RU2824244C1 - Crank-piston hydraulic engine - Google Patents
Crank-piston hydraulic engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2824244C1 RU2824244C1 RU2023136337A RU2023136337A RU2824244C1 RU 2824244 C1 RU2824244 C1 RU 2824244C1 RU 2023136337 A RU2023136337 A RU 2023136337A RU 2023136337 A RU2023136337 A RU 2023136337A RU 2824244 C1 RU2824244 C1 RU 2824244C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crank
- piston
- hydraulic cylinders
- shaft
- double
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в различных отраслях техники, где требуется создание безредукторного гидравлического вращательного привода, рассчитанного на большие крутящие моменты.The invention relates to the field of mechanical engineering and is intended for use in various branches of technology where it is necessary to create a gearless hydraulic rotary drive designed for high torques.
Известен кривошипно-поршневой гидравлический двигатель (Пат. №914373 Франция; МПК F03C 1/22; опубл. 02.01.63), содержащий корпус, кривошип, вал, два гидроцилиндра двухстороннего действия, шарнирно соединенные своими штоками с кривошипом, гидрораспределители, кулачки, управляющие гидрораспределителями.A crank-piston hydraulic engine is known (Patent No. 914373 France; IPC F03C 1/22; published 02.01.63), comprising a housing, a crank, a shaft, two double-acting hydraulic cylinders pivotally connected by their rods to the crank, hydraulic distributors, cams controlling the hydraulic distributors.
Недостатками этого кривошипно-поршневого гидравлического двигателя являются неравномерность работы и большие габаритные размеры, в связи с чем затруднено его встраивание в исполнительные органы машин.The disadvantages of this crank-piston hydraulic engine are uneven operation and large dimensions, which makes it difficult to integrate into the actuators of machines.
Известен кривошипно-поршневой гидравлический двигатель (Пат. №1380335 Франция; МПК F03C 1/22, F03C 1/38; опубл. 27.11.64), содержащий корпус, гидроцилиндры, кривошип, опорный диск, неподвижные оси, кольцевые уплотнения, регулировочные винты, гибкие трубопроводы.A crank-piston hydraulic engine is known (Patent No. 1380335 France; IPC F03C 1/22, F03C 1/38; published 27.11.64), containing a housing, hydraulic cylinders, a crank, a support disk, fixed axles, ring seals, adjusting screws, flexible pipelines.
Недостатками данного кривошипно-поршневого гидравлического двигателя являются высокие трудоемкость и точность при его изготовлении.The disadvantages of this crank-piston hydraulic engine are the high labor intensity and precision in its manufacture.
Известен кривошипно-поршневой гидравлический двигатель (А.с. №1286803 СССР; МПК F03C 1/04; опубл. 30.01.87), содержащий гидроцилиндры, распределительные цапфы и кривошип.A crank-piston hydraulic engine is known (A.s. No. 1286803 USSR; IPC F03C 1/04; published 30.01.87), containing hydraulic cylinders, distribution journals and a crank.
Недостатками этого кривошипно-поршневого гидравлического двигателя являются неравномерность работы при прохождении штоками гидроцилиндров мертвых точек, а также ограниченный угол его поворота.The disadvantages of this crank-piston hydraulic engine are uneven operation when the hydraulic cylinder rods pass dead points, as well as the limited angle of its rotation.
Известен кривошипно-поршневой гидравлический двигатель (Пат. №108798989 Китай; МПК F03C 1/04, F03C 1/053, F03C 1/08, F03C 1/40; опубл. 13.11.2018), содержащий раму, кривошип, гидроцилиндры, неподвижные оси, шатун, переключатель хода движения гидроцилиндров, электромагнитные распределительные клапаны, клапан регулирования расхода рабочей жидкости.A crank-piston hydraulic engine is known (Patent No. 108798989 China; IPC F03C 1/04, F03C 1/053, F03C 1/08, F03C 1/40; published 11/13/2018), comprising a frame, a crank, hydraulic cylinders, fixed axles, a connecting rod, a hydraulic cylinder travel switch, electromagnetic distribution valves, and a working fluid flow control valve.
Недостатком данного кривошипно-поршневого гидравлического двигателя является его низкая долговечность.The disadvantage of this crank-piston hydraulic motor is its low durability.
