двигатель с переменным ходом и клапан

Формула изобретения

1. Система гидравлического клапана, содержащая (а) кожух клапана, образующий (i) полый цилиндр, (ii) первый вход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром, (iii) первый выход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром, (iv) второй вход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром, (v) второй выход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром, (b) вал клапана, расположенный внутри полого цилиндра и выполненный с возможностью поворота между первым положением, по существу, перекрывающим связь по текучей среде между первым входом для текучей среды и первым выходом для текучей среды, и вторым положением, по существу, перекрывающим связь по текучей среде между вторым входом для текучей среды и вторым выходом для текучей среды, (с) в которой вал клапана снабжен первой прорезью и второй прорезью, (d) в которой первая прорезь ориентирована на валу клапана таким образом, что открывает связь по текучей среде между первым входом для текучей среды и вторым выходом для текучей среды, когда вал клапана находится во втором положении, (е) в которой вторая прорезь ориентирована на валу клапана таким образом, что открывает связь по текучей среде между первым входом для текучей среды и первым выходом для текучей среды, когда вал клапана находится во втором положении, (f) средство, подсоединенное к валу клапана для поворачивания вала клапана между первым положением и вторым положением, (g) кожух привода, который образует приводной цилиндр в связи по текучей среде с первым выходом для текучей среды и упомянутым вторым входом для текучей среды, (h) крышку поршня, расположенную внутри приводного цилиндра, (i) шатун, прикрепленный к крышке поршня, (j) поворотный кронштейн, поворотным образом прикрепленный к шатуну, (k) ведущий вал, (l) заклинивающий сухарь, оперативно прикрепленный между поворотным кронштейном и ведущим валом, и (m) средство для возвратно-поступательного перемещения шатуна с первой длиной хода и для возвратно-поступательного перемещения шатуна со второй длиной хода, где первая длина хода больше, чем вторая длина хода.

2. Система гидравлического клапана по п.1, в которой средство для возвратно-поступательного перемещения шатуна с первой и второй длинами дополнительно содержит средство для подачи текучей среды на первый вход для текучей среды.

3. Система гидравлического клапана по п.2, дополнительно содержащая средство для изменения давления, под которым текучая среда подается на первый вход для текучей среды.

4. Система гидравлического клапана по п.1, дополнительно содержащая средство, обеспеченное на крышке поршня для поддержания, по существу, герметичного уплотнения по текучей среде между крышкой поршня и кожухом привода, когда крышка поршня поворачивается по меньшей мере на два градуса от положения, перпендикулярного к оси, проходящей через приводной цилиндр.

5. Система гидравлического клапана по п.1, дополнительно содержащая заклинивающий сухарь мертвого хода, оперативно прикрепленный к ведущему валу.

6. Система гидравлического клапана по п.5, дополнительно содержащая средство для смещения поршня с целью выталкивания текучей среды из приводного цилиндра.

7. Система гидравлического клапана по п.6, в которой средством смещения является пружина.

8. Система гидравлического клапана по п.1, дополнительно содержащая (а) дополнительный кожух клапана, образующий (i) дополнительный полый цилиндр, (ii) первый дополнительный вход для текучей среды в связи по текучей среде с упомянутым дополнительным полым цилиндром, (iii) первый дополнительный выход для текучей среды в связи по текучей среде с дополнительным полым цилиндром, (iv) второй дополнительный вход для текучей среды в связи по текучей среде с дополнительным полым цилиндром, (v) второй дополнительный выход для текучей среды в связи по текучей среде с дополнительным полым цилиндром, (b) в которой вал клапана расположен внутри дополнительного полого цилиндра, (с) в которой первое положение вала клапана, по существу, перекрывает связь по текучей среде между вторым дополнительным входом для текучей среды и вторым дополнительным выходом для текучей среды, (d) в которой второе положение вала клапана, по существу, перекрывает связь по текучей среде между первым дополнительным входом для текучей среды и первым дополнительным выходом для текучей среды, (е) в которой вал клапана снабжен третьей прорезью и четвертой прорезью, (f) в которой третья прорезь ориентирована на валу клапана таким образом, что открывает связь по текучей среде между первым дополнительным входом для текучей среды и первым дополнительным выходом для текучей среды, когда вал клапана находится в первом положении, и (g) в которой четвертая прорезь ориентирована на валу клапана таким образом, что открывает связь по текучей среде между вторым дополнительным входом и вторым дополнительным выходом для текучей среды, когда вал клапана находится во втором положении.

