СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОВЫМ ГИДРОПРИВОДОМ Российский патент 1994 года по МПК F15B11/00 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в гидрофицированных строительно-дорожных сельскохозяйственных и других мобильных машинах.

Известен гидропривод, содержащий первичный источник механической энергии, в частности двигатель внутреннего сгорания, гидрообъемные насосы и потребители гидравлической энергии. К гидролинии между насосами и потребителем подсоединен ходовой клапан, управляемый давлением перед ним. Давление за ходовым клапаном действует на вторую управляющую полость со стороны пружины. На входе в клапан подсоединен второй гидрообъемный насос, являющийся источником подачи жидкости в систему управления, включающую сервоцилиндр, шток которого связан с регулятором частоты вращения двигателя внутреннего сгорания [1].

Известное устройство позволяет автоматически управлять двигателем внутреннего сгорания, что снижает расход топлива. Однако при подаче жидкости в гидросистему используется только один насос, что не позволяет использовать устройство в групповых гидроприводах.

Кроме того, известна система управления групповым гидроприводом, содержащая два насоса постоянной производительности, кинематически связанных с приводным двигателем, например двигателем внутреннего сгорания, имеющим регулятор частоты вращения, и гидравлически соединенных напорными магистралями с объемными гидродвигателями и через клапан ИЛИ с реле давления, при этом регулятор кинематически связан с сервоцилиндром, поршневая управляющая полость которого подключена через электрически управляемый от датчика давления гидрораспределитель [2].

Данное устройство позволяет автоматически регулировать частоту вращения приводного двигателя и тем самым снизить расход потребляемого топлива. Однако это осуществляется на одном, например максимальном, режиме нагрузки двигателя, поскольку реле давления настроено на одну величину и не позволяет осуществлять регулирование в широком диапазоне изменения давления.

Целью изобретения является создание системы управления групповым гидроприводом, позволяющей автоматически регулировать частоту вращения приводящего двигателя в широком диапазоне изменения нагрузки и управляющего воздействия оператора и тем самым минимизировать расход топлива, а также на создание энергосберегающего гидропривода с системой управления.

Это достигается тем, что система управления групповым гидроприводом, содержащая два насоса постоянной производительности, кинематически связанных с приводящим двигателем, имеющим регулятор частоты вращения, и гидравлически соединенных напорными магистралями с объемными гидродвигателями, рукоятки управления направляющих гидроаппаратов и сервоцилиндр, поршневая управляющая полость которого подключена через клапан ИЛИ к напорным магистралям, а шток кинематически связан с регулятором давления, дополнительно снабжена редуцирующим сумматором, выполненным в виде четырех дросселей с общей узловой точкой, один из которых регулируемый, двумя регуляторами потока и двумя путевыми дросселями, а сервоцилиндр выполнен с дополнительной управляющей полостью, при этом два дросселя сумматора подключены к напорным магистралям, регулируемый дроссель - к сливной магистрали, а оставшийся дроссель подключен к дополнительной управляющей полости, причем каждый вход клапана ИЛИ соединен с напорной магистралью через регулятор потока, а со сливной магистралью - через путевой дроссель, кинематически связанный с рукояткой управления.

На фиг. 1 показана принципиальная гидравлическая схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная гидравлическая схема устройства применительно к автомобильному крану-манипулятору.

Система управления групповым гидроприводом (см.фиг.1) содержит бак 1, приводящий двигатель 2 с регулятором 3 частоты вращения, два насоса 4,5 постоянной производительности, трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 6, напорные, сливную и управляющую магистрали 7-10. В сливной магистрали 9, установлены подпорный клапан 11, фильтр 12 с предохранительным клапаном 13. К напорным магистралям 7,8 подключены регуляторы 14,15 потока, клапан ИЛИ 16, два путевых дросселя 17,18, кинематически связанных посредством передаточных механизмов 19,20, кулачков 21,22 с рукоятками 23,24 управления. Кроме того, система содержит сервоцилиндр 25, включающий поршень 26, шток 27, поршневую управляющую полость 28, штоковую полость 29, сообщенную со сливом (атмосферой), плунжер 30 и дополнительную управляющую полость 31. Система также снабжена редуцирующим сумматором 32, выполненным в виде четырех дросселей 33-36 с общей узловой точкой 37. В магистралях 7-10 установлено поворотное соединение 38.

