К группе поршневых моторов по виду рабочих звеньев относится радиально-поршневый гидромотор возвратно-поступательного действия. Он может быть выполнен с постоянным или регулируемым объемом. Это механизм, где основными рабочими элементами являются поршни. Радиально-поршневые гидромоторы различают однократного действия и многократного. В первом случае, моторы однократного действия, устанавливаются в такие механизмы и машины, где требуется высокий вращающий момент. Этот тип гидромоторов используется обычно в качестве привода, с целью перекачивания вязких веществ, например, бетона и являются достаточно распространённым в использовании.
Радиально-поршневые гидромоторы многократного действия эксплуатируются в приводах мобильной техники, в сильно нагруженных механизмах, таких как, конвейеры и ведущие колеса мобильной техники, например. Такое название они получили благодаря количеству рабочих циклов за один оборот вала: при одном цикле за один оборот вала – однократные, при нескольких – многократные. Преимуществом многократных гидромоторов является возможность подключения и отключения рабочих камер. При отключении камеры с помощью распределителя, возникает необходимость подсоединить ее к сливу. Гидромоторы многократного действия дают больше вращающих моментов в сравнении с однократными.
Будучи обратимой конструкцией, радиально-поршневый агрегат чаще используется в режиме мотора, чем насоса. Конструктивно в немпоршни могут быть направлены как к центру, так и от него. Когда радиально-поршневый гидромотор создают регулируемым, то изменение рабочего объема и параметров регулирования возможно только при изменении эксцентриситета детали.
Радиально-поршневые гидромоторы разделяются на низкомоментные и высокомоментные. Высокомоментные могут быть выполнены одноходовыми и многоходовыми. В одноходовом моторе поршни выполняют один ход при одном обороте вала, следовательно, в многоходовых – несколько. В первых конструкциях объем достигается благодаря размерам поршней, а во втором – благодаря количеству ходов. Направляющая движения поршней данных агрегатов может быть внешней и внутренней. При работе одноходового радиально-поршневого гидромотора, жидкость поступает в рабочие камеры под давлением, действует на эксцентрик выходного вала при помощи поршней, создавая при этом вращательный момент. Высокомоментными их называют из-за способности развивать наиболее высокие вращающие движения в сравнении с другими гидравлическими моторами при низкой частоте вращения вала ротора. Служат радиально-поршневые гидромоторы этой разновидности для прямого привода низкооборотных механизмов. Радиально-поршневые машины устанавливают в прессах, обрабатывающих станках, машин для переработки пластмасс, строительно-дорожной технике.
Состоит радиально-поршневый гидромотор из корпуса, крышки, подшипников, эксцентрикового вала, шатунов, поршней, линий подвода и слива жидкости, распределительной оси. Основными компонентами радиально-поршневых машин есть распределитель, эксцентриковый вал, статор, ротор. Ротор представляет собой блок цилиндров, где расположены рабочие камеры, которые замыкаются поршнями. Поршни взаимодействуют с направляющей при помощи роликов или шатунов. Они могут располагаться в одной или нескольких плоскостях, следовательно, называются однорядными и многорядными. Рабочий объем двухрядных намного больше. Эти цилиндры расположены радиально. Распределитель в радиально-поршневом гидромоторевыполняет функцию регулирования направления жидкости и может быть цапфенный, торцовый или золотниковый. Чаще всего радиально-поршневые гидромоторы необратимы. Его принципом является поступление жидкости под давлением в распределитель, после чего по каналам она доставляется в полости цилиндров. Благодаря давлению, поршни передвигаются к центру и через шатуны создают вращение эксцентрикового вала. В остальных цилиндрах поршни движутся от центра под действием эксцентрика, благодаря чему вытесняется жидкость через линии каналов. При работе радиально-поршневых машин всегда небольшое количество жидкости попадает в корпус механизма, откуда отводится через установленные дренажные трубки.
При возникновении неполадок в работе радиально-поршневого гидромотора, их восстановление начнется с полной диагностики и закончится регулированием на специализированном стенде. При восстановлении и наладке чаще всего выполняется реставрация ротора, оси, втулок и поршней. Безусловно, поломка может быть несущественной и быстро устраняемой. Но обычно производится перешлифовка рабочей поверхности, замена всех уплотнений либо деталей ротора. Даже если ремонт был незначительным, все гидравлические механизмы проходят проверку – испытание.
Радиально-поршневые гидромоторы дают высокие крутящие моменты благодаря большому рабочему объему. При этом совсем не обязательно устанавливать крупный по габаритам редуктор. Мотор может функционировать на различных маслах.
Радиально-поршневой гидромотор чаще реверсивный, т.е. в нем возможно изменить и направление движения жидкости, и направление вращения. Эти механизмы отличаются от других надежностью и мощностью. Однако размеры рабочих камер не допускают использования слишком высоких давлений. При продаже всегда предлагается полное описание агрегата. В нем можно найти рабочий объем, давление, частоту вращения, вес. Также всегда указывается реверсивный или нереверсивный, регулируемы или нет, вид вала и крутящий момент.
Некоторые стандартные сферы применения радиально-поршневых гидромоторов :
Гидромотор хода MS18, MSE, MS05, MS08, MS11 - используются гидромоторы Poclain
Гидромотор опрыскивателя MS, A6VM - используются радиально-поршневые гидромоторы Poclain
Гидромотор на дробильную установку
Гидромотор на буровую машину
Гидромотор - колесо
hydromotor.com.ua
Сравнительная оценка основных параметров различных типов гидромашин показывает, что каждый из них имеет определенные преимущества и недостатки.
В последние годы для привода исполнительных механизмов вращательного движения все более широкое применение получают радиально-поршневые машины.