Известен кривошипно-поршневой гидравлический двигатель (Пат. №117152 Европейский патент; МПК F03C 1/22, F03C 1/04; опубл. 29.08.84), содержащий корпус, гидроцилиндры двухстороннего действия, вал, на котором установлен кривошип, трубопроводы, при этом гидроцилиндры двухстороннего действия днищами шарнирно закреплены на корпусе при помощи неподвижных осей, на кривошипе установлена направляющая, на которой шарнирно с помощью подвижных осей, симметрично по окружности, закреплены концы штоков гидроцилиндров двухстороннего действия, а поршневые и штоковые полости гидроцилиндров двухстороннего действия соединены с трубопроводами. Принят за прототип.A crank-piston hydraulic engine is known (Patent No. 117152 European Patent; IPC F03C 1/22, F03C 1/04; published on 29.08.84), comprising a housing, double-acting hydraulic cylinders, a shaft on which a crank is mounted, pipelines, wherein the double-acting hydraulic cylinders are pivotally attached with their bottoms to the housing using fixed axles, a guide is mounted on the crank, on which the ends of the rods of the double-acting hydraulic cylinders are pivotally attached symmetrically around the circumference using movable axles, and the piston and rod cavities of the double-acting hydraulic cylinders are connected to the pipelines. Adopted as a prototype.
Однако указанный кривошипно-поршневой гидравлический двигатель обладает сложной конструкцией, недостаточной надежностью и повышенной металлоемкостью.However, the specified crank-piston hydraulic engine has a complex design, insufficient reliability and increased metal consumption.
Целью изобретения является снижение металлоемкости, упрощение конструкции и повышение надежности кривошипно-поршневого гидравлического двигателя.The aim of the invention is to reduce metal consumption, simplify the design and increase the reliability of a crank-piston hydraulic engine.
Это достигается тем, что кривошипно-поршневой гидравлический двигатель, содержащий корпус, гидроцилиндры двухстороннего действия, вал, на котором установлен кривошип, трубопроводы, при этом гидроцилиндры двухстороннего действия днищами шарнирно закреплены на корпусе при помощи неподвижных осей, на кривошипе установлена направляющая, на которой шарнирно с помощью подвижных осей, симметрично по окружности, закреплены концы штоков гидроцилиндров двухстороннего действия, а поршневые и штоковые полости гидроцилиндров двухстороннего действия соединены с трубопроводами, согласно изобретению, дополнительно содержит кулисный механизм, установленный на кривошипе и включающий направляющую в виде диска и шток, жестко связанный с диском для его удержания от вращения относительно кривошипа и перемещающийся возвратно-поступательно в поворотной направляющей втулке, гидрораспределительное устройство с валом, напорный и сливной присоединительные порты, при этом поршневые и штоковые полости гидроцилиндров двухстороннего действия связаны посредством трубопроводов и гидрораспределительного устройства с напорным и сливным присоединительными портами, причем вал гидрораспределительного устройства жестко связан с валом, на котором установлен кривошип.This is achieved by the fact that a crank-piston hydraulic engine comprising a housing, double-acting hydraulic cylinders, a shaft on which the crank is mounted, pipelines, wherein the double-acting hydraulic cylinders are pivotally fixed with their bottoms to the housing by means of fixed axles, a guide is mounted on the crank, on which the ends of the rods of the double-acting hydraulic cylinders are pivotally fixed by means of movable axles, symmetrically around the circumference, and the piston and rod cavities of the double-acting hydraulic cylinders are connected to the pipelines, according to the invention, additionally comprises a rocker mechanism mounted on the crank and including a guide in the form of a disk and a rod rigidly connected to the disk to hold it from rotating relative to the crank and moving reciprocatingly in a rotary guide sleeve, a hydraulic distribution device with a shaft, pressure and drain connection ports, wherein the piston and rod cavities of the double-acting hydraulic cylinders are connected by means of pipelines and a hydraulic distribution device with the pressure and drain connection ports, and the shaft of the hydraulic distribution device is rigidly connected to the shaft on which the crank is installed.
На фиг. 1 представлена схема кривошипно-поршневого гидравлического двигателя; на фиг. 2 - схема, характеризующая положение поршней гидроцилиндров двухстороннего действия кривошипно-поршневого гидравлического двигателя при повороте кривошипа на 90°; на фиг. 3 - то же, при повороте кривошипа на 180°.Fig. 1 shows a diagram of a crank-piston hydraulic engine; Fig. 2 is a diagram characterizing the position of the pistons of the double-acting hydraulic cylinders of a crank-piston hydraulic engine when the crank is rotated by 90°; Fig. 3 is the same, when the crank is rotated by 180°.
