RU2338090C2

RU2338090C2 - Axial-piston machine with regulating piston stroke converter

Info

Publication number: RU2338090C2
Application number: RU2005136539/06A
Authority: RU
Inventors: Виктор Африканович Караваев (RU); Виктор Африканович Караваев; ев Иван Александрович Бел (RU); Иван Александрович Беляев; Владимир Петрович Шарапов (RU); Владимир Петрович Шарапов; Анатолий Иванович Павлов (RU); Анатолий Иванович Павлов; Дмитрий Владимирович Якшин (RU); Дмитрий Владимирович Якшин
Original assignee: ОАО "Пневмостроймашина"
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2008-11-10
Also published as: RU2005136539A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention is designed to be used in adjustable hydraulic machines, namely, in variable-displacement axial-piston machines. The proposed axial-piston machine incorporates swinging assembly and regulating piston controlling the position of the aforesaid swinging assembly. The regulating piston is furnished with a lengthwise variable-section hole terminating on the said piston end face surface. The said hole cross section variation features a one-way pattern, the hole depth making at least the regulating piston stroke length. The regulating piston is made from a magnetic material. The regulator casing, on the side of the said lengthwise hole, is stopped with a cover accommodating a rod element made in a non-magnetic material and arranged inside and along the lengthwise hole of the regulating piston. The regulating piston stroke converter incorporates a Hall transducer and a permanent magnet, both being arranged inside the aforesaid rod element with its length making at least the aforesaid hole length selected so that the aforesaid Hall transducer and permanent magnet can stay in the said hole during the entire piston stroke.

EFFECT: smaller overall sixes of axial-piston machine and its higher reliability.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области регулируемых гидромашин, а именно к аксиально-поршневым машинам с переменным рабочим объемом.The invention relates to the field of adjustable hydraulic machines, namely to axial piston machines with variable displacement.

Известна аксиально-поршневая машина (патент DE №10119236, F04B 1/30), с наклонным блоком, вращающимся вокруг оси центральной цапфы. В наклонный блок входят поршни, шарнирно опирающиеся на фланец вала, который установлен в корпусе на подшипниках. С противоположной стороны подшипников наклонный блок опирается на распределитель с каналами подвода и отвода жидкости к цилиндрам. Распределитель поворачивается по поверхности вращения корпуса механизма регулирования посредством пальца, кинематически связывающего распределитель и поршень управления, размещенный в корпусе механизма регулирования. Палец установлен в поршне управления поперечно и связан с одной стороны с распределителем, а с противоположной стороны - с поворотной тягой, связанной с датчиком угла поворота.Known axial piston machine (patent DE No. 10119236, F04B 1/30), with an inclined block rotating around the axis of the Central journal. The inclined block includes pistons pivotally supported on the shaft flange, which is mounted on bearings in the housing. On the opposite side of the bearings, the inclined block rests on a distributor with channels for supplying and discharging fluid to the cylinders. The distributor rotates on the surface of rotation of the housing of the control mechanism by means of a finger kinematically connecting the distributor and the control piston located in the housing of the control mechanism. The finger is mounted transversely in the control piston and is connected on one side with the distributor, and on the opposite side, with a rotary link connected to the angle sensor.

Недостатками известной машины являются значительные габаритные размеры; неточность и ненадежность измерения датчика угла поворота вследствие возможных люфтов механизма привода датчика, являющихся следствием, в свою очередь, наличия двойного преобразования движения распределителя машины. Кроме того, датчик угла поворота, расположенный на торце машины, ограничивает возможность размещения каналов подвода и отвода к машине рабочей среды.The disadvantages of the known machines are significant overall dimensions; inaccuracy and unreliability of measurement of the angle sensor due to possible backlash of the sensor drive mechanism, which are, in turn, a result of the double conversion of the movement of the machine distributor. In addition, the angle sensor located at the end of the machine limits the possibility of placing channels for supplying and discharging the working medium to the machine.