9. Система гидравлического клапана по п.8, дополнительно содержащая средство для подачи текучей среды на первый вход для текучей среды и первый дополнительный вход для текучей среды.

10. Система гидравлического клапана по п.9, дополнительно содержащая средство для изменения давления, при котором текучая среда подается на первый вход для текучей среды и первый дополнительный вход для текучей среды.

11. Система гидравлического клапана по п.8, дополнительно содержащая (а) кожух привода, образующий приводной цилиндр в связи по текучей среде с первым выходом для текучей среды и вторым входом для текучей среды, и (b) дополнительный кожух привода, образующий дополнительный приводной цилиндр, находящийся в связи по текучей среде с первым дополнительным выходом для текучей среды и вторым дополнительным входом для текучей среды.

12. Система гидравлического клапана по п.11, дополнительно содержащая (а) поршень, расположенный внутри приводного цилиндра, и (b) дополнительный поршень, расположенный внутри дополнительного приводного цилиндра.

13. Система гидравлического клапана по п.12, дополнительно содержащая (а) средство, обеспеченное на поршне для поддержания, по существу, герметичного уплотнения по текучей среде между поршнем и кожухом привода, когда поршень поворачивается по меньшей мере на два градуса от положения, перпендикулярного к оси приводного цилиндра, и (b) дополнительное средство, обеспеченное на дополнительном поршне для поддержания, по существу, герметичного уплотнения по текучей среде между дополнительным поршнем и дополнительным кожухом привода, когда дополнительный поршень поворачивается по меньшей мере на два градуса от положения, перпендикулярного к оси дополнительного приводного цилиндра.

14. Система гидравлического клапана по п.13, в которой поршень содержит крышку поршня, прикрепленную к шатуну, в которой дополнительный поршень содержит дополнительную крышку поршня, прикрепленную к дополнительному шатуну, дополнительно содержащая (а) поворотный кронштейн, поворотным образом прикрепленный к шатуну, (b) дополнительный поворотный кронштейн, поворотным образом прикрепленный к дополнительному шатуну, (с) ведущий вал, (d) заклинивающий сухарь, прикрепленный между поворотным кронштейном и ведущим валом, и (е) заклинивающий сухарь, прикрепленный между дополнительным поворотным кронштейном и ведущим валом.

15. Система гидравлического клапана по п.14, дополнительно содержащая заклинивающий сухарь мертвого хода, прикрепленный к ведущему валу.

16. Система гидравлического клапана по п.15, дополнительно содержащая (а) средство для смещения поршня с целью выталкивания текучей среды из кожуха привода, и (b) дополнительное средство для смещения дополнительного поршня с целью выталкивания текучей среды из дополнительного приводного цилиндра.

17. Система гидравлического клапана по п.16, в которой средство смещения представляет собой пружину, и в которой дополнительное средство смещения является дополнительной пружиной.

Описание изобретения к патенту

Предпосылки создания изобретения

Область техники

Изобретение касается в общем клапана и связанного с ним приводимого в действие поршнем двигателя и более конкретно двигателя с переменным ходом и клапана, вращающегося с постоянной скоростью.

Описание известного уровня техники

Известно, что в существующих устройствах внутреннего сгорания поршневого типа для нагнетания жидкого углеводорода в поршневой узел оттягивают поршень наружу для создания вакуума достаточно сильного, чтобы испарить углеводород, и затем сжимают углеводород перед его зажиганием. Поскольку сжигание газообразного углеводорода обычно создает отходы и использует большую часть окислителя внутри поршневого узла, необходимо затратить усилия, чтобы удалить отходы и ввести новый окислитель в поршневой узел прежде, чем может сгореть дополнительный углеводород.

Одним недостатком, связанным с двигателем внутреннего сгорания, является загрязнение, образуемое таким двигателем. Кроме того, поскольку обычно топливо в двигателях внутреннего сгорания полностью не сгорает, внутри поршня образуются отложения отходов, которые могут либо уменьшать эффективность двигателя, либо требовать регулярного технического обслуживания двигателя.