Кривошипно-поршневой гидравлический двигатель (фиг. 1) содержит корпус 1, радиально установленные гидроцилиндры двухстороннего действия 9-14, вал 2, на котором установлен кривошип 3, установленный на кривошипе 3 кулисный механизм, включающий направляющую в виде диска 4 и шток 5, жестко связанный с диском 4 для его удержания от вращения относительно кривошипа 3 и перемещающийся возвратно-поступательно в поворотной направляющей втулке 6, гидрораспределительное устройство 15 с валом 16, трубопроводы 17, напорный 18 и сливной 19 присоединительные порты. Гидроцилиндры двухстороннего действия 9-14 днищами шарнирно закреплены на корпусе 1 при помощи неподвижных осей 7, а на диске 4 шарнирно с помощью подвижных осей 8, симметрично по окружности, закреплены концы штоков гидроцилиндров двухстороннего действия 9-14. Поршневые и штоковые полости гидроцилиндров двухстороннего действия 9-14 связаны посредством трубопроводов 17 и гидрораспределительного устройства 15 с напорным 18 и сливным 19 присоединительными портами, причем вал 16 гидрораспределительного устройства 15 жестко связан с валом 2.The crank-piston hydraulic engine (Fig. 1) comprises a housing 1, radially mounted double-acting hydraulic cylinders 9-14, a shaft 2 on which a crank 3 is mounted, a rocker mechanism mounted on the crank 3, including a guide in the form of a disk 4 and a rod 5 rigidly connected to the disk 4 to hold it from rotating relative to the crank 3 and moving reciprocatingly in a rotary guide sleeve 6, a hydraulic distribution device 15 with a shaft 16, pipelines 17, a pressure 18 and a drain 19 connection ports. The bottoms of the double-acting hydraulic cylinders 9-14 are pivotally fixed to the housing 1 by means of fixed axles 7, and the ends of the rods of the double-acting hydraulic cylinders 9-14 are pivotally fixed to the disk 4 by means of movable axles 8, symmetrically around the circumference. The piston and rod cavities of double-acting hydraulic cylinders 9-14 are connected by means of pipelines 17 and a hydraulic distribution device 15 with pressure 18 and drain 19 connection ports, wherein the shaft 16 of the hydraulic distribution device 15 is rigidly connected to the shaft 2.
Работа кривошипно-поршневого гидравлического двигателя заключается в следующем.The operation of a crank-piston hydraulic motor is as follows.
Рабочая жидкость из напорного присоединительного порта 18 подается в гидрораспределительное устройство 15. Далее, за счет жесткой связи вала 16 гидрораспределительного устройства 15 с валом 2, на котором установлен кривошип 3, рабочая жидкость последовательно под давлением поступает через трубопроводы 17 в поршневые и штоковые полости гидроцилиндров двухстороннего действия 9-14, а также сливается из этих полостей через трубопроводы 17 в сливной присоединительный порт 19, что способствует последовательному втягиванию или выдвижению штоков гидроцилиндров двухстороннего действия 9-14 из крайних нижних положений в крайние верхние. В результате этих перемещений, за счет шарнирно закрепленных с помощью подвижных осей 8 на диске 4, симметрично по окружности, штоков гидроцилиндров двухстороннего действия 9-14, создается крутящий момент, передаваемый валу 2, при этом для удержания диска 4 от его вращения относительно кривошипа 3 жестко связанный с ним шток 5 кулисного механизма совершает возвратно-поступательное перемещение в поворотной направляющей втулке 6.The working fluid from the pressure connection port 18 is fed to the hydraulic distribution device 15. Then, due to the rigid connection of the shaft 16 of the hydraulic distribution device 15 with the shaft 2, on which the crank 3 is installed, the working fluid sequentially under pressure enters through the pipelines 17 into the piston and rod cavities of the double-acting hydraulic cylinders 9-14, and also drains from these cavities through the pipelines 17 into the drain connection port 19, which facilitates the sequential retraction or extension of the rods of the double-acting hydraulic cylinders 9-14 from the extreme lower positions to the extreme upper ones. As a result of these movements, due to the rods of double-acting hydraulic cylinders 9-14, which are pivotally fixed with the help of movable axes 8 on disk 4, symmetrically around the circumference, a torque is created, transmitted to shaft 2, while in order to hold disk 4 from its rotation relative to crank 3, rod 5 of the rocker mechanism, rigidly connected to it, performs a reciprocating movement in rotary guide sleeve 6.