Радиально-поршневые машины, как и рассмотренные выше, обратимого действия. При этом гидромоторы по своему устройству бывают высокомоментные (низкооборотные) и низкомомент-ные (высокооборотные). Устройство, передающее вращательное движение с помощью высокомоментного (низкооборотного) гидромотора (ВМГ), по сравнению с устройством, передающим вращательное движение с помощью низкомоментного (высокооборотного) гидромотора и механического редуктора, характеризуется большей компактностью и меньшей массой, более высокими пусковым моментом (до 90%) и КПД, большим на 4 ... 6%.
Радиально-поршневым насосом называется роторный поршневой насос, у которого рабочие камеры образованы рабочими поверхностями поршней и цилиндров, а оси поршней расположены перпендикулярно к оси блока цилиндров (ротора) или составляют с ней углы 45°. В этих насосах жидкость вытесняется из рабочих камер (цилиндров) в процессе вращательно-поступательного движения вытеснителей.
Статор 1 радиально-поршпевого насоса (рис. 4.10) расположен эксцентрично относительно ротора 2. В цилиндрах, радиально расположенных в роторе (обычно 5 ... 9 шт.), находятся поршни 3, которые своей сферической головкой опираются на опорную (внутреннюю) поверхность статора. Оси цилиндров расположены в одной плоскости и пересекаются в одной точке (т. е. звездообразно). Распределение жидкости осуществляется неподвижным цапфенным распределителем 4, в котором А— всасывающая, а Б — нагнетательная полости.
Принцип работы насоса следующий. При вращении ротора, например, по ходу часовой стрелки поршни совершают сложное движение — они вращаются вместе с ротором и движутся возвратно-поступательно в своих цилиндрах, при этом постоянно контактируют с опорной поверхностью статора. Такой контакт обеспечивается за счет центробежных сил, усилиями пружин 5 и давлением жидкости (при наличии подпитки). В рабочих камерах, расположенных выше горизонтальной осевой линии статора, поршни перемещаются в направлении от цапфы 4. При этом цилиндры соединены со всасывающей полостью А. Так как объемы рабочих камер увеличиваются, то рабочая жидкость заполняет их — происходит процесс всасывания. Рабочие камеры, расположенные ниже осевой горизонтальной линии статора, соединены с полостью нагнетания Б. Поршни в этих камерах перемещаются в направлении к цапфенному распределителю и вытесняют рабочую жидкость на выход из насоса — происходит процесс нагнетания.
Аксиально-поршневые гидромашины.
Аксиально-поршневой гидромашиной называется роторная машина, у которой рабочие камеры образованы поверхностями цилиндров и поршней, а оси поршней параллельны (аксиальны) оси блока цилиндров (ротора) или составляют с ней угол не >45°.
Аксиально-поршневые гидромашины при передаче равной мощности отличаются от других поршневых гидромашин наибольшей компактностью и, следовательно, наименьшей массой. Имея рабочие органы с малыми габаритными размерами и поэтому с малым моментом инерции, они способны быстро изменять частоту вращения. Эти специальные свойства обусловили их широкое применение в качестве регулируемых и нерегулируемых насосов и гидромоторов для гидропередач, обслуживающих дорожные, строительные, транспортные машины и другие системы, а также в следящих гидроприводах большой точности.
Согласно схеме передачи движения к вытеснителям различают линейные (с наклонным диском) и угловые (с наклонным блоком) аксиально-поршневые гидромашины. Обе разновидности гидрома-шнн выпускают с постоянным (нерегулируемым) и переменным (регулируемым) рабочим объемом.
Насосы с наклонным диском имеют наиболее простые конструктивные схемы. В них поршни 3 связаны с наклонным диском 4 точечным касанием (рис. 4.12, а) или шарнирами (рис. 4.12, б). Блок цилиндров 2 с поршнями 3 приводится во вращение валом 5. Для подвода и отвода рабочей жидкости к рабочим камерам в торцовом распределительном диске 1 имеются два дугообразных
окна В и Н. Для обеспечения движения поршней во время процесса всасывания применяется принудительное перемещение поршней посредством шатунов 7 при шарнирном соединении поршней с наклонным диском, а для поршней с точечным касанием — за счет цилиндрических пружин 6 или давления подпитки в полости низкого давления.
Принцип действия насоса заключается в следующем. При вращении вала насоса крутящий момент передается блоку цилиндров. При этом из-за наклона диска поршни совершают сложное движение: вращаются вместе с блоком цилиндров и одновременно с этим совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах блока, при котором происходят процессы всасывания и нагнетания. При вращении блока цилиндров рабочие камеры, находящиеся слева от вертикальной оси распределительного диска 1, соединяются со всасывающим окном В. Поршни в этих камерах движутся от распределительного диска. Объем камер при этом увеличивается, и жидкость под действием перепада давлений поступает в рабочую камеру. Так происходит процесс всасывания.
Рабочие камеры, находящиеся справа от вертикальной оси распределительного диска, соединяются с нагнетательным окном И. При этом поршни движутся в направлении к распределительному диску и вытесняют жидкость нз рабочих камер через распределительный диск в напорную линию.
В насосе с наклонным блоком (рис. 4.13) поршни 3 расположены в блоке цилиндров 2 и шарнирно соединены шатунами 7 с фланцем 4 вала 5. Для отвода и подвода рабочей жидкости к рабочим камерам в торцовом распределительном диске / выполнены дна дугообразных окна В и Н. Карданный механизм 6 передает крутящий момент от вала 5 к блоку цилиндров 2. В остальном насос с наклонным блоком аналогичен насосу с наклонным диском.
