專利名稱：液壓發(fā)動機(jī)的制作方法
(1)液壓發(fā)動機(jī)。
(2)液壓發(fā)動機(jī)屆于流體力學(xué)，液壓機(jī)械領(lǐng)域。
(3)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，只是將人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)，生活中使用的產(chǎn)品進(jìn)行合理的，某些定律性的組長，就成為一種新產(chǎn)品，新發(fā)明。比如移動式信息就是將電腦、大哥大、電話三位組裝成一體。
十七世紀(jì)，法國人帕斯卡發(fā)現(xiàn)液體在密封容體內(nèi)，能通過不同大小的管道無損地傳遞壓強(qiáng)，從而發(fā)明了帕斯卡定律。這個液壓定律的發(fā)明，真正得到推廣使用的還是近幾十年。
液壓機(jī)械方面有千斤頂、油缸、蓄能器、高壓油泵，齒輪馬達(dá)齒輪泵。
千斤頂出現(xiàn)得比較早，是根據(jù)帕斯卡定律利用液體傳遞壓強(qiáng)，由小力變?yōu)榇罅Φ囊簤簷C(jī)械。一臺10噸的千斤頂，用幾公斤的外力加壓小油缸，將油壓進(jìn)大油缸，能頂起萬公斤的物體，產(chǎn)生近千倍的動力，但其運(yùn)動的速度，位移以厘米計(jì)算，千斤頂?shù)墓ぷ髟硎侨藗儗ε了箍ǘ傻木唧w運(yùn)用。
蓄能器屬于氣、液隔離式蓄能器，利用氣體的可壓縮性按布朗公式及氣體定律原理工作，它在液壓系統(tǒng)中起著儲能，穩(wěn)壓、補(bǔ)償，緩沖及消除脈動等作用。
高壓油泵是配合大噸位千斤頂?shù)墓ぷ鞯囊环N液壓機(jī)械，是千斤頂?shù)膭恿υ?，具工作壓?qiáng)可達(dá)70MPa。
齒輪泵它的發(fā)明又使液壓技術(shù)更進(jìn)一步。現(xiàn)代的軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械離不開齒輪泵。齒輪泵利用外力時對液體的壓強(qiáng)通過油缸工作。同千斤頂?shù)幕驹硪粯?，但齒輪泵將工作速度又提高數(shù)百倍。
齒輪馬達(dá)它的出現(xiàn)無疑是對人類的重大貢獻(xiàn)，其突破了幾百年來液壓技術(shù)只作上升，下壓的直線運(yùn)動，更重要的是齒輪馬達(dá)的外力輸入動力源是液體，液體在外運(yùn)動力的作用下輸入齒輪馬達(dá)。齒輪馬達(dá)又將液壓技術(shù)的工作速度提高了數(shù)千倍。
齒輪馬達(dá)只能由液壓系統(tǒng)中的齒輪泵配合才能工作，這一配合不由得使我們產(chǎn)生了設(shè)想，先看一看天津液壓機(jī)械集團(tuán)公司出產(chǎn)的產(chǎn)品說明書1、CBT-E5型齒輪泵，排量40m，輸出壓強(qiáng)20Mpa，轉(zhuǎn)速20Q0-900r/min，輸入功率25.7KW，重量9kG；2、GMC4型齒輪馬達(dá)，排量40m，輸出功率134N扭短力=42Kw，轉(zhuǎn)速3000-900r/Mi入壓強(qiáng)20Mpa，重量9.55kg；從以上兩種產(chǎn)品的說明書中可以看出，同樣排量的齒輪泵可以驅(qū)動齒輪馬達(dá)，同樣排量的齒輪馬達(dá)輸出的功率大于齒輪泵，多出了(42-25.7)=16.3kw，這多出的16.3kw利用起來，完全可以取代190型柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，用于小四輪拖拉機(jī)的發(fā)動機(jī)。
我們將以上的設(shè)想以＂液體傳遞壓強(qiáng)給機(jī)械，機(jī)械產(chǎn)生液體壓強(qiáng)循環(huán)工作形成壓力差輸出功率＂為理論依據(jù)。
為了證明液壓發(fā)動機(jī)的可行性，我們設(shè)計(jì)了兩種實(shí)用型液壓發(fā)動機(jī)來說明這種不用任何燃料不污染空氣的液壓發(fā)動機(jī)的實(shí)用性。
(4)液壓發(fā)動機(jī)如果試制成果，將取代內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
