專利名稱：：液壓彈簧驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種液壓驅(qū)動(dòng)的彈簧驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供了一種液壓彈簧驅(qū)動(dòng)裝置，其中通過(guò)操作多個(gè)可伸展、可壓縮的連接裝置來(lái)持續(xù)地傳送用于旋轉(zhuǎn)的獨(dú)立彈簧力，以使得在任一給定時(shí)間，伸展的連接裝置多于被壓縮的連接裝置。作為該裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可旋轉(zhuǎn)的凸輪軸沿其長(zhǎng)度軸向間隔地安裝有用于與之旋轉(zhuǎn)的多個(gè)凸輪。每個(gè)凸輪都具有一邊緣，該邊緣與凸輪旋轉(zhuǎn)中心之間的距離在最大距離和最小距離之間變化。多個(gè)搖臂，每個(gè)都跟隨著一個(gè)凸輪，在一預(yù)定位置，搖臂一端與該裝置樞軸連接，并在相反端支撐可伸展壓縮的連接裝置。曲軸具有用于與各連接裝置相連的偏心曲柄部，凸輪軸的旋轉(zhuǎn)和連接裝置的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。各凸輪形狀設(shè)計(jì)成，其邊緣處的最大距離延伸通過(guò)其360旋轉(zhuǎn)角度中的一小部分(約90度)，最小距離延伸通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度中的大部分(約135度)，當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，從最小距離激增到最大距離，而從最大距離逐漸下降到最小距離。凸輪邊緣的這種結(jié)構(gòu)使得某一連接裝置相對(duì)于其它多個(gè)連接裝置的伸展而壓縮?？梢栽谠撏馆嗇S上連接一液壓泵，用于與該凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)從而輔助節(jié)氣門系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。該節(jié)氣門系統(tǒng)可通過(guò)取代連接至各凸輪搖臂的壓力棒，從而用于控制搖臂的平衡位置。通過(guò)調(diào)整搖臂可控制各連接裝置的壓縮度和伸展度。圖1是本發(fā)明裝置的側(cè)面剖視圖，為了清楚起見(jiàn)，移除了部分部件。圖2是圖1所示裝置的端部視圖，為了清楚起見(jiàn)，移除了部分部件。圖3是圖2所示動(dòng)力單元組件的剖視圖。具體實(shí)施例方式參考圖1和2，本裝置是容納在矩形殼體4中，殼體4支撐曲軸6、凸輪軸8和搖臂組件10。液壓泵12和節(jié)氣門組件14安裝在該殼體上。軸向穿過(guò)殼體4上半部經(jīng)由前軸承16和后軸承18安裝曲軸6，曲軸6包括軸向均勻間隔開的用于各凸輪和連接裝置的偏心曲柄部分20，在優(yōu)選實(shí)施例中具有8個(gè)曲柄部分20。每個(gè)曲柄部分20包括一對(duì)軸向偏置構(gòu)件和一個(gè)橫構(gòu)件22，其中橫構(gòu)件22圍繞曲軸的旋轉(zhuǎn)軸24按照某一給定直徑Dcr所形成的圓旋轉(zhuǎn)。凸輪軸8支撐在前軸承26和后軸承28上，并沿其長(zhǎng)度軸向均勻間隔地支撐8個(gè)凸輪30，各凸輪30與各曲柄部20相對(duì)。該凸輪軸前端以帶輪32終止，后端以飛輪34終止。該凸輪軸可以在軸頸處支撐與多個(gè)凸輪之間的接合，從而使凸輪隨其旋轉(zhuǎn).凸輪30彼此周向偏離地安裝，從而使得各接連的凸輪與其向后相鄰的凸輪按照360度除以凸輪數(shù)的角度或者以45度偏移。同樣地，每個(gè)曲柄部20與其后向相鄰的曲柄部以45度偏離，以使得如圖2所示，用180表示的凸輪相對(duì)地連接至一曲柄部，該曲柄部的180部分與一搖臂接合。因此按箭頭方向36超前45度的凸輪相對(duì)地連接至一曲柄部225，等等。一正時(shí)齒輪38分別與該曲軸上的齒輪40以及凸輪軸上的齒輪42接合，以保持該凸輪和曲柄部形成上述預(yù)定關(guān)系。每個(gè)凸輪30具有如圖2所示的具有修正邊緣表面41的相同的修正圓盤形狀。每個(gè)凸輪可以被分成八段，0-360。包括135-225度圓弧的段的邊緣表面位于距離凸輪旋轉(zhuǎn)軸44最近處。段270和225構(gòu)成90度角的變化率并且凸輪30的邊緣41輕微地向外彎曲。從270°到段O，邊緣保持與軸之間的最大距離，沿著它畫出一直徑約為Dcr的圓。從段0開始，該凸輪逐漸地返回至段90附近的最小距離。參考附圖2，搖臂組件10包括軸向伸長(zhǎng)的壓力棒46，經(jīng)由三個(gè)軸向隔開的向上延伸的桿部48-52支撐該壓力棒(圖2)。桿部48、50、52可滑動(dòng)地裝配在殼體4內(nèi)的管部49、51、53中。八個(gè)搖臂54樞軸地連接到壓力棒46，以致于大致水平橫向地延伸，從而沿箭頭56指示的平行于樞轉(zhuǎn)方向移動(dòng)。各搖臂54可操作地接合凸輪而與凸輪30協(xié)同運(yùn)動(dòng)，并與動(dòng)力桿組件58連接。各搖臂54具有相同的形狀并可包括一具有彎曲突出部60的下表面，該彎曲突出部60支撐在凸輪30上并通過(guò)前述的邊緣變化跟隨凸輪而動(dòng)。搖臂的向外部61輕微地向下彎曲，從而使得動(dòng)力桿組件58在向下偏離突出部60的地方與搖臂接合。