Известен насос переменной производительности (патент РФ №2155275), выбранный за прототип, содержащий качающий блок, поршень управления положением качающего блока, расположенный в корпусе цилиндра. При этом насос снабжен датчиком положения поршня, выполненным виде линейного трансформатора, причем в поршне управления выполнена выточка, в которой размещена катушка датчика положения, прикрепленная к крышке корпуса цилиндра, а подвижный сердечник датчика соединен с поршнем.Known variable displacement pump (RF patent No. 2155275), selected for the prototype, containing a pumping unit, a piston for controlling the position of the pumping unit, located in the cylinder body. In this case, the pump is equipped with a piston position sensor made in the form of a linear transformer, and a groove is made in the control piston, in which a position sensor coil is attached to the cylinder body cover, and the movable sensor core is connected to the piston.

Недостатком прототипа является значительная величина датчика хода поршня, обусловливающая значительные габариты известной машины (т.к. датчик выходит за пределы корпуса машины).The disadvantage of the prototype is the significant size of the piston stroke sensor, which determines the significant dimensions of a known machine (since the sensor extends beyond the body of the machine).

Недостатком является также то обстоятельство, что обмотка датчика находится в рабочей полости под давлением рабочей среды. Вследствие этого давление в рабочей полости снижено относительно рабочего давления. Для компенсации снижения давления в рабочей полости увеличивают диаметр поршня управления, что также обусловливает значительные габариты машины в целом.The disadvantage is the fact that the sensor winding is in the working cavity under the pressure of the working medium. As a result, the pressure in the working cavity is reduced relative to the working pressure. To compensate for the decrease in pressure in the working cavity, the diameter of the control piston is increased, which also determines the significant dimensions of the machine as a whole.

Нахождение обмотки датчика под давлением рабочей среды обусловливает повышенные требования к изоляции обмотки и к обустройству выводов обмотки наружу к измерительной технике.Finding the sensor winding under the pressure of the working medium leads to increased requirements for the insulation of the winding and for the arrangement of the winding leads outward to the measuring technique.

Задача, решаемая изобретением, - снижение габаритов аксиально-поршневой машины и повышение надежности ее работы.The problem solved by the invention is to reduce the dimensions of the axial piston machine and increase the reliability of its operation.

Поставленная задача решается тем, что в аксиально-поршневой машине с преобразователем хода поршня регулятора, содержащей качающий узел и регулятор с поршнем, управляющим положением качающего узла, согласно изобретению в поршне регулятора, выполнено продольное отверстие, выходящее на торцевую поверхность поршня регулятора, отверстие имеет переменное в продольном направлении поперечное сечение, изменение поперечного сечения продольного отверстия имеет однонаправленный характер, глубина отверстия составляет не менее длины хода поршня регулятора, при этом поршень регулятора выполнен из магнитного материала, корпус регулятора со стороны той части поршня, в которой выполнено продольное отверстие, закрыт крышкой, на крышке закреплен стержневой элемент, выполненный из немагнитного материала и выходящий в полость, в которой размещен поршень регулятора, с возможностью размещения стержневого элемента внутри продольного отверстия поршня регулятора, преобразователь хода поршня регулятора содержит датчик Холла и постоянный магнит, установленные внутри стержневого элемента, длина стержневого элемента составляет не менее длины продольного отверстия, выполненного в поршне регулятора, и выбрана исходя из условия обеспечения размещения постоянного магнита и датчика Холла в продольном отверстии поршня регулятора на протяжении всего хода поршня.The problem is solved in that in an axial piston machine with a regulator piston stroke converter containing a pumping unit and a controller with a piston controlling the position of the pumping unit, according to the invention, a longitudinal hole is made in the regulator piston that extends to the end face of the regulator piston, the hole has a variable in the longitudinal direction, the cross section, the change in the cross section of the longitudinal hole is unidirectional, the depth of the hole is not less than the piston stroke length the regulator, while the regulator piston is made of magnetic material, the regulator body on the side of that part of the piston in which the longitudinal hole is made, is closed by a lid, a rod element is fixed on the lid, made of non-magnetic material and exiting into the cavity in which the regulator piston is placed, with the possibility of placing the rod element inside the longitudinal bore of the regulator piston, the regulator piston stroke converter comprises a Hall sensor and a permanent magnet mounted inside the rod element a, the length of the rod element is not less than the length of the longitudinal hole made in the piston of the regulator, and is selected based on the conditions for the placement of a permanent magnet and the Hall sensor in the longitudinal hole of the piston of the regulator throughout the entire stroke of the piston.