(5)一、QGC12型液壓發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)原理說明書。
本機(jī)利用氣體可壓縮性，按布郎公式及氣體定律、帕斯卡定律，全部使用國產(chǎn)液壓機(jī)件按各自的功能組裝而成，這是一種不用任何燃料，不污染空氣的“綠色”發(fā)動機(jī)。
(一)、型號說明“QG”表示液壓發(fā)動機(jī)；“C”表示排量“12型”表示輸出功率。
(二)、主要部件技術(shù)性能、參數(shù)，請參考生產(chǎn)廠家產(chǎn)品說明書。
齒輪馬達(dá)GMC4型，排量40m天津液壓機(jī)械集團(tuán)公司；高壓油泵BZ32-25C型，排量24m－天津威力工程千斤頂廠；蓄能器NXQ AB-10/31.5型，排量40-100m－南京鍋爐廠畜壓器分廠；充氣工具QJ-25型－南京鍋爐廠蓄壓器分廠；(三)組裝技術(shù)要求說明阻回油閥是一種只進(jìn)不出的油閥，不起開關(guān)作用。
齒輪箱按照各自的速比，用不同的齒輪齒數(shù)安裝。
真空油箱可用直徑20Cm，長30Cm的鋼管制造。
緩沖閥天津威力工程千斤頂廠出產(chǎn)。
蓄能器連接為了保證蓄能器消除來自高壓油泵32mpa的壓強(qiáng)，高壓油泵的工作油管必須直達(dá)蓄能器內(nèi)部，從產(chǎn)品說明書中看到齒輪馬達(dá)的進(jìn)油口直徑φ25法蘭連接，蓄能器-10型出油口直徑φ68法蘭連接，高壓油泵的工作油管進(jìn)入蓄能器，不會影響蓄能器的排量。
(四)輸出功率的產(chǎn)生說明從產(chǎn)品說明書中看出GMC4型齒輪馬達(dá)，排量40m，扭拒力134N.n2，轉(zhuǎn)速度3000r/min BZ32-25C型高壓油泵，壓力32兆帕，排量24m，輸入功率15kw，轉(zhuǎn)速970r/min；由蓄能器NXQAB-10/31.5型，將KW的齒輪馬達(dá)起動后，再利用機(jī)械傳動帶動兩臺15KW的高壓油泵，將工作油壓進(jìn)蓄能器形成和產(chǎn)生液壓循環(huán)工作，自運(yùn)轉(zhuǎn)后，42-(15+15)=12kw就是Q0C12型液壓發(fā)動機(jī)的輸出功率。
(五)試機(jī)、定轉(zhuǎn)說明組裝完畢后，蓄能器中加好油和氣壓，再將氣壓調(diào)到20MPa，打開油管關(guān)閥，本機(jī)立即運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動一分鐘后，查看壓力表，蓄能器的壓力是否有變動，再次將氣壓調(diào)劑20mpa(六)QGC12型液壓發(fā)動機(jī)工作原理說明從產(chǎn)品說明書中看出“蓄能器”在液壓系統(tǒng)中起著蓄能、穩(wěn)壓、補(bǔ)償、緩沖及消除脈動等作用，從而決定了蓄能器為液壓發(fā)動機(jī)的動力源，只要保證蓄能器動力源的恒定，形成恒壓，也就確定了液壓發(fā)動機(jī)的可行性。
齒輪馬達(dá)的工作原理我們已知，只要保證輸入齒輪馬達(dá)的工作油額定壓力，齒輪馬達(dá)也就輸出額定的功率。
本機(jī)使用兩臺BZ32-50C型高壓油泵，排量共48m，已超過齒輪馬達(dá)排量40m的要求，但本機(jī)高壓油泵輸入的工作油是齒輪馬達(dá)工作后排泄的油，這就限定了高壓油泵的輸入排量。高壓油泵輸出壓強(qiáng)是32MPa，也超過了齒輪馬達(dá)規(guī)定的20mpa的壓力，高壓油泵在齒輪馬達(dá)的機(jī)械傳動下工作，是將工作油壓進(jìn)蓄能器，蓄能器的壓力利用壓縮空氣將壓力恒定在20mpa，高壓油泵32mpa的壓強(qiáng)，所以高壓油泵將工作油壓進(jìn)蓄能器是沒有問題的，當(dāng)高壓油泵32MPa的工作油壓進(jìn)蓄能器時，因?yàn)樾钅芷鞯暮銐菏?0mpa，32MPa的工作油壓力首先對蓄能器產(chǎn)生壓強(qiáng)，壓力到達(dá)蓄能器中的隔離體，隔離體上部是20MPa的氣壓，利用隔離體可以上下活動的性能，產(chǎn)生緩沖，并消除自高油泵的的32mpa壓力，將壓力穩(wěn)定在20mpa，所以，液壓發(fā)動機(jī)的工作油不能多，也不能少，必須穩(wěn)定在保證蓄能器20mpa恒壓的數(shù)值上。
