[发明专利]用液压传动的自由活塞马达

说明书

本发明是关于用以驱动一零件的装置，例如驱动轮子，皮带轮，连杆或其它类似的零件;该装置至少包括一个转动或线性的马达连接在所述零件上，并且是由一受压液体所驱动，尤其是一液压马达或类似的液压装置，其一侧是借助管道至少与一个存放加压流体，尤其是液体的蓄液罐连通，而另一侧用一出口端将所述液体引向贮液槽，此外还至少包括一个自由活塞组件，由至少有一个自由活塞的一个气缸所组成，活塞可以在气缸内往复滑动，并且在气缸内限定了一个空间，这样在活塞的膨胀冲程，即当活塞沿某一方向移动时，此空间的容积增大，而在活塞的压缩冲程，活塞沿另一方向移动，此空间的容积减小，同时设有将气体分别吸入和排出所述空间的吸、排气体装置，在活塞的压缩冲程时，在所述空间受压气体被加热。活塞是连接在通常是柱塞状的元件上，元件适宜于在至少是一个固定安装的室元件中往复滑动。柱塞状元件的柱体表面至少有不同的两部分直径，使它与室元件的部分内壁滑动配合，而且柱塞状元件具有三个不同的径向表面，各在室元件中限定了一个基本上是闭合的室，当活塞作膨胀和压缩冲程时，其容积逐渐变化。柱塞状元件的第一径向表面限定了第一圆柱状室，它是与加压流体源相联通的，而第二径向表面限定了第二室，即置换室，它通过一单向阀与贮液槽相通，还通过第二单向阀联接到蓄液罐。因此，当活塞进行冲程时因第二腔室的容积增大， 贮液槽中的液体吸入到此室内，而当活塞的另一相反冲程时，第二室的容积因之而减小，迫使液体流出室外并对蓄液罐加压，而第三径向表面具有一个比第一径向表面为小的作用面积，它实质上在室中限定了第三室。当活塞在膨胀和压缩冲程时，其容积分别增大和减小。这样装置可以从US-A-4382748中得知。

这种型式的装置，操作时蓄液罐中是充满着高压作用下的流体，具体地讲是液体，例如油类。通过对联接在一固定的线性和转动液压马达的常规控制的滑动阀的调节，使油从蓄液罐流到液压马达，并从液压马达流到液体贮存槽。当液压马达的输出轴输送机械功率时，蓄液罐中的压力将下降。

在先有技术装置中，一对自由活塞在气缸中直线往复滑动，每一所述活塞与一个在泵缸中可滑动的泵活塞相连接，并与一在压缩气缸中的随所述泵活塞可滑动的压缩活塞相连接，这样形成这里所述及的第一、第二和第三室。

第一圆柱形室与加压流体源相通，第二和第三室是通过一个单向阀与一低压入口即贮液槽相通，并通过一单向阀与一蓄液罐相通。虽然沟通第二室和蓄液罐的单向阀，以及第三室和贮液槽的单向阀可以分别打开第一和第二旁路可控阀而被联通，而使第三室与蓄液罐相沟通的单向阀却可通过关闭第三个可控阀而不再起作用。

在运转的起始状态，第一和第三个可控阀是关闭的，第二个可控阀是打开的，这样第三室独自打开且与贮液槽相通，并以一个暂停时期起一个只是用来中断正常循环运转的作用，然后关闭第二个可控阀，使得第三室在膨胀冲程的终了时，形成一个压力栓，作为起动自由活塞引擎中的一种重新起动自由活塞的方法，随后，来自外部 动力源的高压流体被引入到第三室，反之用一个复位滑阀和一个复位传动装置使第二室排泄到进口压力。

在运转的第二种状态，关闭第二个可控阀，打开第一和第三个可控阀，这样第三室代替运转时第一种状态中的第二室形成泵室。

先有技术的装置中为了设计成能使自由活塞按一个预定周期连续地往复运动，必须将自由活塞用机械方式互相连接，因为对于具有两个活塞的自由活塞引擎的平稳操作，所述活塞在每一循环的起动位置必须处于所限定的容许界限范围之内。然而这种自由活塞的机械互连方式使引擎复杂化。

本发明试图提出一种不具有所述缺点的装置，按照本发明的自由活塞组件在断续运转中工作效率更高，采用同一的最佳循环，也就是说每完成由一压缩冲程和一膨胀冲程组成的循环之后，活塞组件停止，因此在每一膨胀冲程之后的等待时间内，如有必要可以修正活塞的位置。

在按本发明的装置中已达到此目的，第一即圆柱状腔室是通过一可控的阀与所述加压流体源相通的，因此打开所述阀，活塞产生其压缩冲程，而只有第三室是打开的与所述蓄液罐相通，致使在膨胀冲程终结时第三室形成为一缓冲室，其中充满液体，并和蓄液罐相通，在这种安排中最好让缓冲室通过装有单向阀的管道也与置换室相通。