长活塞液压机制造技术

更小更轻的液压泵／马达通过各个活塞而显著地提高容积效率，各个活塞的本体部分的长度基本上等于活塞在其中往复运动的相应汽缸的轴向长度。多个相应润滑通道周向地形成并且径向横切每个汽缸的壁，每个润滑通道在活塞的整个行程过程中通过在每个活塞的轴向圆柱体被几乎完全封闭。每个润滑通道一个接一个地被互连以在汽缸体内形成单一的连续润滑通道，而且没有与流体“流入”通道或者与流体“流出”通道连接，只被从每个汽缸的阀端部流入并且经过每个汽缸的相应汽缸壁与每个活塞的轴向圆柱体之间的最小流体流量补充。结合不同的弹簧偏压施压组件公开了几个实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合于相对“重型”的车辆应用，例如，适合于车辆运动用的液压传动装置和/或储存和回收节能蓄电池系统中的流体的液体液压泵/马达机械。
技术介绍
液压泵和液压马达为人所熟知并且已经得到广泛应用，具有安装在各个汽缸中的往复式活塞，所述汽缸形成在汽缸体内并被周向定位在绕着驱动元件的旋转轴为第一径向距离的位置。许多这样的泵/马达机械具有可变的排量性能，而且它们一般具有两个基本设计(a)各个活塞在旋转汽缸体内沿着倾斜度可变但是固定安装的斜盘(swash plate)往复运动；或者(b)各个活塞在汽缸体内沿着倾斜度可变而且可旋转的斜盘往复运动，该斜盘经常被分开(split)以包括可在旋转章动的转子表面上滑动的非旋转(即，只章动)“摆动器”。而此处的本专利技术适用于这两种设计，它特别适合于，而且在此被描述为，其中活塞在固定汽缸体内往复运动的后一种类型的机器的改进。如上所述，本专利技术被指向“液体”(与“气体”相区别)型液压机，而且应当认为，贯穿说明书和权利要求的词语“流体”和“受压流体”意图在于识别不可压缩的液体而不是可压缩的气体。因为液体的不可压缩性能，这两种不同类型的液压机的加压加载工作循环是如此完全不同，以至于气体压缩型机械的设计不适合应用在液体型机械中，反之亦然。因此，下述评论应当理解为被指向并可应用于液体型液压机，并且主要是如上述
章节所指出的那些重型汽车应用场合。具有固定汽缸体的液压机可以比那些必须支承并保护重型旋转汽缸体的机械建造得更轻、更小。然而，这些更轻的机器需要可旋转可章动的斜盘部件，而这些部件难以安装和支承。为了高压/高速服役，斜盘部件必须以这样一种方式被支承，即允许非旋转活塞的头部与可旋转可章动的斜盘的匹配平面之间有相对运动。正如上述所指出的，这些现有技术的斜盘经常被分成可旋转/可章动的转子部分和只章动的摆动器部分，后者包括通过连接“狗骨(dog bones)”而与非旋转活塞的头部匹配的平面。即，如此的固定汽缸体型机器迄今为止一直使用“狗骨”伸长杆(即，具有两个球形端的杆)来连接每一个活塞的一个端部与章动-但不旋转的摆动器的平面。所述狗骨的一个球形端被旋转地安装在活塞的头部端，同时另一个球形端通常被旋转安装的传统的“鞋”件覆盖，在非旋转活塞的头部和章动斜盘的匹配平面之间的所有相对运动过程中，该鞋件必须始终保持与斜盘摆动器的平面的完全平面接触。正如本领域中熟知的，这些相对运动沿着斜盘不是0°的所有倾角下发生的可变的非圆形路径。这些狗骨大大地增加了复杂程度并增加了建造这些更轻机器的斜盘的成本。狗骨型杆也有时被用于连接每一个活塞的一端与具有旋转汽缸体的液压机的倾斜(但不旋转)斜盘。然而，该后者类型的机器更经常的是省略这些狗骨件，而使用长活塞，每一个活塞在一端(也是，通常被旋转安装的传统滑轨(shoe)件覆盖)具有球形头部，有效地接触斜盘的非旋转平面。这样设计长活塞，每一个活塞的轴向圆柱形本体的大部分总是被各个汽缸的壁支承，即使在活塞的最大行程过程中。对于这些长活塞的这种辅助支承用于确保，各个活塞随着它们的汽缸体旋转时，每个球形头部在滑过倾斜一但不旋转的斜盘时具有最小的横向位移。一般地，这些长活塞主要由“漏液部分”(blow-by)润滑，即当往复活塞驱动或者被高压流体驱动时，高压流体在每个汽缸的壁与每个活塞本体的外圆周之间被挤压的部分。只有当公差允许足够的流体在汽缸壁与活塞的长圆柱体之间流动时，这样的漏液提供了良好的润滑，而且足够确保良好的润滑的漏液经常负面地影响泵或者马达机械的容积效率。比如，10立方英寸的机器每分钟有4加仑的流体用于漏液。虽然更小的公差被经常用来减少漏液，但是这种公差的减小受到限制，因为随着机器的压力及负载大小的增加，对于足够润滑的需要也增加。当然，这样的漏液通过使用被用于驱动活塞的流体实现，或者通过使用由活塞驱动来实现工作的流体实现。因此，在上述给出的例子中，用于漏液润滑的每分钟4加仑的流体，减少了机器的容积效率。下面公开的本专利技术旨在改进这种长活塞机器的容积效率，同时，保证(a)活塞的适当润滑以及(b)用来保持活塞和斜盘之间的接触的装置的简化。