Дополнительный недостаток, связанный с двигателями внутреннего сгорания, заключается в диапазоне скоростей, в котором работают типичные двигатели внутреннего сгорания. Поскольку двигатели внутреннего сгорания функционируют на основании заранее определенной длины хода, сила от сгорания должна быть по меньшей мере адекватна перемещению поршня на эту заранее определенную длину хода. Однако сила также не должна быть слишком большой, иначе компоненты двигателя внутреннего сгорания могут повреждаться. Хотя "силой" хода можно управлять, длину хода в двигателе внутреннего сгорания обычно изменять нельзя. Соответственно, транспортные средства, приводимые двигателями внутреннего сгорания, обычно нуждаются в сцеплении и зубчатой передаче для повышения или понижения вращательной энергии, производимой двигателем внутреннего сгорания.

Обсуждавшиеся выше трудности, с которыми сталкиваются в известной технике, по существу, устранены настоящим изобретением. Настоящее изобретение предназначено для обеспечения двигателя с переменным ходом клапаном, вращающимся с постоянной скоростью, для увеличения эффективности и снижения недостатков, связанных с известными двигателями внутреннего сгорания.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с изобретением система гидравлического клапана содержит кожух клапана, образующий полый цилиндр; первый вход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром; первый выход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром; второй вход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром; второй выход для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром; вал, расположенный внутри полого цилиндра и выполненный с возможностью поворота между первым положением, по существу, перекрывающим связь по текучей среде между первым входом для текучей среды и первым выходом для текучей среды, и вторым положением, по существу, перекрывающим связь по текучей среде между вторым входом для текучей среды и вторым выходом для текучей среды; в которой вал снабжен первой прорезью и второй прорезью; где первая прорезь ориентирована на валу таким образом, что открывает связь по текучей среде между первым входом для текучей среды и вторым выходом для текучей среды, когда вал находится во втором положении; в которой вторая прорезь ориентирована на валу таким образом, что открывает связь по текучей среде между первым входом для текучей среды и первым выходом для текучей среды, когда вал находится во втором положении; и средство, подсоединенное к валу для поворачивания вала между первым положением и вторым положением.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет вид сбоку в поперечном разрезе, показывающий узел клапана и узел поршня по настоящему изобретению;

фиг. 2 представляет вид в перспективе узла клапана и узла поршня, изображенных на фиг.1;

фиг. 3 представляет изображение в разобранном виде узла клапана и узла поршня, показанных на фиг.2.

Фиг. 4 представляет вид сверху в поперечном разрезе, показывающий узел клапана и поршня, изображенный на фиг.1.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Что касается чертежей, то двигатель с переменным ходом на фиг.1 обозначен в общем ссылочной позицией (10). Как показано на фиг.3, двигатель с переменным ходом включает в себя кожух (12) клапана. В предпочтительном варианте осуществления, кожух (12) клапана сделан из алюминия и снабжен полым цилиндром (14) для размещения вала (16) клапана. Кожух (12) клапана сконструирован так, что образует первый вход (18) для текучей среды в связи по текучей среде с полым цилиндром (14) и первый выход (20) для текучей среды, который также находится в связи по текучей среде с полым цилиндром (14). Как показано на фиг.1, в кожухе (12) клапана также образован второй вход (22) для текучей среды и второй выход (24) для текучей среды.

Как показано на фиг.3, вал (16) клапана снабжен первой прорезью (26) и второй прорезью (28). Вал (16) клапана также снабжен первым кольцевым гнездом (30), вторым кольцевым гнездом (32) и третьим кольцевым гнездом (34). На первом кольцевом гнезде (30), втором кольцевом гнезде (32) и третьем кольцевом гнезде (34) установлены три тефлоновых кольца (36), (38) и (40), которые предотвращают утечку текучей среды между валом (16) клапана и полым цилиндром (14).

Как показано на фиг.2, к кожуху (12) клапана прикреплен вращающий механизм (42) вала, который оперативно прикреплен к ключу (44), выступающему из вала (16) клапана, показанного на фиг.3. Вращающим механизмом (42) вала может быть маленький электродвигатель или любое аналогичное известное в технике вращающее устройство.

Как показано на фиг.3, первая прорезь (26) и вторая прорезь (28) вала (16) клапана расположены на противоположных сторонах вала (16) клапана. Соответственно, когда вал (16) клапана размещен внутри полого цилиндра (14) кожуха (12) клапана, как показано на фиг.1, вторая прорезь (28) открывает связь по текучей среде между вторым входом (22) для текучей среды и вторым выходом (24) для текучей среды. Когда вторая прорезь (28) открывает связь по текучей среде между вторым входом (22) для текучей среды и вторым выходом (24) для текучей среды, как показано на фиг.1, первая прорезь (26) полностью закрыта кожухом (12) клапана (фиг.1 и 3). Следовательно, участок вала (16) клапана на противоположной стороне первой прорези (26) перекрывает связь по текучей среде между первым входом (18) для текучей среды и первым выходом (20) для текучей среды.