Напорные, сливная магистрали 7,8,9 подключены к объемным гидродвигателям 39 через направляющие гидроаппараты 40,41, например соединенные в блок трехпозиционные дросселирующие гидрораспределители. Передаточные механизмы 19,20 могут быть выполнены в виде поворотных рамок (см.фиг.2), по одной на каждые из трех рукояток 23, 24.

Система управления групповым гидроприводом работает следующим образом.

Общее управление механизмами автомобильного крана-манипулятора осуществляется посредством шести рукояток 23,24 (по три в каждом гидроаппарате 40,41). Каждая рукоятка 23,24 непосредственно воздействует на соответствующий гидрораспределитель. Управление скоростью движения механизмов происходит путем дросселирования потока в гидрораспределителе и изменением частоты вращения приводящего дизельного двигателя 2 вследствие воздействия оператора на рукоятки 23,24.

В начальной зоне перемещения рукояток 23,24 происходит воздействие на золотники (на чертеже не показаны) гидроаппаратов 40,41 и соответственно дроссельное регулирование скорости объемных гидродвигателей 39. При дальнейшем перемещении рукояток 23,24 с кулачками 21,22 осуществляется воздействие на передаточные механизмы 19, 20. Далее механический управляющий сигнал (перемещение) преобразуется в гидравлический сигнал (давление) посредством путевых дросселей 17,18 и регуляторов потока 14,15. Отбор потока управляющей жидкости с более высоким давлением осуществляется клапаном ИЛИ 16. По магистрали 10 через поворотное соединение 38 жидкость поступает в полость 28, в которой вновь преобразуется гидравлический сигнал (давление) в механический сигнал (перемещение) благодаря предварительно поджатой пружине. Шток 27 воздействует на регулятор 3 приводящего двигателя 2, изменяя его частоту вращения.

Внешнюю нагрузку на двигатель 2 создают насосы 4,5. С достаточной точностью можно полагать, что нагрузка на двигатель 2 пропорциональна сумме давлений в магистралях 7,8 (при одинаковых рабочих объемах насосов). Поэтому в схеме предусмотрен редуцирующий сумматор 32. Результирующее давление вместе с жидкостью поступает в полость 31. Так осуществляется автоматическая корректировка режима работы приводящего двигателя 2 по нагрузке.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять комбинированное управление двигателем - гидроприводом и автоматическую корректировку топливоподачи по нагрузке.

Использование: в гидрофицированных мобильных машинах. Сущность изобретения: два насоса постоянной производительности кинематически связаны с приводящим двигателем, имеющим регулятор частоты вращения, и гидравлически соединены напорными магистралями (НМ) с объемными гидродвигателями. Поршневая управляющая полость сервоцилиндра подключена через клапан ИЛИ к НМ, шток кинематически связан с регулятором двигателя. Редуцирующий сумматор выполнен в виде четырех дросселей с общей узловой точкой. Один дроссель регулируемый. Сервоцилиндр выполнен с дополнительной управляющей полостью. Два дросселя подключены к НМ, регулируемый - к сливной. Оставшийся дроссель подключен к дополнительной полости. Каждый вход клапана ИЛИ соединен с НМ через регулятор потока, со сливной магистралью - через путевой дроссель, кинематически связанный с рукояткой управления. 2 ил.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОВЫМ ГИДРОПРИВОДОМ, содержащая два насоса постоянной производительности, кинематически связанных с приводящим двигателем, имеющим регулятор частоты вращения, и гидравлически соединенных напорными магистралями с объемными гидродвигателями, рукоятки управления направляющих гидроаппаратов и сервоцилиндр, поршневая управляющая полость которого подключена через клапан ИЛИ к напорным магистралям, а шток кинематически связан с регулятором двигателя, отличающийся тем, что она снабжена редуцирующим сумматором, выполненным в виде четырех дросселей с общей узловой точкой, один из которых регулируемый, двумя регуляторами потока и двумя путевыми дросселями, а сервоцилиндр выполнен с дополнительной управляющей полостью, причем два дросселя сумматора подключены к напорным магистралям, регулируемый дроссель - к сливной магистрали, а оставшийся дроссель подключен к дополнительной управляющей полости, при этом каждый из входов клапана ИЛИ соединен с напорной магистралью через регулятор потока, а со сливной магистралью - через путевой дроссель, кинематически связанный с рукояткой управления.