Аксиально поршневые насосы являются обратимыми гидрома шинами и могут использоваться в качестве гидромоторов.Ревер сирование гидромотора осуществляется изменением направления подводимого потока жидкости. Основными направлениями совершенствования конструкций аксиально-поршневых машин являются улучшение их энергетических показателей и в первую очередь таких, как номинальное давление, частота вращения и угол наклона блока цилиндров. Наибольшее распространение в объемных гидроприводах мобильных машин, работающих в средних и тяжелых режимах нагрузок с большой частотой включения, получили аксиально-поршневые гидромашины серий 200 и 300. Аксиально-поршневые гидромашины серии 200 выпускаются в виде насосов с регулируемой и нерегулируемой подачей и реверсивных нерегулируемых гидромоторов. Структура условного-обозначения аксиально-поршневых машин этой серии приведена на рис. 4.14.
По принципу действия аксиально-поршневые насосы и гидромоторы типа 210 являются обратимыми гидромашинами. Насос типа 210.20 (рис. 4.15) является гидравлической машиной объемного действия с аксиально-расположенными поршня-
ми, совершающими возвратно-поступательное движение в рабочих камерах ротора. Качающий узел состоит из приводного вала 1, семи поршней 11 с шатунами 12, блока цилиндров 6, центрируемого сферическим распределителем 7. За один оборот приводного вила каждый поршень совершает один двойной ход, при этом поршень, выходящий из ротора, засасывает рабочую жидкость в освобожденный объем, а при движении в обратном направлении — вытесняет рабочую жидкость в напорную линию
В регулируемом насосе типа 207 (рис. 4.16) можно изменять наклон блока в процессе работы. Корпус 11 насоса может быть повернут с помощью цапфы 9 относительно неподвижного корпуса 3 на угол от 0 до 25°. Количество подаваемой жидкости при этом изменяется пропорционально углу наклона блока цилиндров 11 и частоте вращения вала 1 насоса. Этим достигается бесступенчатое регулирование потока жидкости независимо от частоты вращения приводного двигателя. Усилие, которое необходимо приложить к цапфе, может быть таким, что непосредственное управление подачей насоса без применения усиливающих устройств становится невозможным. Поэтому при высоком рабочем давлении жидкости насосы используют с усилителями механического и гидравлического типов. Механические усилители могут быть как с ручным, так и с электрическим управлением. Гидравлические усилители оборудуются непосредственным или дистанционным управлением. На ряде машин применяют также устройства, автоматически изменяющие угол наклона блока цилиндров в зависимости отдавления в гидросистеме (регуляторы постоянной мощности или ограничители мощности). На ряде дорожностроительных машин, и в первую очередь на гидравлических экскаваторах, устанавливаются регулируемые аксиально-поршневые насосы, которые состоят из двух унифицированных качающих узлов типа 207, установленных параллельна в одном корпусе. Подобные насосы получили название двухпо точных типа 223 (рис. 4.17).
Поворотные корпуса / и 7 двух качающих секций установлены на подшипниках и могут поворачиваться вокруг вертикальной оси на угол до 25°, чем достигается изменение подачи насоса. При этом оба корпуса жестко связаны между собой траверсой 4 регулятора и могут поворачиваться только синхронно под воздействием регулятора мощности.
Регулятор мощности представляет собой двухступенчатый золотник 2, помещенный непосредственно в корпусе насоса. Площади ступеней золотника регулятора равны. Под каждую ступень подводится давление нагнетания р1 и р2 от качающих секций. Золотник соединен цапфами 9 с блоками цилиндров и воспринимает с одной стороны усилие пружин 3, а с другой — усилие, создаваемое давлениями р1 и р2. При работе с малым давлением пружины удерживают корпуса 1 и 7 на наибольшем угле поворота, обеспечивая максимальную подачу насоса.
Когда давление возрастет, золотник сжимает пружины, снижая подачу насоса. Пружины и упорную шайбу 12 подбирают таким образом, чтобы сохранить постоянной заданную мощность привода. Основные характеристики аксиально-поршневых гидромашин серии 200 приведены в табл. 4.4. Аксиально-поршневые гидромашины серни 300 являются усовершенствованными машинами серии 200 за счет повышения технического ресурса в 1,5—2 раза, номинального давления до 32 МПа и максимального давления до 40 МПа. Эти гидромашины в обоснованных случаях могут заменить гидромашины серии 200. Они имеют более широкую номенклатуру. Основные типораз-меры гидромашин серии 300 и их характеристики приведены в табл. 4.5. В гидромашинах серии 300 использованы общие с гидромашинами серии 200 конструктивные решения с использованием нового принципа изменении рабочего объема с поворотным распределителем.
Качающий узел является общей для всех гидромашин серии 300 унифицированной сборочной единицей. Подшипники качения также унифицированы для всех типоразмеров машин (кроме типоразмера с рабочим объемом 224 см3). Унифицированный ряд аксиально-поршневых нерегулируемых насосов типа 311 и гидромоторов типа 310 основан на использовании общих конструктивных решений, принятых длл гидромапшн серии 200, с учетом указанных выше направлений их совершенствования.
Конструктивное исполнение регулируемых гидромоторов типа 312 основано на использовании основных деталей нерегулируемых гидромоторов типа 310 с наклонным блоком цилиндров и сферическим распределителем. Регулируемые гидромоторы типа 312 имеют также семь поршней с шатунами. Изменение рабочего объема достигается перемещением сферического распределителя при угле наклона цилиндров к оси вала 25 ... 7°. Из-за резкого снижения КПД не рекомендуется наклонять блок цилиндроп на угол <7°. В корпусе гидромотора установлен гидравлический регулятор рабочего объема непрерывного действия с дифференциальным плунжером. Двухпоточный регулируемый насос типоразмера 323.20 (рис. 4.18) состоит из двух качающих узлов аксиально-поршневого типа с наклонным блоком цилиндров. Регулирование расхода обеспечивается наклоном блока цилиндров 4 относительно оси вала 1. Максимальный угол наклона (25°) соответствует наибольшему рабочему объему качающего узла (112 см3). Подвод и отвод рабочей жидкости осуществляются по торцовым сферической и цилиндрической поверхностям распределителя 5 через окна и каналы в корпусе 6.