Точно так же, когда вращающий механизм (42) вала поворачивает вал (16) клапана на сто восемьдесят градусов, первая прорезь (26) открывает связь по текучей среде между первым входом (18) для текучей среды и первым выходом (20) для текучей среды, в то время как участок вала (16) клапана, противоположный второй прорези (28), перекрывает связь по текучей среде между вторым входом (22) для текучей среды и вторым выходом (28) для текучей среды. В предпочтительном варианте осуществления, прорези (26) и (28) и входы (18) и (22) и выходы (20) и (24) имеют такие размеры, что когда связь по текучей среде между первым входом (18) для текучей среды и первым выходом (20) для текучей среды открыта, связь по текучей среде между вторым входом (22) для текучей среды и вторым выходом (24) для текучей среды закрыта. Точно так же, когда связь по текучей среде между вторым входом (22) для текучей среды и вторым выходом (24) для текучей среды открыта, связь по текучей среде между первым входом (18) для текучей среды и первым выходом (20) для текучей среды закрыта.

К кожуху (12) клапана прикреплен кожух (46) привода, который образует приводной цилиндр (48), как показано на фиг.1. В предпочтительном варианте осуществления, кожух (46) привода сконструирован из бесшовных труб из нержавеющей стали. Кожух (46) привода предпочтительно прикреплен к коробке (50) привода, которая предпочтительно сделана из алюминия. Внутри приводного цилиндра (48) предусмотрен поршень (52). Поршень (52) предпочтительно сконструирован с алюминиевой крышкой (54) и алюминиевым основанием (56). Поскольку поршень (52) является поршнем качающегося типа, он снабжен пластмассовым уплотнительным кольцом (58), которое позволяет поршню (52) поворачиваться на два градуса от положения, перпендикулярного к центральной оси приводного цилиндра (48), в то же время сохраняя уплотнение между уплотнительным кольцом (58) и кожухом (46) привода.

Шатун (60), предпочтительно изготовленный из закаленной стали, прикреплен к поршню (52) крепежным винтом (62) (фиг.1). Как показано на фиг.3, шатун (60) снабжен проушиной (62), которая крепится внутри вилки (64) поворотного кронштейна (66). Внутри проушины (62) установлен игольчатый роликовый подшипник (68) или известный в технике аналогичный подшипник, для снижения трения. Игольчатый роликовый подшипник (68) размещен внутри проушины (62), проушина (62) расположена внутри вилки (64), а установочный штифт (70), изготовленный из закаленной стали, установлен через первую проушину (72) вилки (64), игольчатый роликовый подшипник (68) и вторую проушину (74) вилки (64). Установочный штифт предпочтительно изготавливают из закаленной стали, чтобы он выдерживал большие давления, связанные с приведением в действие шатуна (60). Поворотный кронштейн (66) предпочтительно изготавливают из закаленной стали и выполняют в нем большое отверстие (76) с целью размещения пары приводных заклинивающих сухарей (78). Приводные заклинивающие сухари (78) подсоединены к ведущему валу (80) таким образом, что передают вращательную энергию от поворотного кронштейна (66) ведущему валу (80) на приводном ходу, и обеспечивают возможность "свободного хода" ведущего вала (80) относительно поворотного кронштейна (66) на возвратном ходу так, чтобы ведущий вал (80) не поворачивался в противоположном направлении. Как показано на фиг. 2, ведущий вал (80) проходит через коробку (50) привода для приведения в действие транспортного средства или какого-либо другого приводимого в действие устройства.

Генератор (82) гидростатического давления оперативно соединен связью по текучей среде с первым входом (18) для текучей среды (фиг.2). В предпочтительном варианте осуществления, генератором (82) давления является парогенератор, а генератором (82) давления может быть, конечно, любое аналогичное устройство. Генератор (82) гидростатического давления подсоединен к первому входу (18) для текучей среды через шланг (84) передачи (фиг.2 и 3). В предпочтительном варианте осуществления, второй выход (24) для текучей среды также подсоединен к генератору (82) гидростатического давления дополнительным шлангом (86) передачи.