В процессе поворота кривошипа 3 на 90° по часовой стрелке (фиг. 2) шток 5 кулисного механизма движется вместе с диском 4, перемещаясь в поворотной направляющей втулке 6 и поворачиваясь вместе с ней. При этом поршни и штоки гидроцилиндров двухстороннего действия 10 и 13, соответственно, полностью втянуты и выдвинуты за счет связи их поршневых и штоковых полостей через трубопроводы 17 и гидрораспределительное устройство 15 со сливным 19 и напорным 18 присоединительными портами. В это время поршневые полости гидроцилиндров двухстороннего действия 9 и 14 находятся под давлением рабочей жидкости, а их штоковые полости переключены на слив, при котором рабочая жидкость из них через трубопроводы 17 поступает в сливной присоединительный порт 19, в соответствии с чем, поршни и штоки выдвигаются из гидроцилиндров двухстороннего действия 9 и 14, а поршневые полости гидроцилиндров двухстороннего действия 11 и 12 переключены на слив, в то время как их штоковые полости - на подачу рабочей жидкости под давлением, в соответствии с чем, поршни и штоки втягиваются в гидроцилиндры двухстороннего действия 11 и 12.During the rotation of the crank 3 by 90° clockwise (Fig. 2), the rod 5 of the rocker mechanism moves together with the disk 4, moving in the rotary guide sleeve 6 and turning together with it. In this case, the pistons and rods of the double-acting hydraulic cylinders 10 and 13, respectively, are completely retracted and extended due to the connection of their piston and rod cavities through pipelines 17 and the hydraulic distribution device 15 with the drain 19 and pressure 18 connection ports. At this time, the piston cavities of double-acting hydraulic cylinders 9 and 14 are under pressure of the working fluid, and their rod cavities are switched to drain, in which case the working fluid from them through pipelines 17 enters the drain connection port 19, in accordance with which, the pistons and rods are extended from double-acting hydraulic cylinders 9 and 14, and the piston cavities of double-acting hydraulic cylinders 11 and 12 are switched to drain, while their rod cavities are switched to supply working fluid under pressure, in accordance with which, the pistons and rods are drawn into double-acting hydraulic cylinders 11 and 12.
В процессе поворота кривошипа 3 на 180° по часовой стрелке (фиг. 3) шток 5 кулисного механизма движется вместе с диском 4, перемещаясь в поворотной направляющей втулке 6 и поворачиваясь вокруг ее оси, занимая свое крайнее правое положение. При этом поршни и штоки гидроцилиндров двухстороннего действия 11, 12 и 9, 14, соответственно, полностью втянуты и выдвинуты за счет связи их поршневых и штоковых полостей через трубопроводы 17 и гидрораспределительное устройство 15 со сливным 19 и напорным 18 присоединительными портами. В это время поршневая полость гидроцилиндра двухстороннего действия 10 находится под давлением рабочей жидкости, а его штоковая полость переключена на слив, в соответствии с чем, поршень и шток выдвигаются из гидроцилиндра двухстороннего действия 10, а поршневая полость гидроцилиндра двухстороннего действия 13 переключена на слив, в то время как его штоковая полость - на подачу рабочей жидкости под давлением, в соответствии с чем, поршень и шток втягиваются в гидроцилиндр двухстороннего действия 13.During the rotation of the crank 3 by 180° clockwise (Fig. 3), the rod 5 of the rocker mechanism moves together with the disk 4, moving in the rotary guide sleeve 6 and rotating around its axis, occupying its extreme right position. In this case, the pistons and rods of the double-acting hydraulic cylinders 11, 12 and 9, 14, respectively, are completely retracted and extended due to the connection of their piston and rod cavities through pipelines 17 and the hydraulic distribution device 15 with the drain 19 and pressure 18 connection ports. At this time, the piston cavity of the double-acting hydraulic cylinder 10 is under pressure of the working fluid, and its rod cavity is switched to drain, according to which, the piston and rod are extended from the double-acting hydraulic cylinder 10, and the piston cavity of the double-acting hydraulic cylinder 13 is switched to drain, while its rod cavity is switched to supply working fluid under pressure, according to which, the piston and rod are drawn into the double-acting hydraulic cylinder 13.
Далее, при повороте кривошипа 3, рабочие циклы гидроцилиндров двухстороннего действия 9-14 изменяются последовательно таким образом, чтобы все их штоки обеспечивали необходимое усилие в требуемом направлении вращения гидравлического двигателя.Further, when turning the crank 3, the working cycles of the double-acting hydraulic cylinders 9-14 change sequentially in such a way that all their rods provide the necessary force in the required direction of rotation of the hydraulic motor.
