Гидропривод машин

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к передачам с объемным регулированием. Гидропривод содержит приводной насос, поворотный эксцентрик, регулирующее устройство поворотным эксцентриком, представляющее собой поворотный гидродвигатель-регулятор, встроенный в одном корпусе с приводным насосом и разделенный с ним стенкой, ручной дозирующий насос, реверсивный кран и два поворотных гидродвигателя с тормозным устройством, муфту свободного хода, встроенные в ступицу колеса, систему трубопроводов. Приводной насос выполнен с многогранными поршнями, установленными на поворотном эксцентрике. Цилиндрическая полость поворотного эксцентрика имеет зубчатый венец, зацепляющийся с зубчатым колесом, установленным на одном конце поворотной втулки. Второй конец поворотной втулки пропущен через отверстие в разделительной стенке и выходит в полость гидродвигателя-регулятора. Полость гидродвигателя-регулятора разделена шиберами на четыре части. Противолежащие части полости сообщены посредством радиальных каналов, кольцевой проточки и канала общего вала, кольцевой проточки, выполненной в левой опорной стенке корпуса, и трубопроводов с полостью ручного дозирующего насоса. Вторая полость ручного дозирующего насоса также посредством трубопроводов, кольцевой полости, выполненной в правой стенке, корпуса, и радиальных каналов, выполненных во второй шиберной втулке, сообщена с двумя другими противолежащими частями упомянутой полости гидродвигателя-регулятора. Технический результат - уменьшение габаритов, упрощение конструкции и улучшение управляемости мотор-колеса. 2 з.п.ф-лы, 8 ил.

Гидропривод машин относится к гидропередаче с объемным регулированием, у которой регулирование осуществляется регулируемым насосом, создающим возвратно-поступательное движение рабочей жидкости, которое преобразуется гидродвигателями, встроенными непосредственно в ступицу колеса, во вращательное движение.

Гидропривод позволяет изменять в широких пределах скорость вращения на выходном звене и реверсировать направление движения, а также разъединять и соединять гидравлическую цепь во время передачи вращения и производить рабочее и стояночное торможение. При поворачивании рукоятки регулирующего устройства вправо вращение выходного звена ускоряется, а при поворачивании влево - замедляется, но увеличивается вращающий момент на выходном звене.

Гидропривод с объемным регулированием может найти самое широкое применение во всех видах транспортных средств, в машиностроении, тракторостроении, а главным образом может быть использован в малогабаритной и небыстроходной транспортной технике, такой как трех-, четырехколесных повозках, рикшах, велосипедах, инвалидных колясках и т.п. с ручным и ножным приводами, а также для передачи вращения на медленновращающиеся валы и колеса, которые используются, например, в тр-рах "Белорусь".

В настоящее время для передачи вращения от двигателя к потребителям в транспортной технике используются чаще всего механическая трансмиссия, включающая в себя муфту сцепления, коробку передач, корданную передачу, главную передачу, дифференциал и полуоси.

Данная передача вращения имеет высокую надежность, но сложна устройством и металлоемкая. Реже используются электромеханическая и гидравлическая передачи. Наиболее близким аналогом по решению задачи для передвижения машин является заявка RU 99121100 /ИЛЬИНЫХ Ю.Г./, 27.07.2001, кл. В 60 К 7/00, патент №2195402 С2.

При создании устройств, встроенных в ступицу колеса для передачи вращения, должен решаться ряд задач, а именно:

- должны иметь несколько ступеней изменения скоростей;

- должны иметь возможность разобщать кинематическую цепь при движении машины по инерции и при буксировке;

- иметь возможность производить рабочее и стояночное торможение;

- иметь возможность производить реверсирование направления движения.

Все перечисленные задачи в полном объеме выполняются у предлагаемого гидропривода с объемным регулированием, причем выполнение этих задач достигается более простыми гидравлическими устройствами.

Предлагаемый гидропривод выгодно отличается от всех известных трансмиссий и имеет некоторые особенности:

- в ступицу колеса встраивается два простых по устройству малогабаритных поворотных гидродвигателя, обладающих мощным крутящим моментом, один из которых предназначен для получения движения вперед, а другой - для заднего хода, что повышает надежность и упрощает осуществлять реверсирование направления движения.

Мощный крутящий момент при малых габаритах обуславливается тем, что напор рабочей жидкости всегда приложен к максимальной величине радиуса шибера, величина которого определяется величиной радиуса ступицы колеса.

В ступицу колеса встраивается также тормозное устройство, гидротормоз, обладающий малыми габаритами, прост по устройству и в управлении.

Принцип торможения основан на запирании жидкости постоянного объема в полостях между плоскими поршнями, взаимодействующих с регулируемым эксцентриком, в результате которого происходит перекрытие сообщающихся окон (каналов) и жидкость блокирует движение поршней и корпус ступицы колеса.

Гидравлическое устройство торможения обеспечивает все предъявленные к нему требования: высокую надежность, хорошую управляемость, быстрое взаимодействие и обеспечивает плавное торможение и притормаживание с одинаковым успехом в обоих направлениях, при этом отсутствует механическое трение и износ между элементами.

Принцип регулирования подвижным эксцентриком у насоса основан на запирании жидкости необходимого объема между вращающимися шиберами в гидромоторе-регуляторе. При максимальной подаче жидкости в полости между шиберами шиберы раздвигаются между собой, обеспечивая максимальный поворот эксцентрика. При подаче жидкости в обратном порядке шиберы сходятся между собой и производят минимальный поворот эксцентрика. В результате этого изменяется напор рабочей жидкости и скорость вращения у выходного звена в широком диапазоне.