Как показано на фиг.2, двигатель (10) с переменным ходом также снабжен дополнительным узлом (88) клапана и поршня. Дополнительный узел (88) клапана и поршня, по существу, аналогичен по конструкции узлу, описанному выше. Однако, как показано на фиг.3, вал (16) клапана снабжен третьей прорезью (90) и четвертой прорезью (92), расположенными на валу (16) клапана в обратном порядке относительно положений первой прорези (26) и второй прорези (28). Это расположение прорезей (26), (28), (90) и (92) заставляет описанный выше поршень (52) двигаться, когда поршень (94) дополнительного узла (88) клапана и поршня возвращается в исходное положение, и возвращаться в исходное положение, когда поршень (94) дополнительного узла (88) клапана и поршня приводится в действие. Это дополнительное приведение в действие поршней (52) и (94) заставляет ведущий вал (80), по существу, непрерывно приводиться одним из двух поршней (52) и (94).

Как показано на фиг.4, предусмотрены две возвратные пружины (96) и (98), чтобы возвращать поворотный кронштейн (66), описанный выше, и поворотный кронштейн (100) дополнительного узла (88) клапана и поршня в исходное положение. Когда каждый поворотный кронштейн (66) и (100) поочередно переходит к исходному положению, поворотные кронштейны (66) и (100) перемещают свои соответственные поршни (52) и (94) также в исходное положение.

Возвратные пружины (96) и (98) прикреплены к коробке (50) привода вокруг ведущего вала (80). Каждая возвратная пружина (96) и (98) обеспечена рычагом возврата (102) и (104) и крепежным пальцем (106) и (108). После крепления возвратных пружин (96) и (98) к коробке (50) привода пальцы (106) и (108) располагаются внутри отверстий (110) и (112), предусмотренных в поворотных кронштейнах (66) и (100). Как показано на фиг.4, ведущий вал (80) прикреплен к внутренним периметрам пары приводных заклинивающих сухарей (114), которые в свою очередь прикреплены своими внешними периметрами к поворотному кронштейну (100). Приводные заклинивающие сухари (114) ориентированы так, что когда поворотный кронштейн (100) приводится в действие поршнем (94), приводные заклинивающие сухари (114) передают вращательное перемещение поворотного кронштейна (100) ведущему валу (80). Во время возвратного хода приводные заклинивающие сухари (114) "свободно проходят", обеспечивая возможность возвратной пружине (96) возвратить поворотный кронштейн (100) в его исходное положение без передачи ведущему валу (80) большого количества вращательной энергии.

Заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода прикреплен к ведущему валу (80) между поворотными кронштейнами (66) и (100), чтобы дополнительно снизить передачу вращательной энергии между поворотными кронштейнами (66) и (100) и ведущим валом (80). Как показано на фиг.4, заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода прикреплен к коробке (50) привода внутри отверстия (118) ведущего вала, предусмотренного в коробке (50) привода между поворотными кронштейнами (66) и (100).

Заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода (антизазорный) прикреплен к коробке (50) привода сваркой или другим подобным крепежным средством. Заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода по конструкции подобен приводным заклинивающим сухарям (114), но подсоединен к ведущему валу (80) в противоположной рабочей ориентации относительно приводных заклинивающих сухарей (114). Соответственно, когда поворотный кронштейн (100) находится в своем состоянии приводного хода, приводные заклинивающие сухари (114) передают вращательную энергию поворотного кронштейна (100) ведущему валу (80). В течение этого приводного хода заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода находится в его ориентации "свободного хода", позволяя ведущему валу (80) свободно поворачиваться. Как только поворотный кронштейн (100) заканчивает свой приводной ход, возвратная пружина (96) возвращает поворотный кронштейн (100) в его исходное положение. Когда возвратная пружина (96) поворачивает поворотный кронштейн (100), приводные заклинивающие сухари (114) находятся в своей ориентации "свободного хода", которая ограничивает передачу вращательной энергии от поворотного кронштейна (100) ведущему валу (80) и снижает тягу на возвратной пружине (96).

Заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода обеспечен для предотвращения какого-либо дальнейшего вращения ведущего вала (80) в направлении возврата поворотного кронштейна (100). Если трение между приводными заклинивающими сухарями (114) и ведущим валом (80) достаточно большое, чтобы передавать некоторое количество вращательной энергии от приводных заклинивающих сухарей (114) ведущему валу (80) в течение возвратного хода поворотного кронштейна (100), заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода предотвращает вращение ведущего вала (80). Поскольку заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода приварен к коробке (50) привода, заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода передает любую энергию "обратного" вращения ведущего вала (80) коробке (50) привода для предотвращения вращения ведущего вала (80) в направлении возврата поворотного кронштейна (100).

Заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода продолжает предотвращать обратное вращение ведущего вала (80), пока один из поворотных кронштейнов (66) или (100) не начинает вращать ведущий вал (80) на приводном ходу. Таким образом, заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода гарантирует, что ведущий вал (80) вращается только в одном направлении.

Для работы двигателя (10) с переменным ходом по настоящему изобретению вращающий механизм (42) вала приводится в действие с целью вращения вала (16) клапана внутри полого цилиндра (14). Затем приводится в действие генератор (82) гидростатического давления, чтобы подавать текучую среду, типа пара, под давлением к первому входу (18) для текучей среды и к дополнительному узлу (88) клапана и поршня. Вследствие этого вал (16) клапана вращается с постоянной скоростью. При подаче текучей среды на первый вход (18) для текучей среды с низким давлением только небольшое количество текучей среды входит в приводной цилиндр (58), когда первая прорезь (26) открывает связь по текучей среде между первым входом (18) для текучей среды и первым выходом (20) для текучей среды. Это введение текучей среды в приводной цилиндр (48) выталкивает поршень (52) из кожуха (12) клапана. Когда поворотный кронштейн (66) поворачивается, проушина (62) шатуна (60) также немного поворачивается, поскольку поворотный кронштейн (66) осуществляет возвратно-поступательное перемещение. Этот поворот шатуна (60) заставляет весь поршень (52) слегка наклоняться относительно приводного цилиндра (48). С целью снижения величины наклона поршень (52) расположен так, чтобы и в его исходном, и его конечном положении он оказывался слегка наклонен. Это снижает степень наклона поршня (52), когда поршень находится в центре полного хода. Поворотный кронштейн (66) и шатун (60) предпочтительно сконструированы с длинами, достаточными для размещения поршня (52) в исходном положении, в котором поршень (52) наклонен на два градуса от нормали относительно центральной оси приводного цилиндра (48).

В целях исследования наклона поршня (52) желательно исследовать полный ход поршня (52), то есть когда текучую среду подают на первый вход (18) для текучей среды при полном давлении. Когда приводной цилиндр (48) начинает заполняться текучей средой, поршень (52) перемещается по направлению к поворотному кронштейну (66), заставляя поршень (52) перемещаться от кожуха (12) клапана и вследствие чего толкая поворотный кронштейн (66), который начинает поворачиваться. Поскольку поворотный кронштейн (66) поворачивается, шатун (60) поворачивается внутри вилки (64) поворотного кронштейна (66). Поршень (52) продолжает поворачиваться до тех пор, пока он не становится перпендикулярным к центральной оси приводного цилиндра (48). Это происходит, когда поршень (52) находится на одной четвертой пути от полного хода поршня (52).

При поступлении в приводной цилиндр (48) большего количества текучей среды поршень (52) продолжает поворачиваться от ведущего вала (80) до тех пор, пока поршень (52) не окажется на полпути от его полного хода, как показано на фиг.1. В этой точке поршень (52) находится под углом два градуса от нормали относительно оси приводного цилиндра (48), но в направлении, противоположном ориентации начального положения под углом два градуса. Поскольку приводной цилиндр (48) продолжает заполняться текучей средой, поворотный кронштейн (66) поворачивается дальше, пока поршень (52) не окажется в положении в три четверти пути от его полного хода. В этом положении поворотный кронштейн (66) повернут достаточно для того, чтобы поршень (52) снова оказался нормальным относительно центральной оси приводного цилиндра (48). По мере продолжения заполнения приводного цилиндра (48) текучей средой поворотный кронштейн (66) продолжает поворачиваться и поршень (52) перемещается по направлению к положению под углом два градуса от нормального относительно центральной оси приводного цилиндра (48). Этот наклон в два градуса находится в том же самом направлении, как наклон в два градуса от нормальной ориентации поршня (52) в исходной точке полного хода. При полном гидростатическом давлении этот полный ход происходит каждый раз, когда открыта связь по текучей среде между первым входом (18) для текучей среды и первым выходом для текучей среды (фиг.3).

