РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПЛАСТИНЧАТЫЙ МНОГОХОДОВОЙГИДРОМОТОР Советский патент 1971 года по МПК F03C2/00 F04C2/324 F04C15/04 

Изобретение относится к объемным роторным гидромашинам, в частности к пластинчатым гидромоторам с регулируемым рабочим объемом.

Известен регулируемый пластинчатый многоходовой гидромотор, содержащий профилированный статор, ротор с четным числом пластин, прижим которых к статору обеспечивается давлением рабочей жидкости, подаваемой в подлопаточные пространства, и цапфенный распределитель потока рабочей жидкости, обеспечивающий подвод последней в каждое межлопаточное пространство и имеющий подвижный вдоль оси вала распределитель с окнами треугольной формы. Наличие такого распределителя обеспечивает возможность бесступенчатого регулирования рабочего объема гидромоторов путем внутренней циркуляции рабочей жидкости с уменьшением зоны напорного участка профиля статора и увеличением зоны сливного участка как отдельно с каждой стороны, так и одновременно с обеих сторон.

Для обеспечения нормальной работоспособности гидромашины, в которых пластины прижимаются к профильной направляющей с помощью подвода рабочей жидкости под то-, рец лопасти, имеют четное число пластин. Однако в таком гидромоторе наблюдается значительная пульсация рабочего объема и.

следовательно, крутящего момента при регулировании. Это объясняется тем, что пульсации рабочих объемов отдельных камер совпадают по фазе и частоте, накладываются

друг на друга и вызывают значительное колебание суммарного крутящего момента.

Целью изобретения является уменьшение величины пульсации рабочего объема гидромотора при регулировании, увеличение глубины регулирования и повышение к.п.д. гидромотора.

Это достигается тем, что напорные окна распределителя, соответствующие каждому рабочему участку профиля статора, имеют

разные площади и форму, обеспечивающую смещение фаз регулирования на каждом участке профиля один по отношению к другому на угол ф , т

где р - угол между лопастями, т - число рабочих участков профиля.

Напорные окна распределителя при регулировании путем уменьщения величины напорного участка с одной стороны выполнены в виде различных трапеций, основания которых расположены параллельно оси распределителя, большие основания трапеций равны, а меньшие основания различны по велинование может быть разно нулю, т. с. окно имеет форлгу треугольника. При рег -л;фопапни путем нзГЛснешя величины раСопгго участка с двух сторон напорные Олна вынол иены в виде фнгуо, состазлснпых ii:; улсйшнутых транецнй н их зеркального стображгння относительно большего основания.

Сливные окна распределителя в обоих случаях вынолнень в виде фнгур,, размер которых в нлоекостях, перпендикулярных оси втулки, является частью общего, ностояиного для данной машины, размера фигуры, образовапиой сложением фнгур сливного и соответствующего ему иагистательного окна.

Для реверсивного гидромотора каиорные и слнвные окиа, соответствующие одному профилю статора, однпаковы и выполнены в виде фигуры, составленной нз фигур пагиетательного и слнвпого окон нереверсивной машины, совмещеиных одкнаковымн сторонами, лежащими в плоскости, нернеиднкулярной осп втулки, так, что одно бо.чьгное основание служит продолжением другого.

Амплитуда пульсации суммарного крутящего .момента онределяется только амплитудой пульсагип момента па одпо.м К1бочем профиле гидромотора, а частота пу.тьсацни увеличена в число раз, равное числу рабочих ходов гндромотора, что значительно улучшает характеристику гидромотора, у1зелнчивает допустимую глубипу регулирования, иовьииает к.и.д.

На фиг. 1 схематически изображен регулируемый лопастной многоходовой гидромотор, продольиый разрез; па фиг. 2 - разрез но А-А на фиг. 1; па фиг. 3 - развертка распределителя при регулироваиии рабочего участка ирофиля с одной етороиы для оеверсивного и иереверсивиого гндромотора; на фиг. 4 - развертка расиределителя при регулировании рабочего участка ирофиля с обеих сторон для реверсивного (с учетом пупктирной фигуры) и нереверсивного гидромотора (без пунктирной фигуры); на фиг. 5 - графики измеиения амилитуды пульсации крутящего момента без с: 1ещеппя фаз pei-yлирования гидромотора; па фиг. 6 - графики изменения амилитуды пульсации крутящего момента со смещением фаз регул11ровамия гидромотора.

