnung 40 des Drehschiebers 38). Zudem sind die Längen der Ein- und Auslassöffnungen 28 bezogen auf die Richtung der Cylinder head plate 26 with the inlet opening 40 of the rotary valve 38). In addition, the lengths of the inlet and outlet openings 28 relative to the direction of the
Relativbewegung zwischen der Zylinderkopfplatte 26 und dem Drehschieber 38 unterschiedlich. Infolge der rotierenden Relativbewegung des Drehschiebers 38 und der Zylinderkopfplatte 26 sind die Längen der Ein- und Auslassöffnungen 28 als Relative movement between the cylinder head plate 26 and the rotary valve 38 different. As a result of the rotating relative movement of the rotary valve 38 and the cylinder head plate 26, the lengths of the inlet and outlet openings 28 as
Winkelbereiche angegeben. Demnach ist beispielsweise αι + a2. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass für Kolbenbewegungen, die im Bereich Ihrer OTs relativ flach verlaufen, eine längere Öffnungsdauer vorgesehen sein sollte, um eine identische Füllung im Vergleich zu in den OTs relativ spitz verlaufenden Kolbenbewegungen zu erreichen. Die Fig. 16 zeigt, dass erfindungsgemäß für alle Zylinder 12 im Wesentlichen identische Füllungsverläufe realisiert werden können. Indicated angle ranges. Accordingly, for example, αι + a 2 . In principle, it may be provided that a longer opening duration should be provided for piston movements which are relatively flat in the region of their OTs, in order to achieve an identical filling in comparison to piston movements that are relatively acute in the OTs. FIG. 16 shows that, according to the invention, essentially identical filling progressions can be realized for all cylinders 12.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Anpassung der Öffnungszeiten der Einlassventile kann auch vorgesehen sein, die Teilungen zwischen den Anbindungen der Pleuel 26 an die Taumelscheibe 18 anzupassen, wodurch unterschiedliche Phasenverschiebungen der (Gesamt-)Bewegungen benachbarter Kolben 14 vermieden werden können. Die Fig. 13 zeigt eine entsprechend ausgebildete Taumelscheibe 18, die in einem Alternatively or additionally to an adaptation of the opening times of the inlet valves, it may also be provided to adapt the divisions between the connections of the connecting rods 26 to the swash plate 18, whereby different phase shifts of the (total) movements of adjacent pistons 14 can be avoided. Fig. 13 shows a correspondingly formed swash plate 18, which in a
Axialkolbenmotor gemäß der Fig. 1 bis 1 1 eingesetzt werden kann. Dabei kann es sinnvoll sein, nicht nur die Teilungen zwischen den Anbindungen der Kolben 14 an die Taumelscheibe 18 anzupassen, sondern entsprechend auch die Teilungen zwischen benachbarten Zylindern 12 in dem Zylinderkörper 10, die dann identisch zu derjenigen der Taumelscheibe 18 sein können. Eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine mit einer angepassten Anbindung der Kolben 14 an die Taumelscheibe 18 kann Axial piston engine according to FIGS. 1 to 1 1 can be used. It may be useful not only to adapt the pitches between the connections of the piston 14 to the swash plate 18, but also according to the pitches between adjacent cylinders 12 in the cylinder body 10, which may then be identical to that of the swash plate 18. An axial piston machine according to the invention with an adapted connection of the pistons 14 to the swash plate 18 can
vorzugsweise mit angepasster Öffnungsdauer der einzelnen Ventile, d.h. beispielsweise hinsichtlich ihrer Länge angepassten Ein- und Auslassöffnungen 28 in der preferably with an adjusted opening duration of the individual valves, i. For example, with regard to their length adapted inlet and outlet openings 28 in the
Zylinderkopfplatte 26 kombiniert werden, so dass zusätzlich eine Kompensation der unterschiedlichen Verlaufsformen der Kolbenbewegungen erfolgen kann.