Аксиально-поршневая машина содержит регулируемый качающий узел и регулятор, предназначенный для регулирования положения качающего узла. Определенному положению (углу) качающего узла соответствует определенный рабочий объем машины, поэтому, изменяя положение качающего узла, изменяют рабочий объем машины. Регулирование рабочего объема машины осуществляют посредством регулирования положения поршня регулятора, кинематически связанного с качающим узлом.The axial piston machine contains an adjustable pumping unit and a regulator designed to regulate the position of the pumping unit. A certain position (angle) of the pumping unit corresponds to a certain working volume of the machine, therefore, by changing the position of the pumping unit, the working volume of the machine is changed. The regulation of the working volume of the machine is carried out by adjusting the position of the piston of the regulator kinematically connected with the pumping unit.

Постоянный магнит, установленный внутри стержневого элемента создает вокруг себя магнитное поле, которое, благодаря тому, что стержневой элемент выполнен из немагнитного материала, замыкается через поршень регулятора, выполненный из магнитного материала, и датчик Холла. При замыкании силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, на выходе датчика Холла появляется электрический сигнал, уровень которого зависит от количества и плотности силовых линий магнитного поля, замыкающихся через датчик Холла. При изменении количества и плотности силовых линий магнитного поля, замыкающихся через датчик Холла, будет соответственно изменяться выходной электрический сигнал датчика Холла.A permanent magnet installed inside the rod element creates a magnetic field around itself, which, due to the fact that the rod element is made of non-magnetic material, closes through a regulator piston made of magnetic material and a Hall sensor. When the magnetic field lines generated by a permanent magnet are closed, an electrical signal appears at the output of the Hall sensor, the level of which depends on the number and density of the magnetic field lines that are closed through the Hall sensor. When changing the number and density of the magnetic field lines closing through the Hall sensor, the output electrical signal of the Hall sensor will accordingly change.

Особенностью датчика Холла является то, что он реагирует на изменение магнитного поля только в ограниченном пространстве вокруг себя. Поэтому, размещая постоянный магнит и датчик Холла внутри стержневого элемента, имеется возможность максимально приблизить постоянный магнит к датчику Холла в пределах диапазона реагирования последнего.A feature of the Hall sensor is that it reacts to a change in the magnetic field only in a limited space around itself. Therefore, by placing a permanent magnet and a Hall sensor inside the rod element, it is possible to bring the permanent magnet as close as possible to the Hall sensor within the range of the latter.