Недостатком у предлагаемого гидропривода будет являться то, что поворотные гидродвигатели, встроенные в ступицу колеса, используют для передачи вращения муфты свободного хода, которые, как известно, имеют инертность, поэтому не могут обеспечивать быстрое взаимодействие между ведущими и ведомыми звеньями при быстрой смене направления движения рабочей жидкости, кроме того, сама жидкость также имеет инертность, что также будет создавать ограничение на скорость передачи вращения колесам.

С целью уменьшения габаритов, упрощения конструкции и улучшения управляемости гидропривод включает в систему гидропередачи следующие наиболее эффективные известные устройства:

- в качестве насоса используется малогабаритный компактный насос с плоскими многогранными поршнями, встроенными друг в друга, один из которых (внутренний) установлен на поворотном эксцентрике, размещающимися в отдельном корпусе с подводящим и отводящим окнами;

- в качестве регулирующего устройства поворотным эксцентриком используется поворотный гидродвигатель-регулятор, установленный в одном корпусе с насосом на общем валу и разделяющиеся между собой съемной стенкой;

- систему трубопроводов с реверсирующим краном;

- в ступицу колеса встроены два известных поворотных гидродвигателя и одно гидротормозное устройство, разделяющиеся между собой съемными стенками;

- в качестве гидротормозного устройства используется известный насос с плоскими многогранными поршнями, встроенными друг в друга, один из которых установлен на регулирующем эксцентрике.

Цель достигается за счет того, что у поворотного эксцентрика выполнена с одной стороны цилиндрическая полость, окружная поверхность которой расположена концентрично относительно окружной поверхности эксцентрика, установленного на валу. Поверхность цилиндра снабжена венцом с внутренними зубьями, которые находятся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом, установленным на поворотной втулке, установленной на общем валу, который установлен в стенках корпуса. Второй конец поворотной втулки проходит через отверстие, выполненное в разделительной стенке, и выходит в полость регулирующего устройства (гидромотора-регулятора).

На выходном конце поворотной втулки жестко крепится втулка поворотного шибера. Вторая втулка с шибером жестко крепится на общем валу. Шиберы имеют боковые расширения на величину соседних втулок и перекрывают по всей ширине цилиндрическую полость корпуса, разделяя ее на несколько камер (четыре камеры), которые заполняются жидкостью. Втулки с шиберами имеют возможность вращаться в цилиндрической полости корпуса в обе стороны и раздвигаться между собой на ограниченный угол (до схождения между собой).

Две противолежащие полости сообщаются каналами, выполненными в левой поворотной втулке с шиберами, с кольцевой канавкой, выполненной на поверхности вала, которая сообщается посредством канала, выполненного внутри вала с кольцевой полостью, выполненной в левой стенке корпуса, и далее сообщается с подводящим трубопроводом, приходящим от ручного поворотного насоса. Другие две противолежащие полости сообщаются каналами, выполненными в правой втулке с шиберами, закрепленной на валу, и сообщается с каналом, выполненным внутри вала, который сообщается с кольцевой канавкой, выполненной в правой стенке корпуса и далее сообщается с отводящим трубопроводом, приходящим от ручного поворотного дозирующего насоса.

Эта цель достигается еще за счет того, что в ступицу колеса встроены два поворотных гидродвигателя, выполненных идентично, отличающихся только тем, что на правом гидродвигателе установлены муфты свободного хода с правым свободным ходом, а на левом гидродвигателе - с левым свободным ходом. Гидродвигатели установлены на одной оси, на которой установлена общая поворотная втулка, на выходящем конце которой закреплен поворотный рычаг. Общая поворотная втулка снабжена двумя блокировочными шариками, установленными в отверстиях, выполненных в стенках втулки и взаимодействующих с косыми углублениями, выполненными на оси, и с поверхностью промежуточных втулок, установленных со свободным вращением на поворотной втулке. Промежуточные втулки разделены между собой разделительной стенкой, которая делит полости гидромоторов на две независимые части. На промежуточных втулках левого и правого гидромоторов установлены по две втулки со свободным вращением, которые снабжены шиберами, выполненными с боковыми расширениями на ширину полостей, образуя между шиберами рабочие полости (камеры). Между внутренними поверхностями втулок с шиберами и поверхностями промежуточных втулок установлены муфты свободного хода. Каждый шибер связан посредством прорези и шипа (выступа) с кольцевыми втулками, установленными в цилиндрических полостях гидромоторов. Каждая кольцевая втулка взаимодействует через муфты свободного хода с поверхностью ступицы колеса с внутренней стороны. Полости заполняются рабочей жидкостью и каждая из них сообщается каналами, выполненными в шиберных втулках с кольцевыми канавками, выполненными на наружных и внутренних поверхностях промежуточных втулок, которые сообщаются через отверстия, выполненные в стенках поворотной втулки с кольцевыми канавками, выполненными на поверхности оси, которые сообщаются посредством каналов, выполненных внутри оси с подводящими и отводящими трубопроводами, сообщающимися с выходными окнами насоса через соответствующие окна реверсирующего крана.