Bezugszeichenliste Cylinder head plate 26 are combined, so that in addition a compensation of the different courses of the piston movements can be done. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Zylinderkörper cylinder body
Zylinder cylinder
Kolben piston
Pleuel pleuel
Taumelscheibe swash plate
Taumelscheibenfuß Taumelscheibenfuß
Welle wave
Einstellbolzen adjusting
Zylinderkopfplatte Cylinder head plate
Ein- und Auslassöffnung Inlet and outlet opening
Öffnung opening
Schraube screw
Gehäusekopf housing head
Gehäuse casing
Drehschieber rotary vane
Einlassöffnung inlet port
Auslassöffnung outlet
Einlass inlet
Einlasskanal inlet channel
Auslass outlet
Verschlusskörper closure body
Sicherungshülse securing sleeve
Sicherungsstift safety pin
Gelenkring joint ring
Lagerstift bearing pin
Verstärkungsstrebe
reinforcing strut
Claims
1 . Axialkolbenmaschine mit einem Zylinderkörper (10), in dem mehrere Zylinder (12) ausgebildet sind, und mit in den Zylindern (12) beweglich geführten Kolben (14), wobei die Kolben (14) an eine Taumelscheibe (18) angebunden sind, die drehbar an einem Taumelscheibenfuß (20) anliegt, und wobei eine Fluidströmung in die und aus den Zylindern (12) mittels Einlass- und Auslassventilen gesteuert wird, gekennzeichnet durch variierende Teilungen zwischen den Anbindungen der Kolben (14) an der Taumelscheibe (18) und/oder variierende Öffnungszeiten für die Einlass- und/oder Auslassventile. 1 . Axial piston machine comprising a cylinder body (10) in which a plurality of cylinders (12) are formed, and with the piston (14) movably guided in the cylinders (12), the pistons (14) being connected to a swash plate (18) which is rotatable abutting a swashplate base (20), and wherein fluid flow into and out of the cylinders (12) is controlled by inlet and exhaust valves, characterized by varying divisions between the connections of the pistons (14) to the swashplate (18) and / or varying opening times for the intake and / or exhaust valves.
2. Axialkolbenmaschine gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungen derart angepasst sind, dass benachbarte Kolben (14) immer nach einer gleichbleibenden Teildrehung des Taumelscheibenfußes (20) ihren OT und/oder UT erreichen. 2. axial piston machine according to claim 1, characterized in that the pitches are adapted such that adjacent pistons (14) always after a constant partial rotation of the swash plate (20) reach their TDC and / or UT.
3. Axialkolbenmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungszeiten derart angepasst sind, dass die Einlass- und/oder 3. Axial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the opening times are adapted such that the inlet and / or
Auslassventile aller Zylinder (12) bei identischer Kolbenposition der zugehörigen Kolben (14) öffnen und/oder schließen. Open and / or close the exhaust valves of all cylinders (12) with identical piston position of the associated pistons (14).
4. Axialkolbenmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungszeiten derart angepasst sind, dass die Öffnungsdauer der Einlass- und/oder der Auslassventile zumindest einiger der Zylinder (12) unterschiedlich ist. 4. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the opening times are adapted such that the opening duration of the intake and / or the exhaust valves of at least some of the cylinders (12) is different.
5. Axialkolbenmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche Öffnungsdauer derart angepasst ist, dass die Massen der in einem Zyklus in den einzelnen Zylindern (12) eingeschlossenen Teilmengen des Fluids möglichst gleich sind. 5. Axial piston machine according to claim 4, characterized in that the different opening duration is adjusted such that the masses of in a cycle in the individual cylinders (12) enclosed subsets of the fluid are as equal as possible.
6. Axialkolbenmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass und/oder die Auslassventile Einlass- und/oder Auslassöffnungen (28) für die Zylinder (12) umfassen, die temporär mittels eines
Drehschiebers (38) freigegeben und abgedeckt werden, wobei die variierenden Öffnungszeiten durch variierende Teilungen zwischen den Einlass- und/oder Auslassöffnungen (28) benachbarter Zylinder (12) und/oder durch variierende Längen der Einlass- und/oder Auslassöffnungen (28) erzielt wird.