Поршень регулятора, перемещаясь, будет, соответственно, перемещаться относительно стержневого элемента вдоль датчика Холла и постоянного магнита. Магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, будет замыкаться через поршень и датчик Холла. При этом на выходе датчика Холла будет выходной сигнал, пропорциональный магнитному полю, замкнутому через датчик Холла. Поскольку поперечное сечение поршня является переменным в направлении его перемещения (т.к. в поршне выполнено отверстие, имеющее переменное в продольном направлении сечение), определенному положению поршня будет соответствовать определенный сигнал на выходе датчика Холла. Для того чтобы в процессе перемещения поршня относительно стержневого элемента исключить возможность получения на выходе датчика Холла сигналы, одинаковые при разных положениях поршня, отверстие в поршне выполняют таким образом, чтобы изменение его поперечного сечения в продольном направлении носило однонаправленный характер, тогда разным положениям поршня всегда будут соответствовать разные сигналы на выходе датчика Холла, исключается дублирование сигналов на выходе датчика Холла при разных положениях поршня. При перемещении поршня изменение выходного сигнала датчика Холла обусловлено изменением количества и плотности силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, замыкающихся через поршень и датчик Холла.The piston of the controller, moving, will accordingly move relative to the rod element along the Hall sensor and the permanent magnet. The magnetic field created by the permanent magnet will be closed through the piston and the Hall sensor. In this case, the output of the Hall sensor will have an output signal proportional to the magnetic field closed through the Hall sensor. Since the cross-section of the piston is variable in the direction of its movement (since a hole is made in the piston having a cross section variable in the longitudinal direction), a certain signal at the output of the Hall sensor will correspond to a certain position of the piston. In order to exclude the possibility of receiving signals at the output of the Hall sensor at the output of the Hall sensor that are identical at different positions of the piston, the hole in the piston is made so that the change in its cross section in the longitudinal direction is unidirectional, then different positions of the piston will always be correspond to different signals at the output of the Hall sensor, eliminating duplication of signals at the output of the Hall sensor at different positions of the piston. When moving the piston, the change in the output signal of the Hall sensor is due to a change in the number and density of the lines of force of the magnetic field created by the permanent magnet, which are closed through the piston and the Hall sensor.

Возможность размещения датчика Холла внутри стержневого элемента, выполненного из немагнитного материала, позволяет при сохранении работоспособности преобразователя хода поршня регулятора исключить проблему герметизации электрических выводов датчика Холла. Установка постоянного магнита возможна как внутри стержневого элемента, так и, например, его торцевой поверхности, т.к. постоянный магнит не имеет токоведущих элементов и наличие контакта магнита с рабочей средой никаким образом не отразится на работоспособности преобразователя хода поршня регулятора.The possibility of placing the Hall sensor inside a rod element made of non-magnetic material, while maintaining the operability of the regulator piston stroke converter, eliminates the problem of sealing the electrical leads of the Hall sensor. The installation of a permanent magnet is possible both inside the core element and, for example, its end surface, because the permanent magnet does not have current-carrying elements and the presence of the magnet’s contact with the working medium will in no way affect the operability of the regulator piston stroke converter.

Установка стержневого элемента на крышке, закрывающей корпус регулятора, обеспечивает удобство сборки заявляемой машины, т.к. крышка с установленным на ней стержневым элементом, в котором размещены постоянный магнит и датчик Холла, собирается как единый конструктивный узел, который целиком уже в собранном виде присоединяется к корпусу регулятора машины.The installation of the core element on the cover that covers the regulator body, provides ease of assembly of the inventive machine, because a cover with a rod element mounted on it, in which a permanent magnet and a Hall sensor are placed, is assembled as a single structural unit, which is completely assembled to be attached to the body of the machine controller.

Перед работой машины целесообразно провести тарирование датчика Холла, определив, какому положению поршня регулятора соответствует определенный выходной сигнал датчика Холла. Таким образом, при работе машины по выходному сигналу датчика Холла всегда будет существовать возможность определения положения поршня регулятора, т.е. определение рабочего объема машины.Before operating the machine, it is advisable to calibrate the Hall sensor, determining what position of the regulator piston corresponds to a specific output of the Hall sensor. Thus, when the machine is operating according to the output of the Hall sensor, it will always be possible to determine the position of the regulator piston, i.e. determination of the working volume of the machine.