В соответствии с этим вместо того, чтобы ориентировать поршень (52) нормально к центральной оси приводного цилиндра (48) в исходном положении и поворачивать его на большой угол, когда поворотный кронштейн (66) осуществляет свой поворотный цикл, поршень (52) вначале ориентируют под углом два градуса от нормали. Таким образом, поршень (52) начинает поворот в положении, наклоненном на два градуса от нормали, циклически проходит нормальное положение, положение, наклоненное на два градуса от нормального в противоположном направлении, другое нормальное положение, и в заключение, положение, наклоненное на два градуса от нормали в том же самом направлении, аналогичном исходному положению. Вследствие этого общая сумма девиации от нормального положения на протяжении всего хода сохраняется минимальной.

Хотя двигатель (10) с переменным ходом полностью способен выполнять циклическое прохождение полного хода, отмеченного выше, этот полный ход реализуется только при полным гидростатическом давлении. Когда на первый вход (18) для текучей среды подается текучая среда лишь с небольшим давлением, поршень (52) проходит через значительно более короткий цикл хода. По мере увеличения давления текучей среды, подаваемой генератором (82) гидростатического давления, с каждым вращением вала (16) клапана из первого входа (18) для текучей среды через первый выход (20) для текучей среды и в приводной цилиндр (48) проходит большее количество текучей среды. Это большее количество текучей среды, поступающей в приводной цилиндр (48), перемещает поршень (52) быстрее и вследствие чего производя более длительный и длинный ход. Поворотный кронштейн (66) переводит этот более длинный ход в больший поворот ведущего вала (80). Поскольку вращающий механизм (42) вала вращает вал (16) клапана с постоянной скоростью, каждый цикл занимает одинаковый период времени, независимо от применяемого давления текучей среды. В соответствии с этим больший поворот ведущего вала (80) за такой же период времени переводится в большую скорость вращения ведущего вала (80).

В течение каждого поворота вала (16) клапана вторая прорезь (28), выполненная на валу (16) клапана, открывает связь по текучей среде между вторым входом (22) для текучей среды и вторым выходом (24) для текучей среды одновременно (фиг. 1). В течение этого периода времени сила возвратной пружины (96) заставляет поворотный кронштейн (66) толкать шатун (60) в поршень (52), вследствие чего текучая среда выталкивается из приводного цилиндра (48) через второй вход (22) для текучей среды и второй выход (24) для текучей среды. После этого текучая среда возвращается в генератор (82) гидростатического давления через дополнительный шланг (86) передачи так, чтобы текучая среда снова могла под давлением рециркулировать через двигатель (10) (фиг. 2). При приведении в действие поршня (52) дополнительный узел (88) клапана и поршня работает возвратно-поступательным образом, приводя ведущий вал (80), когда поршень (52) находится в состоянии своего возвратного хода. Как было отмечено выше, заклинивающий сухарь (116) против мертвого хода предотвращает передачу вращательной энергии поворотных кронштейнов (66) и (98) ведущему валу (80) в течение их возвратного хода.

Поскольку вал (16) клапана вращается с постоянной скоростью, изменение величины гидростатического давления, поступающего на первый вход (18) для текучей среды, заставляет поршень (52) перемещаться на более длинное расстояние и вследствие этого приводить ведущий вал (80) на большее расстояние в течение одного и того же интервала времени. Генератор (82) гидростатического давления можно снабдить элементом (120) управления регулированием нагрева, типа пропанового клапана, для изменения количества тепла, подаваемого в генератор (82) гидростатического давления и вследствие этого давления текучей среды. В соответствии с этим двигатель (10) с переменным ходом может непосредственно преобразовывать большее количество тепловой энергии в более быстрое вращение ведущего вала (80).

Вышеприведенное описание и чертежи просто поясняют и иллюстрируют изобретение, и изобретение не ограничивается ими, за исключением пределов, ограничиваемых формулой изобретения, поскольку специалисты в данной области техники, имеющие описание изобретения, будут в состоянии производить модификации и видоизменения в нем, не выходя при этом за объем изобретения. Например, можно предположить, что к ведущему валу (80) можно подсоединять любое количество дополнительных узлов клапана и поршня и что допускается большое многообразие размеров для входов и выходов для текучей среды кожуха клапана и для прорезей в валу клапана.