10.14489/hb.2025.02.pp.023-032

2025, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/hb.2025.02.pp.023-032

Нижегородов А. И.
ФАЗОВОЕ И ОБЪЕМНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫМИ ГИДРОМАШИНАМИ С ДВУХРЯДНЫМИ РАБОЧИМИ КАМЕРАМИ КАЧАЮЩИХ УЗЛОВ. ОБЗОР НОВЫХ РАЗРАБОТОК
(c. 23-33)

Аннотация. Дан обзор последних разработок аксиально-поршневых гидромашин (АПГМ) различных модификаций с двухрядными наклонными блоками цилиндров, приведены их особенности и характеристики. Первая АПГМ имеет оригинальную конструкцию с одним качающим узлом, обеспечивающую фазовое регулирование подачи, крутящего момента и выходной мощности, а в режиме гидромотора – угловой скоростью вала. Анализ этой машины показал, что она может служить высоко моментным гидромотором. С двухрядным блоком цилиндров новая АПГМ имеет увеличенную в 1,6 раза удельную мощность, очень низкий коэффициент пульсации и высокую приемистость, а применение фазового управления обеспечивает гидромотору диапазон регулирования до 150, что примерно в сорок раз больше, чем у обычных регулируемых гидромоторов. Вторая АПГМ содержит два качающих узла – нерегулируемый, с большим рабочим объемом, и регулируемый, с меньшим рабочим объемом. Такое их сопряжение обеспечивает широкий диапазон регулирования при параметре регулирования от 0,2 до 1,0, что является очень хорошим показателем. Гидромашина универсальна. Может работать не только в режиме насоса, но и в режиме гидромотора. Установка смещенных блоков качающих узлов относительно друг друга с поворотом на угол 10 делает коэффициент пульсации подачи и крутящего момента беспрецедентно малым – 0,0077.

Ключевые слова: аксиально-поршневая гидромашина; двухрядный блок; рабочий объем; фазовое регулирование; объемное регулирование; пульсация; приемистость; подача; мощность; крутящий момент; качающий узел.

Nizhegorodov A. I.
PHASE AND VOLUME CONTROL BY AXIAL PISTON HYDRAULIC MACHINES WITH DOUBLE-ROW WORKING CHAMBERS OF PUMPING UNITS: А REVIEW OF RECENT ACHIEVEMENTS
(pp. 23-33)

Abstract. This paper reviews the latest achievements in the field of axial piston hydraulic machines (APHMs) of various modifications with two-row tilted cylinder blocks. One type of the APHMs under consideration has an original design with a single pumping unit, providing for phase control of delivery, torque, and output power; in the hydraulic motor mode, the angular speed of shaft rotation is controlled. An analysis of this design has shown it potential as a high-torque hydraulic motor. When equipped with a double-row cylinder block, the modified APHM exhibits a 1.6-fold increase in specific power, extremely low pulsation coefficient, and high injectivity. The use of phase control provides the hydraulic motor with a control range of up to 150, which is about 40 times greater than that of conventional adjustable hydraulic motors. The second type of the APHMs under consideration comprises two pumping units: a non-regulated unit with a large working volume and a regulated unit with a smaller working volume. Such their coupling provides for a wider control range with a control parameter from 0.2 to 1.0, which is a rather good indicator. This hydraulic machine is versatile, being capable of working in both pump and hydraulic motor modes. Installation of offset blocks of pumping units relative to each other with a rotation angle of 10° makes the delivery and torque pulsation coefficient unprecedentedly small – 0.0077.