Заявляемая аксиально-поршневая машина с преобразователем хода поршня регулятора проста по конструкции. Постоянный магнит и датчик Холла имеют очень небольшие размеры и не влекут увеличения габаритных размеров стержневого элемента, поэтому размеры стержневого элемента могут быть минимально необходимыми и достаточными с точки зрения обеспечения его прочности и устойчивости, а постоянный магнит и датчик Холла могут быть установлены в имеющемся объеме стержневого элемента. Таким образом установка в корпусе регулятора стержневого элемента с размещенными в нем постоянным магнитом и датчиком Холла не ведет к увеличению габаритов регулятора, а следовательно, всей машины в целом, связанному с установкой датчика Холла и постоянного магнита, взаимные продольные размеры отверстия в поршне и длина стержневого элемента выбираются из условия обеспечения размещения постоянного магнита и датчика Холла в отверстии на протяжении всего хода поршня регулятора.The inventive axial piston machine with a converter stroke regulator is simple in design. The permanent magnet and the Hall sensor are very small and do not entail an increase in the overall dimensions of the core element, therefore the dimensions of the core element can be minimally necessary and sufficient in terms of ensuring its strength and stability, and the permanent magnet and the Hall sensor can be installed in the available volume of the core element item. Thus, the installation of a rod element in the regulator body with a permanent magnet and a Hall sensor placed in it does not lead to an increase in the dimensions of the regulator, and, consequently, for the entire machine as a whole, associated with the installation of a Hall sensor and a permanent magnet, the mutual longitudinal dimensions of the bore in the piston and the length of the rod elements are selected from the condition of ensuring the placement of a permanent magnet and a Hall sensor in the hole throughout the entire stroke of the regulator piston.

Простота конструкции обусловливает надежность работы заявляемой аксиально-поршневой машины.The simplicity of the design determines the reliability of the claimed axial piston machine.

Токоведущие элементы датчика Холла выведены через стержневой элемент за пределы регулятора. Поскольку электрические контакты датчика Холла не сообщаются с рабочей средой, исключается проблема герметизации токоведущих элементов датчика Холла, что повышает надежность его работы.The current-carrying elements of the Hall sensor are brought out through the rod element beyond the limits of the controller. Since the electrical contacts of the Hall sensor are not communicated with the working medium, the problem of sealing current-carrying elements of the Hall sensor is eliminated, which increases the reliability of its operation.

Отсутствует двойное преобразование хода распределителя в выходной сигнал датчика Холла, отсутствуют конструктивные элементы, у которых возможно возникновение люфтов в процессе работы, т.к. все конструктивные элементы преобразователя хода поршня регулятора жестко установлены на тех или иных элементах конструкции машины, что также позволяет повысить надежность работы заявляемой машины по сравнению с известными.There is no double conversion of the distributor stroke to the output signal of the Hall sensor, there are no structural elements that may cause backlashes during operation, because all structural elements of the regulator piston stroke converter are rigidly mounted on various structural elements of the machine, which also improves the reliability of the inventive machine compared to the known ones.

В заявляемой аксиально-поршневой машине исключено трение и, соответственно, износ в механизме слежения, что значительно повышает точность и надежность измерений, а также долговечность машины.In the inventive axial piston machine, friction and, accordingly, wear in the tracking mechanism are excluded, which significantly increases the accuracy and reliability of measurements, as well as the durability of the machine.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена заявляемая аксиально-поршневая машина в разрезе.Figure 1 shows the inventive axial piston machine in section.

На фиг.2 представлена выноска А с фиг.1.Figure 2 presents a callout A from figure 1.

На фиг.3 представлена комбинированная (электро-гидро-кинематическая) схема заявляемой аксиально-поршневой машины.Figure 3 presents the combined (electro-hydro-kinematic) diagram of the inventive axial piston machine.