6. Axial piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet and / or the exhaust valves comprise inlet and / or outlet openings (28) for the cylinder (12), which temporarily by means of a Rotary vane (38) are released and covered, wherein the varying opening times by varying pitches between the inlet and / or outlet openings (28) of adjacent cylinders (12) and / or by varying lengths of the inlet and / or outlet openings (28) is achieved ,
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201480038904.1A CN105378224B (en) | 2013-07-11 | 2014-07-01 | Axial piston machine |
EP14736347.7A EP3019702B1 (en) | 2013-07-11 | 2014-07-01 | Axial piston machine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013213614.5A DE102013213614A1 (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | axial piston |
DE102013213614.5 | 2013-07-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015003954A1 true WO2015003954A1 (en) | 2015-01-15 |
Family
ID=51136452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2014/063915 WO2015003954A1 (en) | 2013-07-11 | 2014-07-01 | Axial piston machine |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3019702B1 (en) |
CN (1) | CN105378224B (en) |
DE (1) | DE102013213614A1 (en) |
WO (1) | WO2015003954A1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015204374A1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-15 | Mahle International Gmbh | axial piston |
DE102015204367A1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-15 | Mahle International Gmbh | axial piston |
DE102015207909A1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-11-03 | Mahle International Gmbh | axial piston |
DE102015215477A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Mahle International Gmbh | Pumping device, in particular axial piston pump, for a waste heat utilization device of a motor vehicle |
DE102017105610A1 (en) | 2017-03-16 | 2018-09-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Axial piston motor and cycle device |
DE102017105609A1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Axial piston engine, cycle device, drive unit and motor vehicle |
CN109026378A (en) * | 2018-07-22 | 2018-12-18 | 青海新源动力技术有限公司 | A kind of shaking tray mechanism that drive line angle is adaptive |
CN109798231A (en) * | 2019-03-22 | 2019-05-24 | 哈尔滨工业大学 | A kind of inclined disc type Small Plunger Pump |
CN114087252A (en) * | 2021-12-09 | 2022-02-25 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | Nutation hydraulic motor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2238252A (en) * | 1939-01-17 | 1941-04-15 | Anthony William Dellcr | Multiple plunger variable delivery pump |
WO2005012692A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-10 | VOGLAIRE, Hélène | Multicylinder barrel-type engine |
DE102009028467A1 (en) | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Robert Bosch Gmbh | Device for using waste heat |
DE102010036917A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-09 | Amovis Gmbh | Axial piston machine i.e. steam engine, for e.g. vehicle, has closing body arranged in inlet chamber for working medium with increased pressure, so that medium is conducted for expanding into cylinder through passage and inlet port |
DE102010052508A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-31 | Daimler Ag | Waste heat recovery device |
DE102011118622A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-16 | Amovis Gmbh | Valve controlled axial piston machine for e.g. vehicle, has outlet openings guided via cylinder head corresponding to cylinders such that temporary connection is produced between cavity and expansion volume over off-axis aperture in valve |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH363946A (en) * | 1956-06-05 | 1962-08-15 | Wiggermann Georg | Slide control in multi-cylinder piston machines, especially for hydraulic motors and pumps |
CH490610A (en) * | 1967-06-09 | 1970-05-15 | Karl Marx Stadt Ind Werke | Hydraulic piston machine |
DE3622220A1 (en) * | 1986-07-02 | 1988-01-07 | Linde Ag | AXIAL PISTON MACHINE WITH A ROTATING CYLINDER DRUM |
JPH01267367A (en) * | 1988-04-15 | 1989-10-25 | Nachi Fujikoshi Corp | Multi-throw piston pump |
ZA935640B (en) * | 1992-08-06 | 1995-08-08 | Hydrowatt Syst | Axial piston machine, in particular axial piston pump or axial piston motor |
-
2013
- 2013-07-11 DE DE102013213614.5A patent/DE102013213614A1/en not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-07-01 EP EP14736347.7A patent/EP3019702B1/en active Active