Эта цель достигается еще за счет того, что гидротормозное устройство снабжено также поворотной втулкой, установленной на общей оси с гидродвигателями, на наружном конце которой установлен поворотный рычаг, а на другом ее конце закреплен диск с кривошипом, диск установлен в цилиндрической полости, выполненной с одной стороны на поворотном эксцентрике, причем цилиндрическая полость выполнена концентрично относительно неподвижного эксцентрика, установленного на общей оси. Кривошип диска свободно входит в радиальный вырез, выполненный в стенке поворотного эксцентрика. На поворотном эксцентрике установлены два встроенных друг в друга плоских поршня со свободным вращением. Образовавшиеся полости между поршнями заполняются рабочей жидкостью. Полости сообщаются между собой через окна, выполненные в стенках поршней, причем выполнены с таким расчетом, чтобы окна могли перекрываться внутренним поршнем при максимальном повороте эксцентрика и подъеме поршня.

Эта цель достигается еще за счет того, что ступица колеса имеет опору с вращением на двух поворотных втулках. Левой опорной стенкой - имеет опору на поворотной втулке гидротормоза, а правой опорной стенкой - имеет опору на поворотной втулке гидродвигателей, причем обе поворотные втулки установлены на общей оси, которая закреплена к раме повозки.

На фиг.1 показан правый гидродвигатель, вид сбоку справа.

На фиг.2 показан левый гидродвигатель, вид сбоку слева.

На фиг.3 показан гидротормоз, вид сбоку слева.

На фиг.4 показана втулка колеса в сборе с двумя гидродвигателями и гидротормозом с разрезом по А-А на фиг.1, 2 и 3.

На фиг.5 показан насос, вид сбоку справа.

На фиг.6 показан гидродвигатель-регулятор, вид сбоку справа.

На фиг.7 показан насос с гидродвигателем-регулятором с разрезом по Б-Б на фиг.5 и 6.

На фиг.8 показана общая схема гидропривода машин.

В зависимости от назначения транспортных средств, где может найти применение предлагаемый гидропривод, гидропривод машин может включать в себя несколько колес с встроенными в ступицу колеса по два гидродвигателя с тормозным устройством (фиг.4), один насос с гидродвигателем-регулятором (фиг.7), один реверсирующий кран 141 (фиг.8), один дозирующий поворотный гидродвигатель с ручным приводом 120 (фиг.8) и систему трубопроводов.

Ступица колеса содержит общий корпус 1 с боковыми опорными стенками 2 и 3, которые имеют опоры с вращением на поворотных втулках 4 и 5 с поворотными рычагами 6 и 7, связанных посредством тяг с рычагами управления (не показано). Поворотные втулки установлены на общей оси 8, которая крепится к раме повозки. Между опорной стенкой 3 и разделительной стенкой 9 расположен правый гидродвигатель (фиг.1). Между разделительной стенкой 9 и второй разделительной стенкой 10 расположен левый гидродвигатель (фиг.2). Между второй разделительной стенкой 10 и левой опорной стенкой 2 расположен гидротормоз (фиг.3). Правый и левый гидродвигатели выполнены конструктивно по одной схеме и отличаются друг от друга только тем, что содержат муфты свободного хода с разными разрешающими направлениями вращений, т.е. у правого гидродвигателя муфты свободного хода обеспечивают левое вращение (задний ход), а у левого гидродвигателя (фиг.2 и 4), наоборот, обеспечивают правое вращение (для переднего хода). Гидродвигатель переднего хода установлен в средней части ступицы колеса по той причине, чтобы использовать передачу вращательного движения более эффективно, т.к. передний ход используется чаще.

Правый гидродвигатель (фиг.1 и 4) устроен следующим образом и включает в себя промежуточную втулку 11, установленную со свободным вращением на общей поворотной втулке 5, которая взаимодействует посредством блокирующего шарика 12, установленного в отверстие, выполненное в стенке поворотной втулки, с косой поверхностью проточки 13, выполненной на поверхности оси 8. Наружная поверхность промежуточной втулки взаимодействует с муфтами свободного хода 14 и 15, установленными в проточках 16 и 17, выполненных на внутренних поверхностях шиберных втулок 18 и 19 (фиг.1 и 4). Проточки 16 и 17 имеют косую поверхность и блокируются шариками во время поворота втулок 18 и 19 в правую сторону с промежуточной втулкой 11. (Каждая втулка имеет четыре блокирующих шарика). Каждая шиберная втулка 18 и 19 имеет по одному шиберу 20 и 21. Шибер 20 имеет левое расширение от стенки 3 до стенки 9, а шибер 21 имеет правое расширение от стенки 9 до стенки 3, разделяя таким образом цилиндрическую полость гидродвигателя на две части 22 и 23. На окружной поверхности каждого шибера выполнены пазы, которые соединяются с выступами 24 и 25, выполненными на кольцевых втулках 26 и 27. Назначение кольцевых втулок состоит в том, чтобы увеличить поверхность соприкосновения с внутренней поверхностью ступицы колеса и за счет этого создать возможность для установки нескольких муфт свободного хода и за счет этого обеспечить надежность блокировки. Пазы на шиберах и выступы 24 и 25 на кольцевых втулках выполнены на ширину кольцевых втулок 26 и 27.

Шарики 28 и 29 муфт свободного хода установлены в проточках 30 с косой поверхностью, которые позволяют кольцевым втулкам свободно вращаться относительно ступицы колеса в правую сторону, а взаимодействовать шарикам с внутренней поверхностью ступицы колеса при вращении втулок 26 и 27 в левую сторону.

