专利名称：液压自力式发动机的制作方法
技术领域：
本发明是一种利用液体静压力。推动箱体内差压转子旋转，由输出轴进行力矩传递的液压自力式发动机。它属于液体静压转动技术领域。
在现有类似设备中，多为体积大、结构复杂，使用地点有很大的局限性，因此不能被广泛应用到生产领域中去。另外，现有各种液压马达及电动机的驱动液压系统都比较复杂，需要有供电设备，这样不仅要消耗大量能源，同时还会污染环境。
本发明的目的在于针对上述不足设计提供了一种利用液体静压力能够完成旋转动作并可以做动的动力装置。
本发明的目的是通过以下措施来达到的，本发明是一种利用液体内能做功，无须外界供应其它能源的动力装置。液体的张力、弹性力、摩擦力等都是来源于物质分子间或原子间的电磁力的相互作用。在两分子相距较远时，这种分子力接近于零，彼此靠近到10-8～10-10米时，分子力表现有为吸引，更靠近时，分子力表现为排斥。当众多的液体分子被强力挤压在某一给定空间内，它所表现出的集体排斥力量，将会合成很大的力。基于上述理论，设计一个箱体，其内安装一个可接受液体压力的转子-差压转子。在密闭的箱体内或差压转子空心轴内充满液体，利用液体的不可压缩的特性，设计安装一套采用旋进丝杠推动柱塞或杠杆压进柱塞的装置使其内部的液体静压升高，并配有压力测量仪表。其特征是，差压转子沿顺时针方向由液体压强作用在转子形成的合力对转子轴心的力矩，大于或小于沿逆时针方向按上述形式对转子轴心的力矩，失去平衡的差压转子必然发生转动，将转动力矩输出。
附图的图面说明如下
图1为本发明的一种实施例-A型油浸式液压自力发动机的结构示意图。
图2为本发明另一种实施例-B型，中心供油式液压自力发动机的结构示意图。
图3、4为本发明给箱体内或空心轴内的液体加压装置的结构示意图，图3为脚踏式杠杆柱塞，图4为配重式柱塞加压装置。
图5为差压转子中高压阀受力分析示意图。
图6为差压转子中高压阀的配置示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步地详述。
参见附1所示，为本发明的一种实施例-A型，油浸式液压自力发动机的示意图，其中1-缸筒 2-端盖 3-压力表 4-差压转子 5-平衡轮 6-输出轴 7-机架底座 8-加压装置其中，1和2组成箱体，该箱为全密封式，差压转子4中装有高压阀，它包括a-连体活塞 b-上腔 c-中腔 d-下腔e-阀体 f-支架 g-导轨 h-底部活塞j-单向阀高压阀的数量及分布参见附图6所示，增加高压阀的数量，即可增大输出功率，减少高压阀的数量，可以减小输出功率，以下简述该型发动机工作原理。
将密闭箱体内充满液压油，将高压阀中的中腔c、下腔d满液压油，将高压阀中的上腔b充进空气，压强为常压。加压装置8采用螺旋推进柱塞形式，也可采用图3、4所示形式。
参见附图5所示，旋转为矩的形成。
差压转子在q1的作用下，连体活塞a的大端D受到的合力为F1＝q1× (π)/4 D2
作用方向竖直向下，作用点为A。在F1的作用下，上腔b内的空气被压缩，迫使连体活塞a下移，使中腔c形成的压强q2=F1π4d2]]>称二次压强。(由于上腔b内的空气压强较q2相比很小，忽略不计)。
由帕斯卡原理可知，q2将差值传递到下腔D，且q2》q1。q2分别作用在下腔D的周围和S1、S2的两个面积上下腔D周圈的q2相互平衡。
S1面受力FS1＝q2× (π)/4 (D2-d2)S2面受力FS2＝q2× (π)/4 D2下面对FS1和FS2两力进行分析FS1作用于0′点，作用方向竖直向上且垂直于S1面，在FS1的作用下迫使阀体e上移，左支点与平衡轮在C点接触止动，根据力的可传性FS1通过平衡轮内圈传给滚珠最后传给缸筒2，力图命名缸筒顺时针方向旋转。顺时针力矩MS1为负值，计算式为-MS1＝FS1×(f+e)由于缸筒2固定在机架底座7上，所以-MS1力矩被机架底坐7平衡。
从附图(四)中为以看到FS1从0′点移到C点，根据力的平移定理，应附加一个加偶，该力偶为逆时针方向(正值)，其数值为+M′S1＝FS1×eFS2作用于0″点，竖直向下且垂直于S2平面(底部活塞)，根据力的可传性，FS2沿轴线作用在旋转支架f上，形成对轴心0点的逆时针力矩(正值)。
+M’S2＝FS2×f从附图(四)中还可知，作用在阀体上方的q1的合力F3也对轴心0点有逆时针力矩;
+M3＝q1×(a×b- (π)/4 D2×f所以使差压转子旋转的总力矩M总＝MS2+M'S1+M3结论差压转子将沿逆时针方向转动。
此外，利用高压阀的上腔中的空气压力完成复位补油功能以使差压转子持续运转。具体步骤为反旋转旋丝杆退回柱塞，则箱体内压强，高压阀内的中腔C、下腔D的压强都恢复到常压状态。因此上腔b内被压缩的空气施力于连体活塞a令其上移，导致中腔C、下腔D形成负压迫使单向阀j开启进油完成复位补油工作，以使进行下阶段的连续运转。