Такое исполнение заявляемого кривошипно-поршневого гидравлического двигателя обеспечивает передачу значительного по величине крутящего момента, кроме того, он обладает более высоким коэффициентом полезного действия за счет отсутствия необходимости в понижающем редукторе, меньшими массой и габаритами, высокой надежностью в работе, более высокой равномерностью угловой скорости поворота при различных значениях нагрузки, а также меньшей трудоемкостью в техническом обслуживании.This design of the claimed crank-piston hydraulic motor ensures the transmission of a significant torque, in addition, it has a higher efficiency due to the absence of the need for a reduction gear, smaller weight and dimensions, high reliability in operation, higher uniformity of the angular speed of rotation at different load values, as well as less labor intensity in technical maintenance.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2824244C1 true RU2824244C1 (en) | 2024-08-06 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2507361A (en) * | 1946-03-09 | 1950-05-09 | Schweizerische Lokomotiv | Radial fluid motor with swinging cylinders and pistons |
| GB650810A (en) * | 1946-03-09 | 1951-03-07 | Schweizerische Lokomotiv | Improvements in or relating to fluid-driven piston motors |
| SU493558A1 (en) * | 1971-05-03 | 1975-11-28 | Свердловский Сельскохозяйственный Институт | Radial piston motor |
| SU659781A1 (en) * | 1978-03-27 | 1979-04-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт промышленных гидроприводов и гидроавтоматики | Radial-piston hydraulic machine |
| EP0117152A1 (en) * | 1983-02-21 | 1984-08-29 | South African Inventions Development Corporation | Hydraulic motor |
| CN108798989A (en) * | 2018-05-04 | 2018-11-13 | 何宝亮 | A kind of integrated form rotary actuator and its operation method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2507361A (en) * | 1946-03-09 | 1950-05-09 | Schweizerische Lokomotiv | Radial fluid motor with swinging cylinders and pistons |
| GB650810A (en) * | 1946-03-09 | 1951-03-07 | Schweizerische Lokomotiv | Improvements in or relating to fluid-driven piston motors |
| SU493558A1 (en) * | 1971-05-03 | 1975-11-28 | Свердловский Сельскохозяйственный Институт | Radial piston motor |
| SU659781A1 (en) * | 1978-03-27 | 1979-04-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт промышленных гидроприводов и гидроавтоматики | Radial-piston hydraulic machine |
| EP0117152A1 (en) * | 1983-02-21 | 1984-08-29 | South African Inventions Development Corporation | Hydraulic motor |
| CN108798989A (en) * | 2018-05-04 | 2018-11-13 | 何宝亮 | A kind of integrated form rotary actuator and its operation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102095598B1 (en) | A large reciprocating piston combustion engine, a control apparatus and a method for controlling such an engine | |
| CN100565158C (en) | Electro-hydraulic vibration control valve | |
| US8096787B2 (en) | Straight-line piston fluid engine with wobble drive valve actuation | |
| US20060048728A1 (en) | Mechanism for internal combustion piston engines | |
| RU2426914C2 (en) | Rotation piston device, steering linkage of wheel and rotary wheel drive with rotation-piston machine | |
| US2806431A (en) | Liquid piston engine or liquid piston pump | |
| RU2824244C1 (en) | Crank-piston hydraulic engine | |
| US2687118A (en) | Fluid motor embodying power units operatively connected to a crankshaft | |
| RU168587U1 (en) | HYDRAULIC DRIVE BALL VALVE | |
| CN201145632Y (en) | Electro-hydraulic vibration control valve | |
| SE9900948L (en) | Actuators for effecting the pivotal movement of a pivot arm | |
| RU2194163C1 (en) | Adjustable displacement piston machine | |
| RU2281399C2 (en) | Opposed-piston engine | |
| US3656405A (en) | Pressurized medium motor | |
| RU2267012C1 (en) | Piston machine | |
| CN102729811B (en) | A kind of bulldozer traveling gear of hydraulic oil cylinder driving and bulldozer | |
| RU2336419C1 (en) | Piston machine | |
| CN212272676U (en) | Pumping machinery hydraulic system and pumping machinery | |
| SU1643757A1 (en) | Axial piston engine | |
| US2889783A (en) | Pump or motor having four cylinders arranged in one plane | |
| RU21935U1 (en) | AIR MOTOR | |
| RU2625606C1 (en) | Piston machine | |
| CN102287409B (en) | Hydraulic follow-up rotating device | |
| CN202703260U (en) | Band track walking engineering machinery | |
| CN116336161B (en) | A compound low-speed heavy-load hydraulic motor based on gear meshing transmission |