Полости 22 и 23 заполняются рабочей жидкостью. Правая полость 23 сообщается через канал 31, выполненный в стенках шиберной втулки 18 с кольцевой наружной проточкой 32 и внутренней проточкой 33, выполненных с правой стороны промежуточной втулки 11, которые сообщаются между собой каналами 34. Внутренняя проточка 33 сообщается посредством отверстий, выполненных в стенках поворотной втулки 5 с кольцевой проточкой 35, выполненной на наружной поверхности оси 8, и далее сообщается через внутренний канал 36, выполненный внутри оси 8 с подводящими трубопроводами, приходящими от реверсирующего крана 141 (фиг.8).

Левая полость 22 сообщается посредством канала 37 с наружной кольцевой проточкой 38 (фиг.4), затем с внутренней кольцевой проточкой 39, выполненных на левой стороне промежуточной втулки 11. Кольцевая проточка 39 сообщается посредством отверстий, выполненных в стенках поворотной втулки 5 с кольцевой проточкой 40, выполненной на поворотной оси, которая сообщается посредством канала 41, выполненного внутри оси 8, с подводящими трубопроводами, приходящими от реверсирующего крана (фиг.8).

Левый гидродвигатель (фиг.2 и 4) включает в себя промежуточную втулку 42 со свободным вращением на общей поворотной втулке 5, которая взаимодействует посредством блокирующего шарика 43, установленного в отверстие, выполненное в стенке поворотной втулки с проточкой 44, выполненной с косой поверхностью, выполненной на поверхности оси 8. Наружная поверхность промежуточной втулки 42 взаимодействует с муфтами свободного хода 45 и 46, установленными в проточках 47 и 48, выполненных на внутренних поверхностях шиберных втулках 49 и 50 (фиг.2 и 4). Проточки 47 и 48 имеют косую поверхность и блокируются шариками во время поворота втулок 49 и 50 в левую сторону с промежуточной втулкой 42. Каждая шиберная втулка 49 и 50 снабжена по одному шиберу 51 и 52. Шибер 51 имеет правое расширение от стенки 10 до стенки 9, а шибер 52 имеет левое расширение от стенки 9 до стенки 10, разделяя таким образом цилиндрическую полость на две части 53 и 54. На окружной поверхности каждого шибера выполнены пазы, которые соединяются с выступами 55 и 56, выполненными на кольцевых втулках 57 и 58. Пазы и выступы выполнены на всю ширину кольцевых втулок 57 и 58. Шарики 59 и 60 муфт свободного хода установлены в проточках 61 с косой поверхностью, которые позволяют кольцевым втулкам свободно вращаться относительно ступицы колеса в левую сторону, а взаимодействовать шарикам с внутренней поверхностью ступицы колеса при вращении кольцевой втулки 57 - в правую сторону.

Полости 53 и 54 заполняются рабочей жидкостью. Правая полость 54 сообщается через канал 62, выполненный в стенках шиберной втулки 49 с кольцевой наружной проточкой 63 и внутренней проточкой 64, выполненными с левой стороны промежуточной втулки 42, которые сообщаются между собой каналами 65. Внутренняя проточка 64 сообщается посредством отверстий, выполненных в стенках поворотной втулки 5 с кольцевой проточкой 66, выполненной на наружной поверхности оси 8 и далее сообщается через внутренний канал 67, выполненный внутри оси 8, с подводящими трубопроводами, приходящими от реверсирующего крана (фиг.8).

Левая полость 53 сообщается посредством канала 68, выполненного в стенке шиберной втулки 69 с наружной кольцевой проточкой 70, а затем с внутренней кольцевой проточкой 71, выполненными с правой стороны промежуточной втулки 42, которые далее сообщаются через отверстия, выполненные в стенке поворотной втулки 5, с кольцевыми проточками 72 и затем по каналу 73, выполненному внутри оси 8, сообщается с подводящим трубопроводом, приходящим от реверсирующего крана (фиг.8).

Тормозное устройство (гидротормоз фиг.3 и 4) установлено, между опорной стенкой 2 и разделительной стенкой 10. Опорная стенка 2 установлена со свободным вращением на поворотной втулке 4, которая установлена на оси 8. Ось снабжена неподвижным эксцентриком 74, а на конце поворотной втулки 4 установлен диск 75 с кривошипом 76, который свободно входит в радиальный вырез 77, выполненный на подвижном поворотном эксцентрике 78, на котором выполнена с одной стороны цилиндрическая полость 79, окружная поверхность которой выполнена концентрично окружной поверхности неподвижного эксцентрика 74 и с таким расчетом, чтобы мог свободно входить диск 75 с кривошипом 76 в эту полость. На подвижном эксцентрике 78 установлен плоский многогранный поршень 80 со свободным вращением, который имеет вертикальное перемещение внутри другого наружного плоского многогранного поршня 81, который имеет горизонтальное перемещение по направляющим стенкам 82 и 83, выполненным на внутренней поверхности ступицы колеса 1. Между стенками поршней и стенками корпуса четыре полости 84, 85, 86 и 87. Полости заполняются рабочей жидкостью, причем жидкость находится в замкнутом пространстве этих полостей. В расторможенном состоянии полости сообщаются между собой через окна, выполненные в стенках поршней. Полость 84 сообщается через окно 88 с полостью 86 и через окно 89 с полостью 85, а полость 87 постоянно сообщается через окно 90 с полостью 85.