本機(jī)保證輸出功率12KW，因?yàn)閮膳_高壓油泵共輸入30千瓦，但高壓油泵輸入排量不飽和，輸出壓強(qiáng)“負(fù)荷”低的情況下工作，這正好給本機(jī)形成輸出功率儲備。
本機(jī)主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是蓄能器能否消除來自高壓油泵32mpa的壓強(qiáng)，將其轉(zhuǎn)換，穩(wěn)壓為20mpa。
我們認(rèn)為完全可能，就以水塔為例，不管水泵用多大的功率，將水抽進(jìn)水塔，水塔都是以自身的高度，大氣壓強(qiáng)，水管的直徑向用戶供應(yīng)。
二、QG16型壓發(fā)動機(jī)本機(jī)利用氣體的可壓縮性，按布郎公式及氣體定律，帕斯卡定律，全部使用國產(chǎn)現(xiàn)有液壓機(jī)件產(chǎn)品，按各自的性能，功能組裝而成，這是一種不用任何燃料，不污染空氣的“綠色”發(fā)動機(jī)。
(一)型號說明“QG”表示液壓發(fā)動機(jī)；“C”表示排量；“16型”表示輸出功率16kw。
(二)主要部件技術(shù)參數(shù)，生產(chǎn)廠家。(見下表)
(三)部件安裝技術(shù)要求1、分配器(1)蓄能器油管接分配器“提升”位置的工作油回油口；(2)分配器“提升”位置工作油，出油口用螺帽封閉；(3)分配器工作油回油箱的油口接齒輪馬達(dá)進(jìn)油口。
(4)分配器同齒輪泵的工作油管按正常連接不變。
2、離合器可參考天津鐵牛55型拖拉機(jī)油泵離合器。
3、阻回油閥是一種只進(jìn)不出的阻回油閥門，不起開關(guān)作用。
4、油管開關(guān)是一種扳轉(zhuǎn)式自動回位油管開關(guān)閥，起停機(jī)作用5、油箱根據(jù)安裝實(shí)際需要自行制造。
6、齒耗箱根據(jù)各自的轉(zhuǎn)速比，用齒輪數(shù)調(diào)節(jié)安裝。
(四)QG16型液壓發(fā)動機(jī)工作原理，動力輸出說明。
蓄能器加好油和氣壓，將氣壓調(diào)到25mpa，油箱中加進(jìn)三分之二的油，將離合器分離，分配器手柄桿推倒“提升”位置，蓄能器中的壓力油立刻分配器“提升”位置回油口進(jìn)入分配器，再從分配器回油箱的油口進(jìn)入齒輪馬達(dá)，齒輪馬達(dá)立即工作，帶動齒輪泵，齒輪泵從油箱中吸進(jìn)工作油的加壓后，壓進(jìn)入齒輪馬達(dá)，齒輪馬達(dá)立即工作，帶動齒輪泵，齒輪泵從油箱中戲進(jìn)油加壓后，壓進(jìn)分配器，行至分配“提升”位置出油口時，因出油口早以封閉，來自齒輪泵的工作油壓力升至100-110kg/每平方米時，分配器便“自動跳位”，使其滑閥回到“中立”位置，這時儲能器進(jìn)油口封閉，自動打開分配器中的回油閥，工作油進(jìn)入齒輪馬達(dá)，驅(qū)動作功，形成循環(huán)液壓工作，產(chǎn)生壓力差輸出功率。
從產(chǎn)品說明書中看出齒輪馬達(dá)GMC4型40m，輸入壓強(qiáng)mpa，齒輪泵CBJ-E5型排量40m，輸出壓強(qiáng)20mpa，在排量相等的情況下，齒輪泵輸出20mpa的壓強(qiáng)，正好驅(qū)動輸入壓強(qiáng)為20mpa的齒輪馬達(dá)。
齒輪馬達(dá)的轉(zhuǎn)速3000-900r/min，輸入25.7kw的功率，由此看出，齒輪馬達(dá)42kw功率，在保證齒輪泵25.7KW的工作功率后，多出了16KW，這是由壓力差產(chǎn)生的功率，也就是液壓發(fā)動機(jī)的輸出功率。
蓄能器只起起動作用，分配器是將蓄能器，齒輪泵的工作右自動換位完成起動和產(chǎn)生循環(huán)工作的程序。
液壓發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，將離合器合上，高壓油泵工作，從油箱中吸進(jìn)油，壓進(jìn)蓄能器，蓄能器壓力達(dá)到25mpa時分開離合器。