参见附图2所示，为本发明的另一种实施例-B型中心供油式液压自力发动机的结构示意图，其中9-缸筒 10-端盖 11-大气连通管 12-差压转子(与输出轴连出) 13-机架底座 14-平衡轮 15-加压装置 16-压力表 17-密闭环室其中9、10组成箱体，为敞开式与大气连通差压转子12中装有高压阀，它包括A-连体活塞 B-上腔C-中腔 D-下腔E-阀体 H-下腔活塞F-旋转支架 I-供给高压阀油路系统J-单向阀 G-导轨其中，下腔D、阀体E、下腔活塞H组成高压阀，其数量与布置方法参见附图6所示。以下简述该型发动机的工作原理B型和A型在工作原理上是相同的，因此在结构上没有本质的区别。但是由于供油方式不同，又增加了密闭环室17和大气连通管11。
另外A型每个高压阀都有连体活塞保证二次增压形成q2压强，B型则集中在一处-输出轴的右端，所有高压阀需要的高压油都由中心轴供给。为了避免重复，凡B型与A型在技术方案中相同之外就不再详述了，如加压的方法、旋转力矩的产生和连体活塞的作用等。以下仅介绍技术方案中的不同点。
①充油将密闭环室内充满液压油。
将中心轴内充满液压油。
将高压阀内充满液压油。
将上腔b内充满液压油。
②连体活塞a的推进没加压后密闭环室9内的压强q1＝1MPa，在F1的作用下连体活塞a左移，将上腔b内的液压油径小孔K排到箱体内。
③在中心轴中腔C产生的q2压强通过油路I传递到各个高压阀的下腔D。根据对A型的受力分析可知将产生逆时针旋转力矩④由于箱体内的液压油与大气连通，在差压转子的作用下将发生流动，可以起到散热的作用，如果另外配有油箱，散热的效果会更好。
差压转子空心轴带有一单向阀J以完成补油复位功能以使差压转子持续运转。B型当采用螺旋丝杠柱塞加压装置时复位补油方法与A型相同。
本发明技术方案与现有技术相比具有应用广泛，性能优良，其转数可达40～60转/分。输出扭矩300kg·m一次连续运转时间16.5小时，复位时间30秒。
权利要求
1.一种液压自力式发动机，其特征在于它包括一个密封的箱体，箱体内充满液体-液压油，上有一给箱内液体加压装置并配有压力测量仪表。其中装有一个可接受液体压力的转子-差压转子，该转子沿顺时针方向由液体压强作用于该转子上形成的合力对该转子轴心的力矩，大于或小于沿逆时针方向由液体压强作用于该转子上形成的合力对该转子轴心的力矩，差压转子产生旋转而将力矩输出。
2.一种液压自力式发动机，其特征在于它包括一个密封的箱体，其中安装有一具可接受液体压力的转子-差压转子，该转子轴为空心轴，其中充满液体-液压油，箱体上装有一给空心轴内液体加压的装置，并配有压力测量仪表，该差压转子沿顺时针方向由液体压强作用于该转子上形成的合力对该转子轴心的力矩，大于或小于沿逆时针方向由液体压强作用于该转子上形成的合力对该转子轴心的力矩，差压转子产生旋转而将力矩输出。
3.根据权利要求1、2所述液压自力式发动机，其特征在于给箱体内或空心轴的液体加压方法有三种①螺旋推进柱塞②脚踏式杠杆推进柱塞③配重式推进柱塞三种方法均可松弛，使压力下降直至为零。
4.根据权利要求1、2所述的液压自力式发动机，其特征在于在差压转子中可安装有多个高压阀以调整输出功率的大小。高压阀由上腔、中腔、下腔三部分组成。高压阀体两侧与转子支架接触面可以产生相对滑动。
5.根据权利要求1、2、4所述的液压自力式发动机，其特征在于在差压转子高压阀上腔内设计安装一个一端直径大另一端直径小的连体活塞，直径大的一端与箱体内的液体压强接触，合力传递到另一端小直径活塞面而导致差压转子内高压阀的中腔、下腔的液体压强远大于上腔内液体压强。
6.根据权利要求1、4所述的液压自力式发动机，其特征在于利用高压阀的上腔中的空气压力降低打开单向阀，完成复位补油功能，以使差压转子持续运转。
7.根据权利要求2所述的液压自力式发动机，其特征在于空心轴带有一单向阀以完成补油和复位动作以使差压转子持续运转。
全文摘要
本发明是一种利用液体静压力，推动箱体内差压转子旋转、由输出轴进行力矩传递的液压自力式发动机。它属于液体静压转动技术领域。本发明的实施方案为设计一个密封箱体，其内安装一个可接受液体压力的转子——差压转子，在密封的箱体内或差压转子空心轴内充满液体，利用加压装置使液体静压升高，使顺时针方向由液体压强作用在转子上形成的合力对转子轴心的力矩，使差压转子转动输出力矩。本发明与现有技术相比具有应用广泛、性能优良等优点。
文档编号F01C1/00GK1102457SQ9311975
公开日1995年5月10日 申请日期1993年11月5日 优先权日1993年11月5日
发明者秦贵森 申请人:秦贵森