Приводной насос с гидродвигателем-регулятором установлены в одном корпусе 91, разделяются между собой разделительной стенкой 94 (фиг.7). Насос установлен между левой опорной стенкой 93 и разделительной стенкой 94. Гидродвигатель-регулятор установлен между разделительной стенкой 94 и правой опорной стенкой 93. Вал 95 является общим для обоих устройств. Насос включает в себя два многогранных плоских поршня 96 и 97, встроенных друг в друга. Внутренний поршень установлен со свободным вращением на поворотном эксцентрике 98, который установлен на другом эксцентрике 99, закрепленном на общем валу 95. Поворотный эксцентрик 98 приводного насоса имеет цилиндрическую полость 100, выполненную с одной стороны и расположенную концентрично окружной поверхности эксцентрика 99. На внутренней поверхности цилиндрической полости 100 выполнен зубчатый венец, который находится в постоянном зацеплении 101 с зубчатым колесом 102, установленным на конце поворотной втулки 103, которая установлена на общем валу 95 с ограниченным вращением. Второй конец поворотной втулки 103 пропущен через отверстие, выполненное в разделительной стенке 94, и входит в полость гидродвигателя-регулятора, образованную корпусом и его разделяющей и правой опорной стенками. На выходящем конце поворотной втулки установлена шиберная втулка с двумя шиберами 104, 105 и 106 (фиг.7), расположенными между собой в диаметральной плоскости. На общем валу 95 закреплена другая шиберная втулка 107 с двумя шиберами 108 и 109, расположенными также в диаметральной плоскости относительно друг друга. Шиберы 105 и 106 имеют возможность поворачиваться относительно шиберов 108 и 109 в пределах полостей 110, 111, 112 и 113, а все вместе имеют возможность вращаться в цилиндрической полости 91 вместе с валом 95. Шиберы 105 и 106 имеют правое расширение, а шиберы 108 и 109 имеют левое расширение на ширину полости гидромотора-регулятора, в результате этого цилиндрическая полость делится на четыре части, образуя полости 110, 111, 112, 113. Все полости заполняются рабочей жидкостью.

Полости 111 и 112 сообщаются посредством радиальных каналов 114 и 115 с кольцевой проточкой 116, выполненной на поверхности вала, которая сообщается каналом 117, выполненным внутри вала, с кольцевой проточкой 118, выполненной в левой стенке 92 корпуса, которая сообщается посредством трубопроводов с выходным окном 119 ручного дозирующего поворотного насоса (фиг.8).

Полости 110 и 113 сообщаются посредством радиальных каналов 121 и 122, выполненных на втулке 107, с каналом 123, выполненным внутри общего вала, который сообщается с кольцевой проточкой 124, выполненной в правой стенке корпуса, которая сообщается посредством трубопроводов с выходным окном 125 ручного дозирующего насоса 120 (фиг.8). Выходное окно 119 сообщается с полостью 126, а выходное окно 125 сообщается с полостью 127, которые разделяются между собой затвором 128, шибер 129 установлен на общей оси с ручкой 130.

Полости насоса (фиг.5) сообщаются между собой окнами, выполненными в стенках поршней. Полость 131 сообщается с полостью 132 окном 133, а полость 134 сообщается с полостью 135 окном 136. Отводится жидкость из полостей 131 и 134 через отводящие окна 137 и 138, выполненные в стенках корпуса насоса. Окно 137 сообщается посредством трубопровода 139 с входным окном 140 реверсирующего крана 141 фиг.8, а выходное окно 138 сообщается посредством трубопровода 142 со входов 143 реверсирующего крана. Входные окна 140 и 143 постоянно сообщаются с полостями 144 и 145, соответственно, выполненными на запорном валике 146, который снабжен поворотной ручкой 147. При поворачивании ручки 147 в левую или правую стороны полости 145 и 144 сообщаются либо с окнами 148 и 149, либо с окнами 150 и 151. Выходные окна 149 и 148, 150 и 151 сообщаются посредством трубопроводов 153, 152, 154, 155 соответственно с магистральными разводящими трубопроводами 156, 157, 158, 159, которые подведены к двум колесам предполагаемой повозки. Трубопроводы 156 и 157 подведены к гидродвигателям заднего хода 160 и 161, а трубопроводы 158 и 159 подведены к гидродвигателям переднего хода 162 и 163. Тормозные устройства 164 и 165 расположены с внутренней стороны, поэтому рычаги управления 6 могут быть объединены с общим рычагом управления.

На фиг.8 буквами Н, Р, З, П, Т обозначены соответственно насос, регулятор, задний ход, передний ход, тормоз.

На фиг.5 и 6 показаны отверстия 170, примерные места креплений стенок корпуса.

На фиг.7 и 8 обозначены 167 штуцеры креплений трубопроводов, а 168 и 169 место опорных подшипников и уплотнительных флянцев.

Работает следующим образом.

1. Регулировка подачи рабочей жидкости осуществляется насосом совмещенным с регулятором (фиг.7).

Во-первых, полный объем рабочих полостей 131 и 132 или 134 и 135 у насоса (фиг.5) не должен превышать полный объем рабочих полостей 53 и 54 одного гидродвигателя (фиг.1 или фиг.2) во избежание разрывов трубопроводов, в том случае, если один гидродвигатель. Если установлено несколько гидродвигателей, работающих одновременно, то объем насоса должен быть рассчитан на полный объем рабочих полостей всех гидродвигателей, работающих одновременно.