Для повышения рабочих параметров (давления и объемной подачи) блок цилиндров выполнен из высокопрочного антифрикционного сплава, усилено крепление шатунов во фланцах вала,расширены всасывающие и нагнетательные окна на поверхностях распределителя.
Для регулирования рабочего объема каждого качающего узла применен регулятор непрямого действия, состоящий из следящего гидроусилителя с датчиком 7 поршневого типа, имеющим две равные активные площади управления, следящего золотника 8, питаемого от напорной гидролинии наибольшего давления, комплекта пружин, обеспечивающих заданный закон регулирования, и исполнительного гидроцилиндра с дифференциальным плунжером 9.
Конструкция двухпоточного насоса типоразмера 323.20 предусматривает возможность установки третьего нерегулируемого качающего узла, который в зависимости от назначения машины может быть использован для питания отдельных исполнительных механизмов и машин (рулевое управление, поворот грейфера,, привод вентилятора и т. д.) или для привода рабочих органов машины. Трехпоточный регулируемый насос имеет шифр 333.20.
studfiles.net
| Основные Продукции: | Гидромотор, Гидронасос, Гидравлические Детали Двигателя, Гидравлические Части Насоса, Гидравлическая Система |
ru.made-in-china.com
Схематическое изображение принципа работырадиально-поршневого одноходового гидромотора приведено на рис.1.
Под действием давления жидкости поступающей из нагнетательной магистрали системы в рабочие камеры, объем которых увеличивается, поршни 5 через шатуны 4 воздействуют на эксцентрик выходного вала, установленного в подшипниках в корпусе 1, создавая крутящий момент. Рабочие камеры, объем которых уменьшается, при этом сообщаются со сливной магистралью. Сообщение рабочих камер со сливной и нагнетательной магистралями осуществляется с помощью механизма распределения аналогично тому, как это выполняется в гидронасосах (на схеме этот механизм не показан). Опора шатунов на эксцентрик может осуществляться либо через подшипник качения, либо напрямую, и тогда, для уменьшения удельных нагрузок в месте контакта, в шатуне выполняется разгрузочная камера, в которую подается масло из рабочей камеры через сверление в теле шатуна.
Конструкция радиально-поршневого гидромотора показана на рис.2
В корпусе 1 и передней крышке 6 в двух подшипниках высокой грузоподъемности установлен эксцентриковый вал 2, с которым взаимодействуют через шатуны 3 поршни 4, перемещающиеся в радиальных расточках корпуса 1. В задней крышке 8, в котором выполнены каналы “а” и “б” подвода и слива рабочей жидкости, вращается распределительная ось, соединенная с валом 2 с помощью самоустанавливающейся муфты. В оси 7 выполнены распределительные окна, через которые (а также канал “в”) рабочие камеры гидромотора сообщаются попеременно то с нагнетательной, то со сливной магистралями. Часть поршней совершает под действием давления подводимой жидкости рабочий ход, создавая крутящий момент, а другая часть поршней вытесняет жидкость из камер на слив, чтобы затем совершить рабочий ход и т.д. Если поршни гидромотора располагаются в одной плоскости, то такие моторы называются однорядными, а если поршни располагаются в нескольких плоскостях, то это двухрядные или многорядные моторы.
www.metalstanki.com.ua
Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания, преимущественно с рабочей камерой, образованной овалом Кассини. Сущность изобретения: радиальное уплотнение роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания с кольцевым цилиндром, содержащее радиальный уплотнительный элемент, подпружиненный груз, свободно установленный в радиальном пазу ротора-поршня и кинематически связанный посредством тяг с уплотнительным элементом. В грузе выполнен паз с наклонными боковыми поверхностями, сужающимися по направлению к оси вращения ротора и с прямыми участками по их концам, с которыми кинематически связаны тяги, причем уплотнительный элемент выполнен в виде радиального уплотнительного кольца, а кинематическая связь тяг и поверхности паза груза выполнена посредством роликов. 8 ил.
Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания, преимущественно с рабочей камерой, образованной овалом Кассини.