- 2014-07-01 CN CN201480038904.1A patent/CN105378224B/en active Active
- 2014-07-01 WO PCT/EP2014/063915 patent/WO2015003954A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2238252A (en) * | 1939-01-17 | 1941-04-15 | Anthony William Dellcr | Multiple plunger variable delivery pump |
WO2005012692A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-10 | VOGLAIRE, Hélène | Multicylinder barrel-type engine |
DE102009028467A1 (en) | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Robert Bosch Gmbh | Device for using waste heat |
DE102010036917A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-09 | Amovis Gmbh | Axial piston machine i.e. steam engine, for e.g. vehicle, has closing body arranged in inlet chamber for working medium with increased pressure, so that medium is conducted for expanding into cylinder through passage and inlet port |
DE102010052508A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-31 | Daimler Ag | Waste heat recovery device |
DE102011118622A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-16 | Amovis Gmbh | Valve controlled axial piston machine for e.g. vehicle, has outlet openings guided via cylinder head corresponding to cylinders such that temporary connection is produced between cavity and expansion volume over off-axis aperture in valve |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3019702B1 (en) | 2017-11-15 |
EP3019702A1 (en) | 2016-05-18 |
CN105378224A (en) | 2016-03-02 |
DE102013213614A1 (en) | 2015-01-15 |
CN105378224B (en) | 2018-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3019702B1 (en) | Axial piston machine | |
DE102007025549B4 (en) | Method and apparatus for reducing rotational irregularities of the crankshaft of a reciprocating internal combustion engine | |
WO1996022453A1 (en) | Engine | |
WO2010086130A1 (en) | Internal combustion engine having an elongated expansion stroke and an adjustable compression ratio | |
WO2012143078A1 (en) | Device for changing a compression ratio of a reciprocating piston internal combustion engine | |
DE102011052481A1 (en) | Axial piston machine has shaft, cylinder arrangement with cylinder housing and cylinders and piston that is guided in cylinders, where piston is provided for driving shaft | |
DE102016103615B3 (en) | Motor-compressor unit | |
WO2009141422A2 (en) | Motor comprising a cam plate | |
EP3596309B1 (en) | Axial-piston motor and cyclic process device | |
DE102017200918B4 (en) | Crank mechanism for a reciprocating internal combustion engine | |
DE102006024321A1 (en) | Petrol- or diesel-powered combustion engine, preferably four-stroke type, uses pendulum-type movement of crankshaft taking place with successive combustion cycles | |
DE102007039309B4 (en) | Rotary piston engine | |
DE3825864A1 (en) | ROTATING PISTON TRANSFER DEVICE | |
DE529267C (en) | Fuel injection pump for mixture-compressing internal combustion engines | |
DE3742304A1 (en) | Device for converting an oscillating movement into a rotational movement by means of a crank mechanism of which the crank pin moves radially as a function of the angle of rotation | |
WO2015082517A2 (en) | Constant-volume combustion engine | |
DE102005035897B4 (en) | Rotary valve control | |
AT511166A1 (en) | FLUID ENERGY MACHINE WITH TWO PRESENT CYLINDER ROTORS | |
DE102018217918A1 (en) | Four stroke internal combustion engine | |
DE4419992A1 (en) | Fuel injection pump for internal combustion engines | |
DE102012210639A1 (en) | Axial piston machine e.g. double working axial piston machine, has inlet conveying work fluid into workspace, and outlet conveying work fluid from workspace, where inlet and/or outlet are controlled by rotation of piston around axis | |
EP2570628A2 (en) | Quantity-controlled combustion engine | |
EP3596310A1 (en) | Axial piston motor, circuit device, drive unit and motor vehicle | |
DE2320998A1 (en) | INTERNAL ENGINE, ESPECIALLY IN THE FORM OF A RADIAL ENGINE | |
DE102006026384A1 (en) | Method e.g. for internal combustion engine, involves having rotary engine, and combustion chamber having rectangular cross section and surfaces scaled according to central axis of rotating cylinder inner part |
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: 14736347 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
REEP | Request for entry into the european phase |
Ref document number: 2014736347 Country of ref document: EP |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2014736347 Country of ref document: EP |