(6)液壓發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)位置，環(huán)保效果，我們可將內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，液壓發(fā)動機(jī)的油、氣原理作一分析，同樣都是利用油、氣各自的性能原理，但各自利用機(jī)件，結(jié)果處理，油、氣的方法不同，產(chǎn)生的功能，輸出相同，其經(jīng)濟(jì)價值，環(huán)境保護(hù)方面的效果不同，下表是對油氣使用價值，效果的分析對比。(見下表)
(8)實(shí)現(xiàn)液壓發(fā)動機(jī)的最好方式是依據(jù)我們提出的“液體傳遞壓強(qiáng)給機(jī)械，機(jī)械產(chǎn)生液體壓強(qiáng)循環(huán)工作形成壓力差輸出功率，公式是
N表示畜能器，G表示齒輪馬達(dá)，Q·B表示高壓油泵、齒輪泵，根據(jù)以上理論公式，購買產(chǎn)品，依照組裝圖，可以安裝任何型號輸出功率不同的液壓發(fā)動機(jī)。

圖1是QGC12型沒有液壓發(fā)動機(jī)組裝原理圖。
從圖面上看沒有技術(shù)難關(guān)，主要是調(diào)試問題，也可根據(jù)實(shí)際情況改變安裝部件的方式。圖2是QGC16型液壓發(fā)動機(jī)組裝原理圖。
圖面主要表明由現(xiàn)有液壓產(chǎn)品組裝液壓發(fā)動機(jī)的可行性，說明液壓產(chǎn)品之間存在的壓力差。
權(quán)利要求
液壓發(fā)動機(jī)的技術(shù)特征是“液體傳遞壓強(qiáng)給機(jī)械，機(jī)械產(chǎn)生液體壓強(qiáng)循環(huán)工作形成壓力差輸出功率”。公式是 N表示蓄能器，C表示齒輪馬達(dá)，Q·B表示高壓油泵，齒輪泵。獨(dú)立權(quán)利要求(設(shè)補(bǔ)技術(shù)方案)是在帕斯卡定律，液體通過壓力傳遞，由小力變?yōu)榇罅Φ幕A(chǔ)上，再由大小力通過機(jī)械能對小力產(chǎn)生動能，以天津液壓機(jī)械集團(tuán)公司的液壓產(chǎn)品能說明這個原理 BZ32-10C高壓油泵是補(bǔ)償作用1、由以上理論公式，技術(shù)特征，可以設(shè)計(jì)任何型號輸出功率不同的液壓發(fā)動機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)取代內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的目的。2、液壓發(fā)動機(jī)專用于制造液壓發(fā)動機(jī)的方法和液壓發(fā)動機(jī)的用途的獨(dú)立權(quán)利要求。
全文摘要
液壓發(fā)動機(jī)屬于流體力學(xué),液壓機(jī)械領(lǐng)域。1、QGC16型液壓發(fā)動機(jī)齒輪泵和蓄能器工作油的瞬間換位。2、QGC12型液壓發(fā)動機(jī)高壓油泵32Mpa工作油進(jìn)入蓄能器能否消除壓強(qiáng),轉(zhuǎn)換成20Mpa壓強(qiáng);3、改進(jìn)BZ32-25C型高壓油泵,32Mpa減至25Mpa,排量24min或至20min可增加液壓發(fā)動機(jī)的輸出功率;技術(shù)特征是:“液體傳遞壓強(qiáng)給機(jī)械,機(jī)械產(chǎn)生液體壓強(qiáng)循環(huán)工作形成壓力差輸出功率”,公式是:N表示蓄能器,G表示齒輪馬達(dá),Q·B表示高壓油泵,齒輪泵。液壓發(fā)動機(jī)的用途:可以取代內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
文檔編號F03C2/08GK1314547SQ00105119
公開日2001年9月26日 申請日期2000年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月18日
發(fā)明者李興海 申請人:李興海, 王明雄, 鄭道銘