腔部62穿過(guò)搖臂54的向外部61延伸，從而可滑動(dòng)地接收動(dòng)力桿組件58的軸64。銷66樞轉(zhuǎn)地支撐并可驅(qū)動(dòng)地接合動(dòng)力桿組件的彈簧蓋樞軸68。動(dòng)力桿組件58將其相關(guān)聯(lián)的搖臂54的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞至曲軸20相應(yīng)的曲柄部22(圖1)，并通過(guò)彈簧元件72的伸展來(lái)補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)。參考圖3，各動(dòng)力單元組件58包括上管嘴70、螺旋彈簧72、軸64和彈簧蓋樞軸68。該上管嘴70可旋轉(zhuǎn)地固定至位于曲軸20上的其相關(guān)聯(lián)的橫構(gòu)件22，并向下終止于緣部，所述上管嘴包括彈簧接收孔69和用于接收連接桿73的兩個(gè)連接桿孔71。螺旋彈簧72圍繞著軸64并向下與彈簧蓋68接合。軸64固定到管嘴70上并延伸至支撐在搖臂54上的彈簧蓋68。該彈簧蓋68樞轉(zhuǎn)地支撐在搖臂54的上表面，并包括用于接收螺旋彈簧72下部簧圈的孔。這樣一來(lái)，動(dòng)力單元組件58便提供了可壓縮可伸展的連接裝置，其通過(guò)螺旋彈簧72的伸展和壓縮將搖臂54隨凸輪30產(chǎn)生的往復(fù)樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)彈簧蓋68支撐在搖臂4上并沿著軸64朝著管嘴70移動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧72發(fā)生伸展和壓縮。各曲柄部、凸輪和彈簧之間的關(guān)系如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上的曲軸位置為，一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，各曲柄部分通過(guò)的曲軸位置，以及給定時(shí)刻各部件所處的位置。參考圖l，液壓泵12是用來(lái)輔助節(jié)氣門組件14。該節(jié)氣門組件14包括兩個(gè)液壓流體貯液器、一個(gè)動(dòng)力輔助貯液器80和一個(gè)主貯液器82。該主貯液器82是主要的貯液器，其對(duì)通過(guò)線路84從泵78傳送至搖臂組件58的管部49、51、53的液壓量進(jìn)行控制。受開關(guān)76控制的電源74驅(qū)動(dòng)電泵78，電泵78增加主貯液器82內(nèi)的壓力。管部49、51、53中的壓力向下推動(dòng)搖臂桿48、50、52，從而將搖臂的平衡位置朝著曲軸20樞轉(zhuǎn)。各管部49、51、53中的彈簧86幫助把桿48、50、52向下推動(dòng)至平衡位置。通過(guò)主貯液器82中的滑動(dòng)活塞87增大了管部49、51、53中的壓力。泵78產(chǎn)生的力開始并促使活塞87產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而減小貯液器面積，同時(shí)增加管部49、51、53中的壓力?；钊?7通過(guò)軸88可往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該軸88與動(dòng)力輔助貯液器90中的第二活塞90連接。該第二活塞90還向前運(yùn)動(dòng)以位移第一活塞87來(lái)增大管部49、51、53內(nèi)的壓力。來(lái)自液壓泵12的壓力通過(guò)線路92、94傳送至動(dòng)力輔助貯液器80的第一腔部96，以及包含有活塞90的第二腔部98。滑動(dòng)板102對(duì)通過(guò)第一腔部的流動(dòng)進(jìn)行控制。該滑動(dòng)板102在第一腔部96內(nèi)與活塞104連接，并受桿106的控制。桿106的運(yùn)動(dòng)將增加加壓的流體流動(dòng)到第二腔部98，從而使得活塞90向前運(yùn)動(dòng)。來(lái)自凸輪軸8的皮帶108驅(qū)動(dòng)泵12，使得增加的電機(jī)轉(zhuǎn)速提供了用于移動(dòng)壓力棒的增大的壓力。板102對(duì)傳送至活塞90的壓力大小進(jìn)行控制。為了從本裝置獲得最大動(dòng)力輸出，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)速的增加，增加的壓力被傳送到壓力棒。板104的移動(dòng)可對(duì)該壓力進(jìn)行節(jié)流從而切斷到達(dá)活塞90的壓力。本裝置還可包上油系統(tǒng)。輸油管112與各連接軸64相連。各軸64具有油通道，該通道穿過(guò)軸中心整個(gè)長(zhǎng)度延伸至管嘴70頂端的兩個(gè)孔114、116。該附接在連接軸64—端的輸油管112還與連接至油泵118的主油路連接，其中所述油泵118利用齒輪被凸輪軸8驅(qū)動(dòng)。5當(dāng)油被泵送經(jīng)過(guò)連接軸時(shí)，各曲軸拐上的軸承也被上油。其還潤(rùn)滑螺旋彈簧，并防止其變熱以及失去彈性。這是通過(guò)驅(qū)使油穿過(guò)管嘴70頂部的兩個(gè)油孔114U16進(jìn)入貯液器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)通過(guò)使用管嘴70中的橡膠支架并通過(guò)形成一貯液器來(lái)形成該貯液器，其中橡膠支架被夾在連接桿的管嘴上，同時(shí)還夾在傳統(tǒng)的彈簧蓋上。