技术实现思路
本专利技术公开了液压机的不同实施例，所有的实施例都具有结构简单的特征的新颖组合，包括在固定汽缸体内往复运动的长活塞，设有独特的润滑槽的汽缸，以及被直接安装到每个活塞(没有狗骨件)的滑轨，该滑轨与旋转章动斜盘滑动接触，或者优选地与分开斜盘的只章动的摆动器部分滑动接触。这些结构简单的特征互相作用得到这样的效果(a)容积效率显著地增加90％和(b)如此增高的机械效率，以至于当机器被完整装配时，用手就能轻松地转动机器的容量达12立方英寸的驱动轴。每个被公开的机器或者由泵或者由马达操作。虽然斜盘总是随着机器的驱动元件转动，一个实施例具有相对于驱动元件的轴线以预定倾斜角进行固定的斜盘，于是活塞总是以最大预定行程运动。另一个被公开的机器的斜盘具有以本领域中熟知的方式贯穿整个角度范围进行变化的倾斜角，以控制活塞的行程在每个方向在整个运动范围内达到最大。在按照本专利技术的每个机器中，每个活塞是加长的，具有轴向的圆柱体部分，该部分优选地和它在其中往复运动的各个汽缸的轴向长度一样长。优选地，每个活塞还具有球形头端部，借助以传统方式转动的滑轨和相对简单的装置，球形头端部与机器的斜盘的平面保持有效的滑动接触。每个活塞圆柱体的轴向长度被选择为保证活塞的球形第一端的横向位移总是最小。因此，用于本专利技术的优选的活塞是“长的”。即，即使当每个活塞被伸长至它的最大行程，依旧被支承在各个汽缸内的活塞本体部分足够保证，在机器操作过程中，活塞的伸长球形端部的横向位移总是最小。按照本专利技术，每个在机器的汽缸体内形成的汽缸设有在每个汽缸的汽缸壁内形成的相应润滑通道。该润滑通道这样设置，于是在活塞于它的相应汽缸内的往复运动的整个过程中，每个相应润滑通道在活塞的整个行程中几乎被活塞的轴向圆柱体完全封闭。优选地，每个相应润滑通道圆周向地形成并且径向横切每个汽缸。也在每个机器的固定汽缸体内形成的是多个互连上述每个润滑通道的另外的通道。所有润滑通道一个接着一个地互连，在汽缸体内形成一个单一的连续的润滑通道。该连续润滑通道完全在汽缸体内形成，优选地横切每个汽缸，并且其周向的中心与汽缸绕驱动元件的旋转轴的中心具有基本上相同的径向距离。应当对这样的事实引起特别的注意，即，在上述公开的优选实施例中，上述连续润滑通道没有通过流体“流入”通道或者流体“流出”通道被连接，相反在机器的操作过程中一直几乎被活塞的圆柱体部分完全地封闭。因此，向该连续润滑通道供应润滑流体的唯一源是，每个汽缸的每个相应润滑壁和每个相应活塞的轴向圆柱体之间的第二最小流体流量。在操作过程中，该润滑通道几乎立即充满高压流体的第一最小流量，该高压流体在每个汽缸的阀端部进入，然后经过每个汽缸壁与每个驱动活塞的本体部分的外圆周之间的部分。所述第二最小流量有效地保持连续润滑通道始终处于高压。如果必要，多个密封件，每一个分别被放置在每个汽缸的开口端附近，可有选择地提供相对紧的密封，用于基本上消除每个活塞的本体部分和每个相应汽缸的开口头部部分之间的漏液，于是允许只有来自润滑通道的最小漏液的逸出经过汽缸的开口端。然而，在实际应用中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压机，其具有多个以往复运动方式安装在相应气缸中的活塞，所述气缸形成于固定在外壳中的汽缸体内，并且围绕驱动元件的旋转轴沿周向以第一径向距离放置，每个所述活塞具有本体部分和连接到所述本体部分的头端部，每个相应的汽缸具有阀端部和开口头部，被所述驱动元件驱动的分开斜盘，该斜盘具有能够转动和章动的、倾斜角可变的转子以及只章动的摆动器，而且所述活塞还具有随着所述斜盘的可达预定最大值的倾斜角进行改变的行程，其特征在于，包括：位于所述摆动器上的平面；每个所述活塞的所述头端部是球形的，通过狭窄的颈部被连接至所述的本体部分，而且始终伸出到所述各个汽缸的所述头端部之外；每个活塞的所述本体部分具有足够被支承在所述各个汽缸内的细长的轴向圆柱形长度，从而当所述滑轨在所述行程过程中一直与所述平面相对滑动接触时，保证所述活塞的所述头端部的最小横向位移；相应的滑动滑轨，其被枢转地、直接固定在每个所述相应活塞的所述球形头端部，没有任何中间的狗骨件；每个所述相应的滑动滑轨在所述活塞和所述平面之间的所有相对转动运动过程中，保持与所述摆动器的所述平面的直接滑动接触；和施压组件，其用于将每个所述滑动滑轨偏压向所述摆动器的所述平面。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗农E格利斯曼，基思E格利斯曼，马修R弗罗纳弗罗纳，
申请(专利权)人：托维克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]