Для того чтобы получить на выходе насоса максимальную подачу рабочей жидкости, необходимо повернуть ручку 130 ручного насоса 120 (фиг.8) до упора в левую сторону (или вправо). При повороте в правую сторону вся жидкость из полости 126 перегонится через выходное отверстие 119, по трубопроводу 171 поступит на вход 167 насоса (фиг.7), далее через каналы 118, 117, 116, 114, 115 поступит в полости 111 и 112. Шиберы 105 и 109, 106 и 108 будут расталкиваться между собой давлением жидкости и два шибера 105 и 106 повернутся относительно шиберов, закрепленных на оси 95, на максимальный угол поворота, т.е. до упора в соседние шиберы 108 и 109. Одновременно с шиберами повернется втулка 104 шиберов и поворотная втулка 103 с зубчатым колесом 102, которое повернет зубчатый венец 101 поворотного эксцентрика 98 (фиг.5). Эксцентрик 98 повернется на максимальный угол (как показано на фиг.5 и 7) и поднимет внутренний поршень 97 в максимальное верхнее положение. При таком положении эксцентрика 98 поршни 97 и 96 будут совершать наибольший, максимальный рабочий ход и, следовательно, наибольшую подачу рабочей жидкости при вращении вала в любую сторону. Жидкость в полостях 111 и 112 регулятора будет находиться в запертом состоянии и будет держать дистанцию между шаберами при вращения их сколько угодно долго. Дозируя подачу жидкости ручным насосом 120 любыми порциями, поворачивая ручку в разные стороны, можно установить поворотный эксцентрик на любой необходимой высоте и этим самым можно добиться необходимой подачи рабочей жидкости от нуля до максимального объема на выходе насоса (фиг.5).

Обратное движение жидкости из полостей 110 и 113 будет проходить по каналам 121 и 122, 123 и 124 (фиг.6 и 7), 167, трубопровод 172, окно 125, полость 127 ручного насоса 120 (фиг.8).

Среднее положение ручки 130 и шибера 129 соответствует нулевой подаче рабочей жидкости на выходе насоса (фиг.5). Ручка 130 снабжена фиксирующими устройствами (не показано).

Подача рабочей жидкости к потребителям осуществляется следующим образом.

При вращении вала 95 насоса 91 (фиг.5) поршни 96 и 97 будут совершать возвратно-поступательное движение. Вал 95 может приводиться во вращательное движение ножным приводом при помощи педалей или рычагов или двигателем, например, внутреннего сгорания.

Рабочая жидкость будет при этом также совершать возвратно-поступательное движение. Если в полостях 134 и 135 будет происходить вытеснение жидкости через окна 136 и 138 (сплошные стрелки), то в противоположных полостях 131 и 132 будет происходить всасывание жидкости, затем процессы поменяются знаками в этих полостях (стрелки пунктирные). Жидкость от насоса через выходные окна будет поступать по трубопроводам 139 и 142 на входы 140 и 143 реверсирующего крана 141 (фиг.8). При поворачивании ручки 147 в левую сторону рабочая жидкость будет поступать через полости 144 и 145 к выходящим oкнам 148 и 149 и далее по трубопроводам 152 и 153 на выходы двух гидродвигателей 162 и 163 (с бyквaми П) переднего хода. Жидкость будет подаваться из трубопроводов 158 и 159 в каналы 67 и 73 (фиг.4), а затем через каналы 66 и 72, 63 и 64, 70 и 71, каналы 62 и 68 в полости 53 и 54 левого гидродвигателя (фиг.2).

При поворачивании ручки реверсирующего крана 141 (фиг.8) в правую сторону рабочая жидкость будет поступать через полости 144 и 145 к выходящим окнам 150 и 151 и далее по трубопроводам 154 и 155 и трубопроводам 156 и 157 на выходы двух гидродвигателей 160 и 161 (под буквами З), заднего хода. Жидкость будет подаваться из трубопроводов 156 и 157 в каналы 36 и 41 (фиг.4), затем через каналы 35 и 40, 32 и 33, 38 и 39 (фиг.4), 31 и 37 в полости 22 и 23 правого гидродвигателя (фиг.1). Таким образом достигается реверсирование направления движения.

3. Гидродвигатели работают таким образом. Так как двигатели по своему устройству аналогичны, рассмотрим только один из них, правый (фиг.1 и 4). Жидкость поступает в полости 22 и 23 с переменным знаком. Если в полость 23 будет подаваться жидкость под давлением, тогда в полости 22 будет происходить отсос жидкости и наоборот. При подаче жидкости с положительным знаком в полость 23 и с отрицательным знаком в полость 22 (отсос) жидкость в полости 23 будет раздвигать шиберы 20 и 21 в разные стороны до схождения их друг с другом, при этом шибер 20 будет вращаться в левую сторону и приведет во вращательное движение кольцевую муфту 26, снабженную муфтами свободного хода 29 (четыре шт.). Так как все муфты не имеют в этом направлении свободного хода, шарики заблокируют косую поверхность 30 с внутренней поверхностью ступицы колеса 1 и вращение передастся колесу. Шибер 21 в этом случае будет вращаться в правую сторону и заблокируется муфтами свободного хода 14 и 15 (четыре шт.) с поверхностью промежуточной втулки 19, так как шарики не имеют свободного хода в этом направлении.