Предлагаемый гидромотор имеет статор / с профилироваиными участками, чнсло которых соответствует числу ходов лопасти за один оборот ротора; ротор 2 с иласгииами 3, предварительно поджатьрли к статору пружинами, а в процессе работы - давление, рабочей жидкости, поступающей в каиаль 4: кориусиые крыщки 5 :i 6, обеспечнваю-щие торцевое уилотнепие ротора, и распределитель 7. Распределптель зафиксирован от нроворота штифтом S и может перемещаться вдоль оси вала при ног-.ющп известпых механизмов. Количество напорных и сливных окон раснределителя 7, имеющих различную

(рор.му, )авио количеству сливных и напорных участков профилс гидромотора.

Для гидромотора cy ыapпaя ширина пар папо1зиых н слнвпых участков нрофильной кривой статора является ностоянной величиной (СЛ(. фиг. 3), так Jife.-l-ij/ j + -

;4з/г:г-|-гз з const. Перераспределение же ее составляющих между участками нагнетания н слива , и и г и так далее моу1-;ет быть раз.тнчиым в зависимости от глубины регулирования. Характер перераспре;(елення зависит от того, ведется ли регулирование участко)з рабочих профилей с одной стороны или одновременно с двух сторон рабочего ирофиля етатора.

При регулироваиии рабочих участков профилей с одной етороны напорные окна распределптеля, постоянно связанные с нанорной магистралью, могут иметь форму трапеций с основаниями, параллельными оси распределительной втулки. Трапеции отличаются длиной своего меньшего основания на онределенную величину, в частности на величину, равную частному от деления длины максимального значения меньщего основания трапеции ка число рабочих профилей без одного. Длинг меньшего оенования последней трапеции может быть равна нулю, т. е. эта трапецпя превращается в треугольник.

Следующее окно рабочего ирофиля гидромотора имеет форму траиеции с величиной мепьшего основания, равпой , затем Л2 2А, ДЗ ЗА и т. д.

5 Величпиа А выбирается из условия ге-А р, где п - коэффициент пропорциональности, Р - угол между лоиастями гидромотора.

Сливиые окиа во втулке, постоянно связанные со сливной магистралью, имеют форму

0 фигур, обеснечпваюгцнх иостоянство суммарной ширины соответствующих участков нагиетаиня и слива.

Треутольиой форме наиориого окна 9 (первого |росЬиля) во втулке (см. фиг. 3) соот3 ветствует в сливном окпе трапецеидальная

форма окиа 10 соответствующего ирофиля.

Основание траиеции обращено к верщипе

треугольного ианорпого окиа.

Увсличепию пли у.мепьшенню меньшего ос0 новаппп трапеций напорпых окон распределителя n;i величину А соответствует увеличение пли унеиьщспие па такую же величину отрезка А/ в форме фигуры соответствующего слквпого окпа (c:,i. фнг. 3 и 4). Формы нанорного 1 сливного окон для реверсивного JTOTOpa прп одностороннем регулировании, соответствуюшд-ю одному профилю, одинаковы и выиолнещ в виде одной фигуры, соетавлеппой пз фигур напорного н сливного окон

нереверсиппой машины, совмещенных одинаковыми сторонами, -лежащими в плоскости, перп ;пдикулярно 1 оеп втулки таким образом, что бо-льшие основания с.тужат нродолжением друг друга (см. фиг. 3 и 4 с учетом иупктирПри регулировании одновременно с обеих сторон форма напорных и сливных окон в расиределителе иредставлена в виде фигуры, выполненной из соответствующих фигур окон нри одностороннем регулировании и зеркального их отображения относительно большего основания (см. фиг. 4 с пунктирными линиями).

Гидромотор работает следующим образом.

Рабочая жидкость из напорной магистрали поступает в коллектор 7/ и через окна 9 распределителя поступает через напорное окно 12 ротора в каналы 13 и 14, а затем в рабочую камеру. Сливное окно 15 ротора гидромотора перекрыто распределителем.

При переходе рабочей камеры в зону слива окно 12 ротора гидромотора перекрывается, а окно 15 открывается, и рабочая жидкость из межлопастной камеры через каналы 14 и 13, окно 15 и сливные окна 10 распределителя поступает в сливной коллектор 16 и магистраль слива.