Заявляемая аксиально-поршневая машина с преобразователем хода поршня регулятора содержит корпус 1, в котором на подшипниках 2 установлен вал 3 с фланцем 4. Фланец 4 шарнирно соединен с поршнями 5 и центральной цапфой 6. Поршни 5 расположены в цилиндрах 7 наклонного блока 8, вращающегося вокруг оси центральной цапфы 6. Блок 8 приводится во вращение фланцем 4 вала 3 и поршнями 5. Ход поршней 5 определяется углом поворота, образованным осью вращения блока 8 и осью вращения вала 3. Блок 8 опирается на распределитель 9, прилегающий по поверхности вращения к корпусу 10 регулятора. Распределитель 9 прижимается к корпусу 10 под действием усилия пружины 11 и гидравлического давления в цилиндрах 7 блока 8.The inventive axial piston machine with a regulator piston stroke converter comprises a housing 1 in which a shaft 3 with a flange 4 is mounted on the bearings 2. The flange 4 is pivotally connected to the pistons 5 and the central pin 6. The pistons 5 are located in the cylinders 7 of the inclined block 8 rotating around the axis of the center pin 6. Block 8 is driven into rotation by the flange 4 of the shaft 3 and the pistons 5. The stroke of the pistons 5 is determined by the angle of rotation formed by the axis of rotation of the block 8 and the axis of rotation of the shaft 3. Block 8 is supported by a distributor 9 adjacent to the surface of rotation to case 10 of the regulator. The distributor 9 is pressed against the housing 10 under the action of the force of the spring 11 and hydraulic pressure in the cylinders 7 of the block 8.

Регулирование рабочего объема машины обеспечивается скольжением распределителя 9 по опорной поверхности вращения корпуса 10 вдоль направляющих 12. Перемещение распределителя 9 по опорной поверхности корпуса 10 осуществляется дифференциальным (ступенчатым) поршнем 13, кинематически связанным с распределителем 9 посредством пальца 14. Палец 14 с одной стороны установлен в поршне 13, а с другой стороны - в отверстии 15 распределителя 9.The regulation of the working volume of the machine is ensured by the sliding of the distributor 9 along the supporting surface of rotation of the housing 10 along the guides 12. The movement of the distributor 9 along the supporting surface of the housing 10 is carried out by a differential (step) piston 13 kinematically connected to the distributor 9 by means of a finger 14. The finger 14 is mounted on one side the piston 13, and on the other hand, in the hole 15 of the distributor 9.

Поршень 13 установлен в корпусе 10 регулятора. Со стороны меньшего диаметра поршня 13 образована штоковая полость 16, со стороны большего диаметра поршня 13 образована поршневая полость 17. Полости 16 и 17 расположены в противоположных сторонах по отношению к пальцу 14.The piston 13 is installed in the housing 10 of the controller. A rod cavity 16 is formed on the side of the smaller diameter of the piston 13, and a piston cavity 17 is formed on the side of the larger diameter of the piston 13. The cavities 16 and 17 are located on opposite sides with respect to the pin 14.

Полость 16 каналом 18 соединена с отверстием 19 высокого давления машины, соединенным, в свою очередь, каналом 20 с гидравлическим распределителем 21, управляемым электромагнитом 22. В зависимости от величины и потенциала управляющей электрической мощности на электромагните 22 гидравлический распределитель 21 регулирует давление в канале 15, соединенном с полостью 17. Гидравлический распределитель 21 каналом 23 соединен со сливом в бак 24.The cavity 16 is connected by a channel 18 to a high-pressure hole 19 of the machine, which, in turn, is connected by a channel 20 to a hydraulic distributor 21 controlled by an electromagnet 22. Depending on the magnitude and potential of the control electric power on electromagnet 22, the hydraulic distributor 21 controls the pressure in the channel 15, connected to the cavity 17. The hydraulic distributor 21 channel 23 is connected to the drain in the tank 24.