Далее возможен выбор действий, зависящий от положения поворотной втулки 5 с рычагом 7. Если рычаг 7 установить так, как показано на фиг.4, то в этом случае блокирующие шарики 12 утоплены и углублении 13 и промежуточная втулка 11 не может быть заблокирована с неподвижной осью 8. Нe может блокиpоватьcя в этом положении и другая промежуточная втулка 42 шариком 43 с углублением 44 у гидродвигателя переднего хода. В этом случае обе втулки 11 и 42 обоих гидродвигателей будут свободно вращаться на поворотной втулке 5. При таком положении блокирующих шариков 12 и 43 можно скатываться с горы, можно двигаться по инерции и при буксировке. При повороте рычага в правую сторону произойдет блокировка промежуточной втулки 42 гидродвигателя переднего движения за счет шарика 43 с косой поверхностъю выреза 44 на оси 8, а шарик 12 по-прежнему останется утопленным в углублении 13. И если в этом случае сделать перевод реверсного крана (фиг.8) в левую сторону, тогда рабочая жидкость будет поступать к гидродвигателю переднего хода и движение передастся на колеса. Таким образом, чтобы передать движение на двигатели переднего или заднего хода, необходимо произвести блокировку поворотным рычагом того или иного гидродвигателя, а затем произвести реверсирование жидкости краном 147. Для того чтобы отключить гидродвигатель переднего хода и заблокировать двигатель заднего хода, необходимо рычаг 7 поворотной втулки 5 повернуть до отказа в левую сторону. В этом случае шарик 12 поднимется по косой поверхности 13 и заблокирует промежуточную муфту 11 заднего хода.

При подаче давления жидкости в полость 22, а в полость 23 - отсос, тогда действие шиберов изменится. Шибер 20 будет вращаться в правую сторону, а шибер 21 – в левую. При этом шибер 20 заблокируется муфтами свободного хода 15 (фиг.4) с промежуточной втулкой 11 и окажется неподвижным, а шибер 21 будет вращаться в левую сторону вместе с кольцевой втулкой 27 (фиг.4), которая заблокируется шариками 29 четырех муфт свободного хода с внутренней поверхностью ступицы колеса 1.

4. Работа гидротормоза фиг.3 и 4.

Гидротормоз расположен с левой стороны и встроен в ступицу колеса 1. При нормальном движении вперед или назад, когда нет необходимости тормозить или притормаживать, поворотный эксцентрик 78 поворачивается относительно эксцентрика 74 на 180 градусов. В результате этого окружность поворотного эксцентрика 78 устанавливается концентрично окружности общей оси 8 и внутренний поршень 80 получает возможность свободно вращаться вокруг общей оси, не вызывая и не делая продольных перемещений в диаметральных плоскостях.

При плавном притормаживании поворотный эксцентрик поворачивается в левую или правую сторону на некоторый угол и тогда внутренний поршень вынужден будет перемещаться при вращении колеса в диаметральной плоскости, вдоль полостей 86 и 87 и вызывать перемещения у второго поршня 81. B результате этого жидкость будет перемещаться из полости 84 через окно 88 в полость 86 и через окно 89 будет поступать в полость 85, которая постоянно сообщается через окно 90 с полостью 87. При большем поворачивании эксцентрика 78 поршень 80 поднимается все выше и выше и этим самым осуществляет перекрывание окон 88 и 89. Чем больше будут перекрыты окна 88 и 89, тем затруднительнее будет пропускаться жидкость через окна. И когда поршень полностью перекроет окна, как показано на фиг.3, тогда жидкость в полостях окажется запертой и она заблокирует перемещение поршней, а поршни заблокируют ступицу колеса, взаимодействуя с направляющими стенками 82 и 83.

Поворот эксцентрика 78 осуществляется при помощи рычага 6 (фиг.4) и поворотной втулки 4 с диском 75 при помощи кривошипа 76, который находится в постоянном зацеплении с радиальным вырезом 77, выполненным на поворотном эксцентрике 78.

Объем жидкости в полостях постоянный, сообщений с полостями гидродвигателей не имеет. Рычаг 6 имеет фиксирующие устройства и связан посредством тяг с рычагом управления (не показано). На фиг.1 и 2 показаны: 173 - места креплений спиц колеса и шпилек для крепления стенок к корпусу колеса, 174 - поджимные пружинки.