Известны три способа взаимодействия радиального уплотнительного кольца и рабочей поверхности корпуса: контактные, бесконтактные и контактные с устройствами, снижающими величину сил инерции радиальных уплотнительных элементов посредством системы рычагов и грузов, противодействующих значительному увеличению сил инерции радиальных уплотнительных элементов при возрастании частоты вращения ротора. Контактный способ взаимодействия рабочих поверхностей радиального уплотнительного кольца и корпуса обладает рядом недостатков. Ограничение скорости скольжения ротора до 30 м/с снижает весогабаритные и удельные показатели роторно-поршневого двигателя. Контактный характер работы радиальных уплотнений с рабочей поверхностью корпуса требует создания специальных смазывающихся материалов с учетом наличия тяжелых специфических условий работы радиальных уплотнительных элементов. При таком способе уплотнений происходит сильный износ радиальных уплотнений и соответственно снижение долговечности их работы. Бесконтактный способ взаимодействия радиальных уплотнительных элементов и рабочей поверхности корпуса также обладает недостатками. Для таких уплотнений характерны высокая пусковая частота вращения ротора и высокий уровень частоты вращения ротора в режиме средних и номинальных нагрузок. Несмотря на высокий уровень частоты вращения ротора, имеют место значительные утечки рабочего тела, что резко снижает мощность, топливную экономичность и удельные весогабаритные показатели роторно-поршневого двигателя. Этот способ уплотнения является неперспективным также и из-за низкого коэффициента приспособляемости тяговой характеристики двигателя. Известен механизм разгрузки радиальных уплотнительных пластин от центробежных сил для роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания с трохоидальной рабочей камерой, содержащей радиальные уплотнительные кольца, контактирующие с поверхностью корпуса, и размещенный в пазу поршня груз. Механизм содержит неравноплечие противовесы с грузами, установленные на осях, укрепленных в вершинах ротора-поршня перпендикулярно пазу уплотнительной пластины. Грузы противовесов расположены внахлест относительно один другого, смещены от продольной оси уплотнительной пластины и их суммарная толщина меньше толщины уплотнительной пластины. На поверхности уплотнительной пластины, контактирующей с грузами противовесов, выполнены выступы, смещенные к боковым поверхностям пластины. Недостатком известного механизма является наличие постоянного контакта между радиальным уплотнительным элементом и рабочей поверхностью корпуса, что сопровождается высокими удельными давлениями по всей поверхности контакта и высокими скоростями скольжения до 28-30 м/с. В зону контакта невозможно подать смазку, так как уплотнения работают при высоких температурах. Все вышеуказанные условия работы радиальных уплотнений и рабочей поверхности корпуса усиливают их износ, снижают срок службы, т.е. долговечность их работы. Наиболее близким техническим решением является уплотнение для поршней роторной поршневой машины с центральной осью, содержащее радиальный уплотнительный элемент, подпружиненный груз, свободно установленный в радиальном пазу ротора-поршня и кинематически связанный посредством тяг с уплотнительным элементом. Данное уплотнение содержит механизм системы уплотнений с разгрузочным устройством. В этом устройстве грузик имеет цилиндрические канавки, в которые установлены шаровые головки рычагов. Другие концы рычагов вставлены в сферические гнезда. Рычаги имеют возможность поворота относительно осей. Во время вращения ротора грузик под действием центробежных сил перемещается от центра ротора и, захватив концы рычагов, поворачивает последние вокруг осей. При этом другие концы рычагов воздействуют на уплотнительную рамку к оси ротора. При повышении числа оборотов ротора с момента запуска и до номинальных оборотов данное уплотнение в силу заданных соотношений масс грузика и уплотнительной рамки, а также соотношения плеч рычагов относительно оси, выполняет задачу по снижению износа рабочей поверхности корпуса и уплотнительной рамки. С момента вращения центробежные силы одновременно действуют как на грузик, так и на уплотнительные рамки. Грузик не имеет свободного хода относительно рычагов и непосредственно воздействует сразу на уплотнительную рамку через рычаги при действии силы инерции на грузик. Поэтому дальнейшее увеличение оборотов ротора и соответственно увеличение сил инерции, действующих на груз, будет уменьшать результирующую силу инерции, обеспечивая постоянный гарантированный контакт уплотнительной рамки с рабочей поверхностью. Наличие постоянного контакта между радиальным уплотнительным элементом и рабочей поверхностью корпуса сопровождается высокими удельными давлениями по всей поверхности контакта и высокими скоростями скольжения. В зону контакта невозможно подать смазку, так как уплотнения работают при высоких температурах. А все это усиливает износ рабочей поверхности корпуса и радиальных уплотнений, снижает срок службы. Повышение долговечности радиальных уплотнительных колец и рабочей поверхности корпуса путем создания переменного контакта между ними. Сущность изобретения достигается тем, что в радиальном уплотнении, содержащем радиальный уплотнительный элемент, подпружиненный груз, свободно установленный в радиальном пазу ротора-поршня и кинематически связанный посредством тяг с уплотнительным элементом, в грузе выполнен паз с наклонными боковыми поверхностями, сужающимися по направлению к оси вращения ротора, и с прямыми участками по их концам, с которыми кинематически связаны тяги, причем уплотнительный элемент выполнен в виде радиального уплотнительного кольца, а кинематическая связь тяг и поверхности паза груза выполнена посредством роликов. При выходе ротора на режим средних нагрузок, т.