[其他]靜力平衡及能量回收型油馬達

無效

• 申請號: 85102574
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102574A
• 公開（公告）日: 1986-07-02
• 發明（設計）人: 楊斌
• 申請（專利權）人: 山西農業大學
• 主分類號: F03C1/04
• 分類號: F03C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是關于單作用液壓馬達的發明。曲軸連桿式徑向油馬達（以下簡稱連桿式油馬達）和靜力平衡徑向油馬達（以下簡稱靜力平衡油馬達）是兩種常用的單作用油馬達。靜力平衡油馬達工作時其柱塞、壓力環和五星輪基本上實現了靜力平衡，它們之間的作用力很小，這些另件只起構成密封通道的作用，使油馬達產生轉矩的液體推力直接作用在曲軸偏心輪上，因此曲軸、五星輪、壓力環以及柱塞之間的摩擦、磨損和功率損失很小;這種油馬達的曲軸既是動力輸出軸，又是配流軸，使配流方式簡單。但是這種油馬達工作時，柱塞受到的側向力較大，這不但增大了它和缸體之間的摩擦、磨損和功率損失，同時還使柱塞行程與直徑比取得較小;由于缸體內的大彈簧經常大幅度伸縮，所以容易產生疲勞破壞;油馬達封油制動時壓力環容易啃傷柱塞底面產生“噴油”現象。連桿式油馬達工作時活塞受到的側向力很小，因此可以取較大的柱塞行程與直徑比;同時因為沒有壓力環和大幅度伸縮的彈簧，所以工作可靠。但是這種油馬達配流方式復雜，需要專門的配流轉閥配流;同時殼體內有彎曲的鑄造油道，使殼體的鑄造工藝復雜化;因為連桿與曲軸偏心輪之間摩擦速度很高，因此連桿底面往往需要澆鑄一層很薄的軸承合金，使連桿的制造工藝復雜化。

另外，這兩種油馬達都沒有回收儲存在高壓油和缸體等構件內的彈性能。無論是連桿式油馬達，還是靜力平衡油馬達，當其某個油缸的活塞剛剛作功完畢而封油時，油缸內封閉著一腔高壓油。高壓油內儲存著一定量的彈性能。同時缸體等構件在高壓油的作用下也產生了彈性變形，因此也儲存有彈性能。這時油馬達在其它油缸活塞的作用下還要繼續旋轉，而繼續旋轉的結果就把上述那一腔高壓油與低壓腔接通了。這樣儲存在高壓油和缸體等構件內的彈性能就會驟然釋放，并引起沖擊、振動和噪音。連桿式油馬達和靜力平衡油馬達通常是用在封油面上開小槽或縫隙的辦法來減小這種沖擊振動和噪音，但是那部分能量全部浪費了，并引起油液發熱。

本發明的目的是為了用連桿式油馬達的優點來克服靜力平衡油馬達的上述缺點，用靜力平衡油馬達的優點來克服連桿式油馬達的上述缺點，同時回收儲存在高壓油和缸體等構件中的彈性能，使之克服負載作功，從而制造出一種新型的單作用液壓馬達。

本發明以連桿式油馬達為基礎，取消了連桿式油馬達的配流轉閥和殼體內部的鑄造油道，保留了活塞連桿機構，但是在活塞和連桿內部加工出主油道，在連桿的底面上加工出與主油道相通的靜力平衡油室，取消了連桿底面上澆鑄的軸承合金。本發明采用了靜力平衡油馬達的油路走向和配流方式，但是取消了缸體內的大彈簧和壓力環等，并把五星輪改變成配流套。裝配后依靠連桿擋圈使連桿底面與配流套外園柱面經常結合。工作時連桿底面貼合在配流套外園柱面上并可在其上往復滑動，但是配流套上的每個配流窗口始終和同一個連桿底部的靜力平衡油室相通。配流套套在曲軸偏心輪上。為了使配流套能象五星輪那樣作平面平行運動，增加了配流套的限位機構。為了回收壓力油和缸體等構件內的彈性能，進一步提高油馬達的效率、壽命和工作質量，本發明在配流機構（例如曲輪偏心輪即配流油）上作出了四個單向閥。

在這種油馬達中，首先對活塞連桿整體基本上實現了靜力平衡，這種靜力平衡區別于原連桿式油馬達的靜壓支承，因為油馬達工作時連桿相對于活塞的擺動角度很小。因此在初略分析時可以把它們看成一個整體，同時也只有把它們看成一個整體，活塞和連桿之間的作用力才能暫時被視為內力，在這個整體機構上受到了如下的作用力：缸體內的油液對活塞的推力;連桿底部的油液對連桿的推力;缸壁對活塞的支承力和摩擦力;配流套對連桿的剩余壓緊力和摩擦力以及機構運動的慣性力。這些力的計算和取舍是按常法進行的。但是設計時必須保證連桿底面和配流套之間的剩余壓緊力永遠為一個較小的正值。

這種油馬達的連桿仍可以用滲碳鋼制造，要求鞍形底面處滲碳淬火、滲碳深度和淬火硬度與連桿球頭處相同，其它要求同原連桿式油馬達。

這類油馬達工作時，連桿球頭與活塞球面之間的接觸比壓很大，這樣勢必影響了油馬達的使用壽命，并限制了其工作壓力。本方案一方面增大球面直徑，另一方面合理選擇活塞材料，提高活塞材料的許用比壓。與其同時合理布置活塞球面上的窄淺油槽，增強壓力油對球鉸副的支承與潤滑。

配流套的靜力平衡與五星輪是相仿的。在配流套的外表面上受到了連桿底部的油液對配油套的推力以及連桿對配流套的剩余壓緊力和摩擦力。在配流套的內表面上受到了曲軸和配流套之間的油液的推力以及曲軸對配流套的剩余壓緊力和摩擦力。另外配流套還受到運動的慣性力。這些力的計算和取舍是按常法進行的。設計時一般可使曲軸對配流套在高壓腔的剩余壓緊力稍大于零。