Изменение момента соединения межлопастной камеры с напорной и сливной магистралями осуществляется путем осевого перемещения распределителя, окна которого выполнены как показано на фиг. 3 и 4 (пример развертки распределителя четырехходового гидромотора).

Если напорное 12 и сливное 15 окна ротора 2 перемещаются относительно распределительной втулки по линиям g-g и g-g, то участок напорного окна 9 (первого профиля) по линии g-g (равный tl,) определяет период подачи жидкости под давлением в рабочую камеру, а участок сливного окна 10 по линии g-g (равный ) определяет период слива рабочей жидкости. Окна 9 и 10 (по четыре окиа) - соответственно напорные и сливные окна первого, второго, третьего и четвертого профилей. При перемещении окон 12 и 15 ротора 2 относительно распределительной втулки по линиям g-g и gf-g на всех напорных и сливных окнах длина участка нагнетания равна длине участка слива. Это - номинальный режим гидромотора.

При перемещении окон 12 и 15 ротора 2 по линии f-f и /-/ длина напорных и сливных участков для окон 9 10 (первого профиля) будет различна. В этом случае регулирование ведется на первом профиле, на втором же профиле длины участков нагнетания и слива одинаковы и т. д.

При перемещении окон 12 и 15 ротора относительно распределительной втулки правее линий d-d и d-d регулирование ведется на всех четырех профилях. При четном числе лопастей гидромотора в процессе регулирования на определенную глубину без смещения фаз на каждом профиле происходит наложение амплитуд пульсаций крутящих моментов на каждом рабочем профиле с периодом, равным углу между лопастями

Р (см. фпг. 5). Амплитуда пульсации суммарного крутящего лю:.1епта в четырехходовом гидромоторс равна Л1 4А, где Л - величина амплитуды пульсации крутящего момента на одном рабочем профиле.

При смещении фаз регулирования на кал-:дом из рабочих профилей на величину

ср - ампл итуда

пульсации крутящего мот

мента изменяется (см. фиг. 6). В этом случае разность Мтах- imin будет меньще прилгерно 3 четыре раза, чем в случае отсутствия смещения фаз регулирования.

При регулировании участка профиля статора одновременно с обеих сторон принцип работы аналогичен.

Предмет изобретения 1. Регулируемый пластинчатый миогоходовой гидромотор, содержащий профилированный статор, ротор с четным числом пластин, поджимаемых к профилированной поверхности статора давлением рабочей жидкости, отбираемой из рабочих камер, и цапфенный

распределитель, перед1ещаемый при регулировании в осевом направлении и имеющий чередующиеся напорные и сливные окна, щирниа которых в сечениях, перпендикулярных продольной оси, переменна, а общая ширина

пар смежных напорных и сливных окон сохраняется постоянной, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций рабочего объема при регулировании, увеличения глубины регулирования и повышения к.п.д., иапорпые и сливные окна распределителя выполнены в виде фигур, отличающихся шириной в каждом поперечном сечении, причем ширина напорных окон уменьшается от окна к окну, а ширина сливных окон соответственно увеличивается от окна к окну на постоянную велпчипу, пропорциональную фазовому

3 углу сс -, где р - угол, охватываемый одипм рабочим участком профиля, т - число рабочих участков профиля и число пар окон распределителя.

2.Регулируемый пластинчатый многоходовой гидромотор по п. 1 в нереверсивном исполпеиин, отличающийся тем, что в случае одностороннего регулирования рабочего объема напорные окна распределителя вьшолиены в виде трапеций с основаниями, параллельными продольной оси распределителя и

отличающихся одна от другой длиной меньшего основания на величииу, кратную фазовому углу гр.

3.Регулируемый пластинчатый гидромотор по п. 1 в нереверсивном исполнении, оглы

тем, что в случае двухстороннего пегулирования рабочего объема напорные и сливные окна распределителя выполнены в виде симметричных относительно продольной оси фигур, образованных из фигур соответсивного гидромотора и их зеркальных отображений.

4. Регулируемый пластинчатый гидромотор по пп. 1-3 в реверсивном исполнении, отличающийся тем, что, парные смежные напорные и сливные окна распределителя выполнены в виде одинаковых фигур, развернутых одна относительно другой на угол я.

Фиг

/2

иг

Гх

I

I 9

Фие.З

г

u -Л,

г--.

75