е. при частоте вращения ротора свыше 1150 об/мин радиальное уплотнительное кольцо сжимается в направлении центра ротора и рабочая поверхность уплотнительного кольца отрывается от поверхности корпуса и удерживается в таком состоянии. На фиг. 1 изображено устройство уплотнения рабочих камер роторного двигателя внутреннего сгорания при запуске двигателя и в режиме холостого хода и малых нагрузок; на фиг.2 - то же, при достижении ротором частоты вращения свыше 1150 об/мин; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.3; на фиг.5 - разрез В-В на фиг. 2 на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.7 приведена расчетная схема распределения усилий; на фиг.8 - вариант роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания с рабочей камерой, образованный овалом Кассини, в поперечном разрезе. Радиальное уплотнение содержит груз 1, размещенный в пазу 2 поршня 3 с возможностью радиального перемещения между стенками 4, снабженными продольными соосными пазами 5, в которых установлен направляющий палец 6, проходящий через груз 1, который подпружинен пружиной 7, постоянно воздействующей на него. Груз 1 выполнен из двух половин, связанных между собой винтами 8, и снабжен продольным пазом 9. Боковые поверхности 10 паза 9 выполнены наклонными под углом
20о, сужающимися к центру ротора 11 и с прямыми участками 12 по их концам. С боковыми поверхностями 10 паза 9 контактируют ролики 13, связанные тягами 14 с наголовниками 15, выполненными на противоположном от роликов 13 концах тяг 14. Каждая тяга 14 размещена под углом 
20о. Наголовники 15 контактируют с радиальным уплотнительным кольцом 16, которое взаимодействует с рабочей поверхностью 17 корпуса 18 двигателя и с уплотнительными планками 19, расширяющими усилием пружины 20 уплотнительное кольцо 16. Уплотнение работает следующим образом. При запуске двигателя в режиме холостого хода и малых нагрузок радиальные уплотнительные кольца 16 взаимодействуют с рабочей поверхностью 17 корпуса 18 двигателя внутреннего сгорания. При вращении ротора 11 и достижении им частоты вращения свыше 1150 об/мин на груз 1 действует центробежная сила, по величине превосходящая начальное усилие возвратной пружины 7. Груз 1, сжимая пружину 7 начинает перемещаться в пазу 2 поршня 3 в направлении от центра ротора 11. При этом направляющий палец 6 взаимодействует с продольными пазами 5, выполненными в стенках 4, между которыми перемещается груз 1. Первоначально ролики 13 взаимодействуют с прямыми участками 12 боковых сторон 10 продольного паза 9, а затем при дальнейшем перемещении груза 1 с его наклонными боковыми поверхностями 10. В результате взаимодействия наклонных боковых поверхностей 10 паза 9 с роликами 13 последние, перемещаясь, увлекают за собой тяги 14, проходящие через отверстия в поршне 3. Благодаря этому наголовники 15, закрепленные на противоположном от роликов 13 конце тяг 14, оказывают сжимающее взаимодействие с обеих сторон на радиальное уплотнительное кольцо 16, которое прижимается в поршне 3 и выходит из контакта с рабочей поверхностью 17 корпуса 18 двигателя внутреннего сгорания, и на планки 19, преодолевая усилие пружины 20. По мере роста числа оборотов ротора 11 и достижения им уровня номинальных оборотов, например, 2500 об/мин сжатие радиального уплотнительного кольца 16, осуществляемое за счет центробежной силы, будет устойчивым, что обеспечивает постоянную бесконтактную работу радиальных уплотнительных колец 16 в диапазоне чисел оборотов ротора 11 от 1200 до 2500 об/мин и выше. Таким образом, работа уплотнения происходит в две стадии: первая стадия начинается с момента воздействия наголовников 15 на уплотнительное кольцо 16, когда последнее под действием тяг 14 перемещается к центру ротора 11 до упора во внутреннюю стенку канавки в точке А (фиг.2), выполненной в поршне 3. Этим заканчивается первая стадия. Вторая стадия начинается с момента начала сжатия уплотнительного кольца 16 относительно точки А (фиг.2), т.е. с момента отрыва его от рабочей поверхности 17 корпуса 18 двигателя, и заканчивается упором внутренней части кольца 16 во внутреннюю стенку канавки поршня 3. При этом преодолеваются сила упругости уплотнительного кольца 16 и сила упругости пружины 20, расширяющей через планки 19 концы кольца 16. Указанные две стадии обеспечивают отрыв уплотнительного кольца 16 от рабочей поверхности 17 корпуса 18 двигателя по всему контуру его первоначального контакта с рабочими поверхностями 17 корпуса 18. Таким образом обеспечивается переменный контакт радиальных уплотнительных колец 16 с рабочей поверхностью 17 корпуса 18 двигателя. Снижение времени контакта уплотнительных колец с рабочей поверхностью корпуса двигателя за счет прерывания их контакта благоприятно влияет на условия работы. Срок службы уплотнительных колец увеличивается и снижается износ рабочей поверхности корпуса, стабилизируются мощностные, экономические, удельные и весогабаритные показатели роторно-поршневого двигателя, расширяются возможности повышения уровня частоты вращения ротора за пределами скорости скольжения 30 м/с, что влечет за собой повышение мощности и удельные массогабаритные показатели.Формула изобретения
РАДИАЛЬНОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее радиальный уплотнительный элемент, подпружиненный груз, свободно установленный в радиальном пазу ротора-поршня и кинематически связанный посредством тяг с уплотнительным элементом, отличающееся тем, что в грузе выполнен паз с наклонными боковыми поверхностями, суживающимися по направлению к оси вращения ротора, и с прямыми участками по их концам, с которыми кинематически связаны тяги, причем уплотнительный элемент выполнен в виде радиального уплотнительного кольца, а кинематическая связь тяг и поверхностей паза груза выполнена посредством роликов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8www.findpatent.ru