Формула изобретения

1. Гидропривод машин с объемным регулированием, содержащий приводной насос, поворотные гидродвигатели с тормозным устройством, муфту свободного хода, встроенные в ступицу колеса, систему трубопроводов, отличающийся тем, что он снабжен поворотным эксцентриком, регулирующим устройством поворотного эксцентрика, представляющим собой поворотный гидродвигатель-регулятор, встроенный в одном корпусе и разделенный стенкой с приводным насосом, а также снабжен ручным дозирующим насосом и реверсивным краном, приводной насос выполнен с плоскими многогранными поршнями, установленными на поворотном эксцентрике, последний имеет цилиндрическую полость, выполненную концентрично поверхности внутреннего эксцентрика, поверхность цилиндрической полости имеет зубчатый венец, находящийся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом, установленным на одном конце поворотной втулки, второй конец поворотной втулки пропущен через отверстие, выполненное в разделительной стенке, и выходит в полость гидродвигателя-регулятора, образованную корпусом и его разделяющей и правой опорной стенками, на выходящем в упомянутую полость конце поворотной втулки установлена шиберная втулка с двумя шиберами, расположенными между собой в диаметральной плоскости, вторая шиберная втулка с двумя противолежащими шиберами установлена на общем валу, причем шиберы первой шиберной втулки имеют правое расширение на ширину упомянутой полости, а шиберы второй втулки имеют левое расширение на ширину той же полости, последняя разделена на четыре части, из которых противолежащие части полости сообщены посредством двух радиальных каналов, выполненных в первой шиберной втулке, с кольцевой проточкой, выполненной на общем валу, а она сообщена через канал, выполненный внутри общего вала, с кольцевой проточкой, выполненной на левой опорной стенке корпуса, которая сообщена посредством трубопроводов с полостью ручного дозирующего насоса, вторая полость которого сообщена посредством трубопроводов с кольцевой полостью, выполненной на правой опорной стенке корпуса, последняя сообщена с каналом, выполненным внутри общего вала, который сообщен посредством двух радиальных каналов, выполненных во второй шиберной втулке, с двумя другими противолежащими частями упомянутой полости гидродвигателя-регулятора соответственно.

2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что встроенные в ступицу колеса два поворотных гидродвигателя и одно тормозное устройство разделены между собой съемными стенками, опорные стенки корпуса ступицы колеса установлены со свободным вращением на двух поворотных втулках, установленных на общей оси, на выходящих концах поворотных втулок закреплены рычаги управления, правая опорная стенка корпуса имеет опору на поворотной втулке гидродвигателей, а левая опорная стенка корпуса имеет опору на поворотной втулке гидротормоза, поворотная втулка гидродвигателей снабжена блокировочными шариками, установленными в отверстиях, выполненных в стенках поворотной втулки и утопленных в проточках с косыми поверхностями с противолежащими восходящими направлениями, выполненными на поверхности оси, причем левый шарик взаимодействует с промежуточной втулкой гидродвигателя переднего хода, а правый шарик взаимодействует с промежуточной втулкой гидродвигателя заднего хода, обе промежуточные втулки установлены на общей поворотной втулке со свободным вращением, каждый гидродвигатель содержит по две шиберные втулки, левую и правую, установленные на промежуточных втулках со свободным вращением, у гидродвигателя переднего хода обе шиберные втулки снабжены муфтами свободного хода с правым свободным вращением, у гидродвигателя заднего хода, наоборот, обе шиберные втулки снабжены муфтами свободного хода с левым свободным вращением, муфты свободного хода установлены на внутренних поверхностях шиберных втулок и взаимодействуют с поверхностями промежуточных втулок, левые шиберные втулки обоих гидродвигателей снабжены шиберами с правым расширением, а правые шиберные втулки гидродвигателей снабжены шиберами с левым расширением на ширину своих полостей, заключенных между стенками, и разделяют собой указанные полости на две части, каждый шибер соединяется посредством паза с выступом своей кольцевой втулки, установленной в упомянутых цилиндрических полостях со свободным вращением, кольцевые втулки взаимодействуют посредством муфт свободного хода с внутренними поверхностями цилиндрических полостей корпуса ступицы колеса, причем муфты свободного хода кольцевых втулок у гидродвигателя переднего хода имеют левое свободное вращение, а муфты свободного хода кольцевых втулок у гидродвигателя заднего хода имеют правое свободное вращение, образованные полости между шиберами, корпусом и стенками каждого гидродвигателя сообщаются по независимым каналам с полостями приводного насоса, правые полости обоих гидродвигателей сообщаются посредством радиальных каналов, выполненных в правых шиберных втулках, с кольцевыми проточками, выполненными на наружных и внутренних поверхностях промежуточных втулок с правой стороны, которые сообщаются через отверстия, выполненные в стенках поворотной втулки, с кольцевыми проточками, выполненными на поверхности оси, которые сообщаются через каналы, выполненные внутри оси, с трубопроводами, сообщающимися через запорные полости реверсивного крана с одним из выходов приводного насоса, левые полости гидродвигателей сообщаются посредством радиальных каналов, выполненных в левых шиберных втулках, с кольцевыми проточками, выполненными на наружных и внутренних поверхностях промежуточных втулок с левой стороны, которые сообщаются через отверстия, выполненные в стенках поворотной втулки, с кольцевыми проточками, выполненными на поверхности оси, которые сообщаются через канал, выполненный внутри оси, с трубопроводом, сообщающимся через запорные полости реверсивного крана со вторым выходом приводного насоса.

3. Гидропривод по п.1 или 2, отличающийся тем, что на внутреннем конце поворотной втулки гидротормоза закреплен диск с кривошипом, установленным в цилиндрической полости, выполненной на одной стороне поворотного эксцентрика концентрично окружной поверхности неподвижного эксцентрика, установленного на оси, кривошип диска свободно входит в радиальный вырез, выполненный в стенке поворотного эксцентрика, на котором установлены плоские многогранные поршни, встроенные друг в друга, образованные полости между поршнями заполняются рабочей жидкостью и сообщаются между собой через окна, выполненные в стенках поршней, причем выполнены с таким расчетом, чтобы окна могли перекрываться внутренним поршнем при максимальном повороте эксцентрика и подъеме поршня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8