Поршень 13 выполнен из магнитного материала. В поршне 13 выполнено продольное отверстие 26, имеющее переменное в продольном направлении поперечное сечение, а именно: отверстие 26 в продольном направлении (направлении, совпадающем с направлением перемещения поршня 13) имеет форму конуса. В отверстии 26 размещен стержневой элемент 27 из немагнитного материала, на торце которого установлен постоянный магнит 28, взаимодействующий с неподвижным пропорциональным датчиком Холла 29, установленным внутри стержневого элемента 27, а именно: датчик Холла 29 установлен на дне глухого отверстия 30, выполненного в стержневом элементе 27. Стержневой элемент 27 установлен на крышке 31, закрывающей корпус 10 со стороны полости 17. В крышке 31 установлен гидравлический распределитель 21. Для управления электромагнитом 22 распределителя 21 имеется усилитель 32, имеющий схему сравнения электрического потенциала пропорционального датчика Холла 29, зависимого от положения поршня 13, и задающего электрического устройства 33. При передвижении поршня 13 соответственно меняется расстояние от постоянного магнита 28 до поршня 13, выполненного из магнитного материала, что приводит к изменению направленности и плотности магнитного поля, пронизывающего пропорциональный датчик Холла 29, который при этом меняет величину выходного электрического сигнала.The piston 13 is made of magnetic material. A longitudinal bore 26 is made in the piston 13, having a cross section that is variable in the longitudinal direction, namely: the bore 26 in the longitudinal direction (the direction coinciding with the direction of movement of the piston 13) has a conical shape. In the hole 26 there is a rod element 27 made of non-magnetic material, at the end of which a permanent magnet 28 is mounted, which interacts with a fixed proportional Hall sensor 29 installed inside the rod element 27, namely: the Hall sensor 29 is installed on the bottom of the blind hole 30 made in the rod element 27. The rod element 27 is installed on the cover 31, which covers the housing 10 from the side of the cavity 17. In the cover 31 is installed a hydraulic distributor 21. To control the electromagnet 22 of the distributor 21 there is a force a spruce 32 having a circuit for comparing the electric potential of the proportional Hall sensor 29, which depends on the position of the piston 13, and the master electric device 33. When moving the piston 13, the distance from the permanent magnet 28 to the piston 13 made of magnetic material accordingly changes, which leads to a change in direction and the density of the magnetic field penetrating the proportional Hall sensor 29, which thereby changes the value of the output electrical signal.

Заявляемая аксиально-поршневая машина имеет меньшие габаритные размеры по сравнению с прототипом.The inventive axial piston machine has smaller overall dimensions compared to the prototype.

Поскольку на датчик Холла 29 не воздействуют рабочая среда и давление, он более надежен в работе и отсутствует проблема герметизации контактных элементов электрических соединений.Since the Hall sensor 29 is not affected by the working medium and pressure, it is more reliable in operation and there is no problem of sealing contact elements of electrical connections.

Незначительные габариты стержневого элемента 27 с установленными в нем постоянным магнитом 28 и датчиком Холла 29 позволяют установить стержневой элемент 27 на крышке 31, закрывающей корпус 10 со стороны полости 17. Кроме этого, крышка 31 выполняет функцию корпуса распределителя 21. Такая конструкция с совмещением функций отдельных конструктивных элементов машины позволяет упростить ее конструкцию.The small dimensions of the rod element 27 with a permanent magnet 28 and a Hall sensor 29 installed in it allow the rod element 27 to be installed on the cover 31 that covers the housing 10 from the side of the cavity 17. In addition, the cover 31 performs the function of the distributor housing 21. This design combines the functions of individual structural elements of the machine allows to simplify its design.

Заявляемая аксиально-поршневая машина работает следующим образом.The inventive axial piston machine operates as follows.

Машина функционально состоит из двух узлов: регулируемого качающего узла и регулятора рабочего объема. Качающий узел состоит из вала 3 с подшипниками 2, вращающегося на центральной цапфе 6 наклонного блока 8 с поршнями 5, и распределителя 9, кинематически связанного с поршнем 13.The machine functionally consists of two nodes: an adjustable pumping unit and a working volume regulator. The pumping unit consists of a shaft 3 with bearings 2, rotating on the central pin 6 of the inclined block 8 with pistons 5, and a distributor 9, kinematically connected with the piston 13.