(71) Заявитель Аванесов Виталий Борисович(72) Автор Аванесов Виталий Борисович(73) Патентообладатель Аванесов Виталий Борисович(57) 1. Ротационный радиально-поршневой двигатель, содержащий корпус с цилиндрической соединительной шейкой, ось, жестко закрепленную одним участком в корпусе параллельно соединительной шейке и смещенную относительно нее, блок цилиндров с радиально расположенными цилиндрами, установленный в корпусе на свободном участке оси с возможностью вращения, крышку, связанную с корпусом посредством соединительной шейки последнего, приводной вал, установленный в центре крышки посредством подшипников, планшайбу, жестко закрепленную на валу и связанную с поршнями в цилиндрах посредством шатунов, при этом в оси выполнены каналы подвода и отвода, отличающийся тем, что корпус и крышка обустроены вентиляционными окнами и ограждениямистенками с цилиндрическими внутренними кромками, соосными оси, и радиусом, равным 9333 1 2007.06.30 радиусу блока цилиндров ось обустроена воздухозаборной полостью с входным отверстием со стороны защемленного участка оси, на противоположном глухом торце параллельно ей обустроена монолитно с торцом опорно-центрирующая ось, смещенная относительно основной оси, на свободном участке оси последовательно по окружности обустроены воздушный канал, соединенный с воздухозаборной полостью, топливный канал, декомпрессионный канал, фор-камера со стартерным каналом и элементом накала блок цилиндров выполнен монолитным колесом со ступицей, спицами, обустроенными радиаторными ребрами, и ободом при этом спицы выполнены в виде лопастей вентилятора и в них заподлицо с поверхностью блока цилиндров встроены цилиндры с частичной прорезью вдоль цилиндра планшайба установлена в крышке на подшипниках и обустроена с одной стороны шлицевым отверстием под ведомый вал, а с другойотверстием под подшипник, контактирующий с опорно-центрирующей осью каждый поршень выполнен с возможностью частичного выдвижения из блока цилиндров и обустроен сбоку, перпендикулярно его оси, монолитными с его цилиндрической поверхностью кронштейном с осью, выполнен сквозным и снабжен с рабочей стороны клапаном со штоком, с другой стороны обустроен отверстием-соплом, направленным в сторону, обратную вращению блока цилиндров, на его верхней внешней кромке вдоль по центру выполнена канавка с центральным отверстием, контактирующим со штоком клапана внутренняя цилиндрическая стенка корпуса повторяет контур внешних кромок поршня со штоком, снабжена управляемой заслонкой и кулачком, жестко закрепленным вблизи верхней нейтральной точки и контактирующим со штоком клапана. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что снабжен стартерным устройством,включающим ресивер, соединенный с фор-камерой стартерным каналом с автоматически управляемым клапаном, и обводной канал с управляемым клапаном. Изобретение относится к ротационным поршневым двигателям и может быть использовано во всех отраслях промышленности, в том числе в транспорте. Схожими по кинематической схеме устройствами являются ротационный двигателькомпрессор - а.с. СССР 1254197 1, МПК 04 В 27/04 - и более близкая по схеме ротационная машина объемного вытеснения - заявка 4893521/29(122249), по свидетельству ВНИИГПэ,авторское свидетельство на это изобретение до 1 июля 1992 г. выдано на имя Государственного патентного фонда. Ротационная машина объемного вытеснения содержит корпус с цилиндрической соединительной шейкой ось, жестко закрепленную одним участком в корпусе параллельно цилиндрической шейке и смещенную относительно нее блок цилиндров с радиально расположенными цилиндрами, установленный в корпусе на свободном участке оси с возможностью вращения крышку корпуса, связанную с ним посредством соединительной шейки последнего приводной вал, установленный в центре крышки посредством подшипников планшайбу, жестко закрепленную на валу и связанную с поршнями в цилиндрах посредством шатунов, при этом в оси выполнены каналы подвода и отвода. Недостатком этих устройств является то, что они скомпонованы как насос-компрессоры и выполнить двигатель с предельно высокой удельной мощностью и высоким КПД на их основе невозможно. Цель изобретения - создание ротационного радиально-поршневого двигателя с предельно высокими удельной мощностью и КПД, экономичного, бесшумного, экологичного и надежного, за счет 1. Компоновки его многофункциональными деталями и узлами, тем самым заменив агрегаты, сопутствующие поршневым двигателям и отбирающие часть мощности у них. 2. Снабжения двигателя единым постоянным пульсирующим факелом, обеспечивающим цилиндры постоянным давлением при продолжительном рабочем такте. 2 9333 1 2007.06.30 3. Придачи блоку цилиндров качества турбины, добавляющего к общему крутящему моменту значительную энергию. На фиг. 1 изображен поперечный разрез двигателя по центрам цилиндров на фиг. 2 разрез В-В на фиг. 1 на фиг. 3 - узелна фиг. 1 на фиг. 4 - узелна фиг. 2 на фиг. 5 узелна фиг. 2 на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 2 на фиг. 7 - узелна фиг. 2 на фиг. 8 сечение Д-Д на фиг. 5 на фиг. 9 - вид Е на фиг. 7 на фиг. 10 - сечение Ж-Ж на фиг. 8 на фиг. 11 - узелна фиг. 1 на фиг. 12 - сечение З-З на фиг. 3 на фиг. 13 - схема стартерного устройства на фиг. 14 - развертка И-И на фиг. 1. Двигатель содержит корпус 1 с цилиндрической соединительной шейкой 2, соосной главной оси А двигателя симметричную крышку 3 с соединительной шейкой 4, связывающую ее с корпусом 1 посредством соединительной шейки последнего ось 5, жестко закрепленную одним участком в корпусе 1 параллельно главной оси А и смещенную на ось Б на величинублок-цилиндров 6 - монолитное колесо со ступицей, радиальными массивными спицами, обустроенными ребрами, ободом с цилиндрической поверхностью - установлен на свободном участке оси 5 на подшипники и уплотнитель, при этом в поперечном сечении спицы выполнены в виде лопастей вентилятора и в них встроены цилиндры 7 планшайбу 8,установленную в крышке 3 на подшипниках, обустроенную с одной стороны внутренней шлицевой шейкой 9 под ведомый вал, с другой - отверстием под подшипник 10 планшайба 8 связана посредством шатунов 11 с поршнями 12 в цилиндрах 7. Корпус 1 и крышка 3 обустроены вентиляционными окнами 13 и 14, ограждениямистенками 15 и 16 с цилиндрической и конической внутренними кромками 17 и 18 соответственно, соосными оси 5, и радиусом равным, радиусу блока цилиндров 6. Ось 5 обустроена воздухозаборной полостью 19 с входным отверстием со стороны защемленного участка оси, на противоположном глухом торце оси выполнена монолитно с ней опорно-центрирующая ось 20, контактирующая с отверстием под подшипник 10 и смещенная относительно оси 5 на величину , на свободном участке оси 5 расположены по окружности последовательно воздушный канал 21, соединенный с воздухозаборной полостью 19, топливный канал 