該橡膠支架內(nèi)具有孔，該孔設(shè)在距支架底部約2/3的位置，螺旋彈簧被壓縮時(shí)使得油流出，并通過(guò)這樣的方式防止橡膠支架膨脹。在做功沖程中，由于螺旋彈簧被伸展，冷卻的油被送回貯液器，從而使得油填入貯液器并冷卻螺旋彈簧。采用同似的方式為主軸承上油。各支撐件中均鉆有出油口并分別連有輸油管。在不偏離本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)的情況下，可在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中進(jìn)行各種變型。因此，所描述的本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式僅作為優(yōu)選的實(shí)施方式來(lái)進(jìn)行圖示和說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明是可實(shí)施的，然而卻不局限于具體圖示和描述的內(nèi)容。權(quán)利要求一種高能效電機(jī)系統(tǒng)，包括可旋轉(zhuǎn)的凸輪軸；多個(gè)凸輪件，沿凸輪軸長(zhǎng)度方向彼此軸向隔開，并固定到凸輪軸用于隨其旋轉(zhuǎn)；其中，各凸輪件都具有一邊緣，該邊緣與凸輪件旋轉(zhuǎn)中心之間的距離在最大距離和最小距離之間變化；多個(gè)搖臂，每個(gè)搖臂跟隨一個(gè)所述凸輪而動(dòng)，各搖臂在第一端樞轉(zhuǎn)連接到液壓能量輸入，并在第二端樞轉(zhuǎn)連接到可伸展、可壓縮的動(dòng)力單元組件；和曲軸，具有用于與各動(dòng)力單元組件相連的曲柄部，通過(guò)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和所述動(dòng)力單元組件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該曲軸可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)地將力作用在第一或至少一個(gè)搖臂上。2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于各凸輪件的所述邊緣在大約90度的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)相距凸輪軸為最大距離，并在大約135度的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)相距凸輪軸為最小距離。3.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于各動(dòng)力單元組件在曲軸的一旋轉(zhuǎn)角度與曲軸相連，而當(dāng)凸輪件相距凸輪軸為最大距離時(shí)，曲柄部旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離該凸輪件。4.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于還包括可操作地連接至各搖臂第一端的壓力棒，所述壓力棒相對(duì)于凸輪件的位置是變化的，從而用于控制作用于所述動(dòng)力單元組件的壓縮。5.如權(quán)利要求4所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述液壓能量輸入包括可操作地連接至曲軸的液壓泵，使得液壓泵可操作地連接至曲軸，用以作用液壓壓力對(duì)壓力棒進(jìn)行定位。6.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于還包括節(jié)氣門裝置，該節(jié)氣門裝置用于控制液壓流，從而可變地定位壓力棒。7.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于還包括作用液壓壓力對(duì)壓力棒定位的電動(dòng)泵。8.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該動(dòng)力單元組件包括可操作地連接至凸輪軸的彈簧蓋樞軸、可操作地連接至該曲軸的管嘴、連接至該管嘴并可滑動(dòng)地容納于彈簧蓋樞軸中的中心軸以及支撐在彈簧蓋樞軸內(nèi)的彈簧，該彈簧用于在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中促使該管嘴與該彈簧蓋樞軸分離。全文摘要一種液壓彈簧驅(qū)動(dòng)裝置，包括其上裝有多個(gè)凸輪的可旋轉(zhuǎn)的凸輪軸；多個(gè)搖臂，每個(gè)都跟隨一凸輪而動(dòng)，各搖臂一端與壓力棒樞軸連接，另一端與可伸展壓縮的連接裝置樞軸連接，該連接裝置繼而連接至曲軸的曲柄部分。該凸輪、曲軸和可伸展壓縮的連接裝置布置成，一個(gè)連接裝置壓縮時(shí)，多個(gè)連接裝置伸展。對(duì)于某個(gè)選定的連接裝置壓縮的程度，壓力棒可移動(dòng)地對(duì)搖臂定位。文檔編號(hào)F01L1/18GK101711306SQ200880004194公開日2010年5月19日申請(qǐng)日期2008年2月6日優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日發(fā)明者克洛伊斯·M·哈倫申請(qǐng)人:克洛伊斯·M·哈倫