Keywords: Axial piston hydraulic machine; Double-row unit; Working volume; Phase control; Volume control; Pulsation; Injectivity; Delivery; Power; Torque; Pumping unit.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. И. Нижегородов (Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. I. Nizhegorodov (Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Shengdun Zhao, Tong Guo, Yanghuiwen Yu. Design and experimental studies of a novel double-row radial piston pump // Mechanical Ingineering Science. 2015. vol. 231. issue. 10. р.р. 1884–1896. doi: org/10.1177/0954406215623309.
2. Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи / А. Ф. Андреев, Л. В. Барташевич, Н. В. Богдан и др.; под. ред. В. В. Гуськова. Мн. Выш. шк. 1987. 310 с.
3. Свешников В. К. Станочные гидроприводы. Справочник. М.: Машиностроение. 1995. 448 с.
4. Dasgupta К. Analysis of a hydrostatic transmission system using low speed high torque motor // Mechanism and Machine Theory. 2000. vol. 35. No. 10. р.р.1481–1499. doi: 10.1016/S0094-114X(00)00005-7.
5. Ehtesham Hasan, Koustav Dasgupta. Comparison of the efficiency of the high speed low torque hydrostatic drives using bent axis motor: An experimental study // Process Mechanical Engineering. 2015. vol. 231. No. 4. р.р. 1989–1996. doi: 10.1177/0954408915622413.
6. Пат. 190932, Российская Федерация, МПК F 04 В 1/26. Регулируемая аксиально-поршневая гидромашина / А.И. Нижегородов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО ИРНИТУ. г. Иркутск. № 2019115463; заявл. 21.05.2019; опубл. 16.07.19, Бюлл. № 20. 2 с.
7. Машиностроительный гидропривод / Кондаков Л. А., Никитин Г. А. и др. // М.: Машиностроение. 1978. 495 с.
8. Пат. 217475, Российская Федерация, МПК F 04 В 1/20. Аксиально-поршневая гидромашина / А.И. Нижегородов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО ИРНИТУ. г. Иркутск. № 2022133977; заявл 23.12.2022; опубл. 04.04.23, Бюлл. № 10. 2 с.
9. Пат. 213499, Российская Федерация, МПК F 04 В 1/20. Аксиально-поршневая гидромашина / А. И. Нижегородов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО ИРНИТУ. г. Иркутск. № 2022116876; заявл. 23.06.22; опубл. 14.19.2022, Бюл. № 26. 2 с.
10. Пат. 190213, Российская Федерация, МПК F 04 В 1/20. Аксиально-поршневая гидромашина / А. И. Нижегородов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО ИРНИТУ. г. Иркутск. № 2019110768; заявл 11.04.2019; опубл. 24.06.19, Бюлл. № 18. 2 с.
11. Пат. 201028, Российская Федерация, МПК F 04 В 1/24. Аксиально-поршневая гидромашина / А. И. Нижегородов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО ИРНИТУ. г. Иркутск. № 2020126904; заявл 12.08.2020; опубл. 24.11.20, Бюлл. № 33. 2 с.
12. Нижегородов А. И. Развитие концепции аксиально-поршневых гидромашин с двухрядными рабочими камерами качающих узлов. Обзор новых разработок. Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2025. № 1. С. 29–38.
13. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. // М: Машиностроение, 2010. 424 с.

Eng

1. Shengdun Zhao, Tong Guo, Yanghuiwen Yu. (2015). Design and experimental studies of a novel double-row radial piston pump. Mechanical Ingineering Science, 231(10), 1884 – 1896. DOI: org/10.1177/0954406215623309
2. Gus'kov V. V. (Ed.), Andreev A. F., Bartashevich L. V., Bogdan N. V. et al. (1987). Hydropneumatic automation and hydraulic drive of mobile machines. Volumetric hydraulic and pneumatic machines and transmissions. [in Russian language]
3. Sveshnikov V. K. (1995). Machine hydraulic drives. Handbook. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Dasgupta К. (2000). Analysis of a hydrostatic transmission system using low speed high torque motor. Mechanism and Machine Theory, 35(10), 1481 – 1499. DOI: 10.1016/S0094-114X(00)00005-7.
5. Ehtesham Hasan, Koustav Dasgupta (2015). Comparison of the efficiency of the high speed low torque hydrostatic drives using bent axis motor: An experimental study. Process Mechanical Engineering, 231(4), 1989 – 1996. DOI: 10.1177/0954408915622413.
6. Nizhegorodov A. I. (2019). Adjustable axial piston hydraulic machine. Ru Patent No. 190932. Russian Federation. [in Russian language]
7. Kondakov L. A., Nikitin G. A. et al. (1978). Machine-building hydraulic drive. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
8. Nizhegorodov A. I. Axial piston hydraulic machine. Ru Patent No. 217475. Russian Federation. [in Russian language]
9. Nizhegorodov A. I. (2022). Axial piston hydraulic machine. Ru Patent No. 213499. Russian Federation. [in Russian language]
10. Nizhegorodov A. I. (2019). Axial piston hydraulic machine. Ru Patent No. 190213. Russian Federation. [in Russian language]
11. Nizhegorodov A. I. (2020). Axial piston hydraulic machine. Ru Patent No. 201028. Russian Federation. [in Russian language]
12. Nizhegorodov A. I. (2025). Development of the concept of axial piston hydraulic machines with double-row working chambers of pumping units. Review of new developments. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (1), 29 – 38. [in Russian language]
13. Bashta T. M., Rudnev S. S., Nekrasov B. B. et al. (2010). Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic drives. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2025.02.pp.023-032

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2025.02.pp.023-032

and fill out the form