АДАПТИВНЫЙ СИЛОВОЙ АГРЕГАТ Российский патент 2008 года по МПК F16H39/04 F02B67/08 B60K17/10 

Изобретение относится к приводной технике и представляет собой синтез аксиально-поршневого регулируемого по механизму газораспределения и рабочему объему двигателя внутреннего сгорания и регулируемых пластинчатых гидромашин двойного действия.

В приводной технике существует серьезная проблема создания силовых агрегатов нового уровня, как по экономичности, так и по мощности, габаритам и экологическим параметрам. При таких противоречивых требованиях на настоящее время какой-то однозначной принятой конструкции силового агрегата нет. Причем известно, что силовые агрегаты во многих машинах работают при крайне переменных нагрузках, что не дает возможности получить наилучшие выходные параметры агрегата на всех режимах работы.

Одним из современных направлений совершенствования различных процессов и устройств является их адаптация к конкретным условиям работы с целью получения наилучших выходных параметров. Применительно к приводам выполнение на базе регулируемого двигателя внутреннего сгорания как по объему, так и по фазам газораспределения и соединение с регулируемыми пластинчатыми гидромашинами дает возможность получить положительный результат.

В качестве прототипа выбран силовой агрегат [1]. Известны силовые агрегаты с применением вариаторов, объемных гидропередач как регулируемых, так и нерегулируемых. Все известные авторам технические решения близки к требуемому результату, но каждый по отдельности или имеет ограниченные возможности.

Задачей предлагаемого технического решения является создание адаптивного силового агрегата для быстрого регулирования изменяющейся нагрузки с целью повышения выходных параметров по мощности, экономичности, экологии, повышения технологичности конструкции, снижения массы и габаритов силового агрегата и снижения динамики его работы.

Для решения поставленной задачи адаптивный силовой агрегат выполнен на базе регулируемого аксиально-поршневого двигателя внутреннего сгорания [2], регулируемого по объему и фазам газораспределения [3], и регулируемой гидропередачи, состоящей из регулируемых пластинчатых гидромашин двойного действия [4]. При этом силовой агрегат выполнен в виде моноблока. Кроме того, пластинчатый регулируемый гидродвигатель (двигатели) может быть также установлен на узле (узлах), которым необходимо вращательное движение.

Наличие регулируемого ДВС позволяет ему работать на максимальной мощности несмотря на требуемую частоту вращения вала нагрузки. В тоже время регулируемый механизм газораспределения обеспечит качественный переходный процесс при изменении частоты вращения ДВС.

Регулируемый объемный гидропривод позволяет при более компактном исполнении решить проблему бесступенчатого изменения частот вращения выходного вала адаптивного силового агрегата.

Все перечисленные признаки позволяют решить поставленную задачу, что позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственных связей между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигнутым техническим результатом.

Перечисленные признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при проведении патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Анализ уровня техники по доступным источникам информации показал, что заявляемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники и, на взгляд авторов, можно сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлен вариант агрегата в виде моноблока, состоящего из регулируемого аксиально-поршневого двигателя внутреннего сгорания 1, регулируемого пластинчатого насоса двойного действия 2 и регулируемого пластинчатого гидродвигателя 3. Последние организуют регулируемую гидропередачу. Позицией 4 показан контур сцепления и коробки передач классического силового агрегата, что дает возможность подчеркнуть существенное различие линейных размеров предлагаемого и существующих силовых агрегатов.

На фиг.2 представлен вариант компоновки агрегата с вынесенными гидромоторами конкретно к нагрузке или нагрузкам. В этом варианте аксиально-поршневой двигатель внутреннего сгорания 1, регулируемый пластинчатый насос двойного действия 2 и распределительный блок 5 выполнены в виде моноблока. А регулируемый пластинчатый гидромотор двойного действия 3 (гидромоторы) вынесен к нагрузке или нагрузкам. В результате значительно сокращается металлоемкость трансмиссии.

При работе адаптивного силового агрегата, например при уменьшении нагрузки, уменьшается рабочий объем аксиально-поршневого двигателя внутреннего сгорания, увеличивается рабочий объем регулируемого пластинчатого насоса двойного действия, повышая его производительность, и уменьшается рабочий объем регулируемого пластинчатого гидромотора, что ведет к увеличению частоты вращения выходного вала адаптивного силового агрегата и, следовательно, повышению производительности машины в целом.

Таким образом, достигаются снижение расхода топлива двигателя внутреннего сгорания и адаптация гидропередачи и силового агрегата в целом к конкретной нагрузке при повышении производительности машины в целом. Адаптивный агрегат проще всего реализуется на существующем гидрофицированном оборудовании, например погрузочные универсальные машины, снегоуборочные машины и т.д.

Источники информации

1. Умняшкин В.А., Филькин Н.М., Громовская С.В. Методики оптимизации мощностных и конструктивных параметров механических и комбинированных энергосиловых приводов транспортных машин. Материалы международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технического обеспечения машиностроительного производства». Ч.II. Волгоград: Политехник, 2002, с. 199-201.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству «Аксиально-поршневая машина с регулируемым рабочим объемом». SU 1786885 F1, 6F01В 3/02, F02В 75/26.

3. Описание изобретения по патенту «Регулируемый механизм газораспределения аксиально-поршневого двигателя внутреннего сгорания» RU 2218468 С1, 7 F02В 75/26, F01L 1/34, F02D 13/02.

4. Описание изобретения по патенту «Пластинчатая регулируемая гидромашина двойного действия». RU 2/69735 С2, F04С 2/00, 15/04.

Изобретение относиться к приводной технике и представляет собой синтез аксиально-поршневого двигателя внутреннего сгорания с гидромашинами двойного действия. Технический результат заключается в возможности создания адаптивного силового агрегата для быстрого регулирования изменяющейся нагрузки с целью повышения выходных параметров по мощности, экономичности, экологии, повышения технологичности конструкции, снижения массы и габаритов силового агрегата и снижения динамики его работы. Согласно изобретению силовой агрегат выполнен на базе регулируемого аксиально-поршневого двигателя внутреннего сгорания, регулируемого по объему и фазам газораспределения, и регулируемой гидропередачи, состоящей из регулируемых пластинчатых гидромашин двойного действия. При этом силовой агрегат выполнен в виде моноблока. Кроме того, пластинчатый регулируемый гидродвигатель (двигатели) может быть также установлен на узле (узлах), которым необходимо вращательное движение. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Силовой агрегат на базе регулируемых аксиально-поршневого регулируемого по объему и фазам газораспределения ДВС, гидропередачи, состоящей из регулируемых пластинчатых машин двойного действия, отличающийся тем, что он выполнен в виде моноблока.2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что пластинчатый регулируемый гидродвигатель (двигатели) установлены на узле (узлах), которому необходимо вращательное движение.