Регулятор предназначен для изменения рабочего объема аксиально-поршневой машины за счет изменения угла наклона блока 8, опирающегося на распределитель 9, перемещающегося по опорной поверхности 10 при перемещении поршня 13 посредством пальца 14, установленного с одной стороны поперечно в поршне 13 и входящего с другой стороны в отверстие 15 распределителя 9.The controller is designed to change the working volume of the axial piston machine by changing the angle of inclination of the block 8, which is supported by the distributor 9, moving along the supporting surface 10 when moving the piston 13 by means of a finger 14 mounted transversely in the piston 13 on one side and entering the other side hole 15 of the distributor 9.

В нейтральном положении гидравлического распределителя 21 обеспечивается равновесие сил давления, действующих на поршень 13 со стороны полостей 16 и 17. В процессе работы изменение положения распределителя 21 приводит к изменению давления в полости 17, при этом изменяется соотношение сил на поршень 13 со стороны полостей 16 и 17, что вызывает его перемещение, при перемещении поршня 13, кинематически связанного с распределителем 9, происходит изменение угла наклона блока 8 к оси вала 3 и, соответственно, изменение рабочего объема машины.In the neutral position of the hydraulic distributor 21, the balance of pressure forces acting on the piston 13 from the side of the cavities 16 and 17 is ensured. During operation, changing the position of the distributor 21 leads to a change in pressure in the cavity 17, and the ratio of forces to the piston 13 from the side of the cavities 16 and 17, which causes its movement, when moving the piston 13, kinematically connected with the distributor 9, there is a change in the angle of inclination of the block 8 to the axis of the shaft 3 and, accordingly, a change in the working volume of the machine.

В процессе перемещения поршень 13 движется относительно датчика Холла и постоянного магнита, установленных в стержневом элементе 27. При перемещении поршня 13 происходит изменение направленности и плотности силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом 28, замыкающихся через поршень 13 и датчик Холла 29. Изменение магнитного поля, замыкающегося через датчик Холла 29, обусловливает изменение выходного электрического сигнала датчика Холла 29. По изменению выходного сигнала датчика Холла 29 судят о положении поршня 13, а следовательно, о рабочем объеме машины.In the process of moving the piston 13 moves relative to the Hall sensor and the permanent magnet installed in the rod element 27. When moving the piston 13, the directivity and density of the magnetic field lines created by the permanent magnet 28 are closed through the piston 13 and the Hall sensor 29. The magnetic field changes , closing through the Hall sensor 29, causes a change in the output electrical signal of the Hall sensor 29. By changing the output signal of the Hall sensor 29 judge the position of the piston 13, and then specifically about the working volume of the machine.

Claims

An axial piston machine with a regulator piston stroke converter, comprising a pumping unit and a controller with a piston controlling the position of the pumping unit, characterized in that a longitudinal hole is made in the regulator piston that extends to the end face of the regulator piston, the hole has a cross section variable in the longitudinal direction, the change in the cross section of the longitudinal hole is unidirectional, the depth of the hole is not less than the stroke length of the regulator piston, while the regulator piston made of magnetic material, the regulator body on the side of the piston part in which the longitudinal hole is made, is closed by a lid, a rod element is made on the lid made of non-magnetic material and extends into the cavity in which the regulator piston is placed, with the possibility of placing the rod element inside the longitudinal holes of the piston of the regulator, the converter of the stroke of the piston of the regulator contains a Hall sensor and a permanent magnet installed inside the rod element, the length of the rod element is not less than the longitudinal length of the opening formed in the regulator piston, and is selected based on the condition to ensure the placement of the permanent magnet and the Hall sensor in the longitudinal bore of the piston throughout the control piston stroke.