22, декомпрессионный канал 23 с управляемым затвором,фор-камера 24 со стартерным каналом 25 и элементом канала 26, расположенным в начале фор-камеры. Каждый сквозной цилиндр 7 встроен торцом заподлицо с поверхностью блока цилиндров 6 и выполнен с частичной продольной прорезью 28 от этого торца шириной , равной ширине кронштейна 29, и длиной 2. Поршень 12 выполнен с возможностью частично выдвигаться из цилиндра и сбоку перпендикулярно к его оси обустроен монолитными с его цилиндрической поверхностью кронштейном 29 с осью 30, выполнен сквозным с полостью 31, снабженной с рабочей стороны клапаном 32 со штоком 33, с другой - выполнен отверстием-соплом 34, направленным в сторону, обратную вращению блока цилиндров 6, а на его верхней внешней кромке, вдоль по центру выполнена канавка 35 с центральным отверстием 36, контактирующим со штоком 33 клапана 32. Внутренняя цилиндрическая стенка 37 корпуса 1 с центром А повторяет траекторию внешних кромок поршня 12 и штока 33 с гарантируемым зазором, снабжена управляемой заслонкой 38 и вблизи верхней нейтральной точки снабжена жестко закрепленным кулачком 39 с возможностью регулирования и контактирующим со штоком 33. В момент вращения блока цилиндров посредством цилиндрической внутренней стенки 37 корпуса 1, цилиндрической внешней поверхности блока цилиндров 6, оградительных фланцевых стенок 15 и 16 корпуса 1 и крышки 3 соответственно, выдвигаемой из блока цилиндров 6 частью поршня 12, двигатель обустроен полостью изменяемого объема 40. Двигатель также снабжен стартерным устройством в составе ресивера 41, соединенного с фор-камерой 24 стартерным каналом 25 с автоматически управляемым клапаном 42,обводным каналом 43 с управляемым клапаном 44. 3 9333 1 2007.06.30 Ко всему, блок цилиндров 6 выполнен с отверстиями 45 для сообщения между каналами 21, 22, 23, фор-камерой 24 с цилиндрами 7 ось 5 снабжена уплотнителем 46 двигатель снабжен запорной гайкой 47 между взаимодвижущими поверхностями обеспечен минимальный гарантируемый зазор 48. За один оборот блока цилиндров каждый цилиндр проходит сектор рабочего хода 49,сектор выхлопа 50, сектор продувки 51, сектор подачи топлива 52, сектор сжатия 53. Запуск и работа ротационного радиально-поршневого двигателя. Исходное положение управляемая заслонка 38 открыта, клапан 44 на обводном канале 43, декомпрессионный канал 23, топливный канал 22 закрыты, элемент накала 26 обесточен, ресивер 41 заполнен газом под давлением. Открываются одновременно управляемый затвор декомпрессионного канала 23, клапан 44 на обводном канале 43, и сжатый в ресивере 41 газ начинает вращать блок цилиндров 6 и доводит частоту вращения его до достаточного. Закрывается клапан 44 на обводном канале 43, блок цилиндров с цилиндрами 7 и поршнями 12 в них, планшайба 8 с шатунами 11, ведомый вал и т.д., имея значительную массу, превращаются в маховик с энергией, достаточной для нескольких оборотов вхолостую. Подается напряжение на элемент накала 26. Одновременно закрываются декомпрессионный канал 23, заслонка 38, включается топливный канал 22, и струя сжатой топливной смеси, вытесняя остатки стартерного газа в фор-камере 24, поджигается элементом накала 26. Все последующие цилиндры вносят в фор-камеру 24 свои порции смеси. В форкамере возникает постоянный пульсирующий факел с регулируемым режимом горения. Элемент накала 26 выключается. В силу того что в момент контакта очередного цилиндра с фор-камерой объем его сжатой смеси ничтожно мал в сравнении с суммарным объемом факела в фор-камере и цилиндре (цилиндрах), не потерявшем(ших) контакта с ней, давление в рабочей полости очередного цилиндра моментально приобретает давление общего факела и остается постоянным до момента потери контакта с фор-камерой. Не доходя до конца сектора рабочего хода 4915, цилиндр теряет контакт с форкамерой, герметизируется, и в его рабочей полости идет дожигание оставшейся там части факела. За 15-20 до нейтральной верхней точки цилиндр входит в сектор выхлопа 50, шток 33 клапана 32 контактирует с кулачком 39, и клапан открывается. Резкий динамичный первый этап выхлопа из радиальной полости 31 через отверстие-сопло 34 поршня 12, реактивной струей устремляется в полость 40 с относительным вакуумом в направлении,обратном вращению блока цилиндров 6, и создает, во-первых, импульс реактивной силы,которая при значительной длине плеча дает дополнительный крутящий момент, а пульсирующая реактивная струя газа вращающегося блока цилиндров 6 увеличивает КПД двигателя, во-вторых, выхлоп в относительный вакуум внутри двигателя глушит его резкий звук. В резонанс с выходом отработанных газов в конце сектора 50 цилиндр входит в контакт с воздушным каналом 21 на оси 5, и в секторе 51 свежий воздух под действием центробежных сил выталкивает остатки отработанных газов и занимает полость цилиндра 7. Контакт между штоком 33 и кулачком 39 прерывается, клапан 32 под действием потока воздуха и центробежных сил закрывается, и одновременно у цилиндра прерывается контакт с воздушным каналом 21, и он герметизируется. В секторе подачи топлива 52 открывается топливный канал 22, топливо под давлением впрыскивается в полость цилиндра, где мгновенно возрастает давление, которое растет по ходу сжатия и достигает проектного в конце сектора сжатия 53. Цикл процессов в полости цилиндра заканчивается. Управляемая заслонка 38 открывается только при запуске двигателя. Отработанный газ факела устремляется в ресивер 41 по стартерному каналу 25, где он остывает, сжимается, и следующие порции газа доводят давление в ресивере до проектно 4 9333 1 2007.06.30 го 120 атм. при нормальной температуре, автоматический клапан 42 закрывается, ресивер 41 заряжен и остается под зарядкой до следующего запуска двигателя. Одной зарядки хватает на несколько запусков. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7
<a href="http://bypatents.com/7-9333-rotacionnyjj-radialno-porshnevojj-dvigatel.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Ротационный радиально-поршневой двигатель</a>
bypatents.com
| Основные Продукции: | Гидромотор, Гидронасос, Гидравлические Детали Двигателя, Гидравлические Части Насоса, Гидравлическая Система |
ru.made-in-china.com
