ГИДРОПРИВОД САМОХОДНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к гидрообъемным приводам транспортных средств и может быть использовано, например, в сельскохозяйственном машиностроении для минитракторов.

Известен гидропривод минитрактора, содержащий насос, два основных гидродвигателя, связанные через коробку передач с ведущими колесами, дополнительный гидродвигатель технологического оборудования, гидроцилиндр, трехсекционный распределитель с двумя рычагами управления и гидробак [1]
К недостаткам известного технического решения следует отнести сложность конструкции из-за коробки передач, связывающей два основных гидромотора с ведущими колесами, и механизма блокирования полурам. Кроме того, известный гидропривод предназначен для приведения в движение одной ведущей оси, что определяет низкие тяговые усилия транспортного средства.

Наиболее близким к предложенному по совокупности существенных признаков является гидропривод минитрактора фирмы "Кейс", содержащий насос, приводимый от двигателя, гидромотор, закрепленный на заднем ведущем мосту, главная передача которого совмещена с двухступенчатой коробкой передач, муфту отключения и тормозное устройство, масляный бак, гидрораспределитель, рычаг для управления скоростью и направлением движения [2]
При работающем двигателе гидронасос воздействует на рабочую жидкость, находящуюся в замкнутом контуре гидронасос-трубопровод-гидрораспределитель-гидромо-тор, в результате чего в трубопроводе возникает высокое давление, которое передается в гидромотор. В гидромоторе энергия потока жидкости преобразуется во вращающий момент, который передается ведущим колесом. Рычаг управления устанавливается в три позиции: "нейтрально", когда рабочая жидкость перепускается в обратный трубопровод и не попадает в гидромотор; "вперед", при котором рабочая жидкость, попадая в гидромотор, сообщает минитрактору движение вперед; "назад", когда рабочая жидкость вращает гидромотор в обратном направлении, обеспечивая движение минитрактора задним ходом.

Применение гидрообъемной трансмиссии обеспечивает бесступенчатость и плавность регулирования скорости движения, сокращает число агрегатов трансмиссии и облегчает их компоновку на изделии. Упрощается предохранение машины от перегрузок, приводящих к поломкам.

Однако решение фирмы "Кейс" реализуется сложной конструкцией трансмиссии на минитракторе, что связано с наличием коробки передач, муфты отключения, устройств торможения. Известный гидропривод, кроме того, предназначен для приведения в движение одной ведущей оси, что определяет низкие тяговые усилия минитрактора.

В гидроприводе самоходной машины по изобретению решается задача повышения эффективности трансмиссии, упрощения конструкции и улучшения эксплуатационных свойств.

Указанная задача решается тем, что в гидропривод самоходной машины, содержащий насос с приводным двигателем, гидрораспределитель с основной золотниковой секцией, напорным каналом, сливным каналом, первым и вторым рабочими каналами, предназначенными для подключения гидромотора, и с рычагом управления скоростью и направлением движения с возможностью его установки в позицию "нейтрально", при которой соединяются между собой напорный и сливной каналы, позицию "вперед", при которой первый рабочий канал соединяется с напорным каналом, а второй рабочий канал со сливным каналом, и позицию "назад", при которой первый рабочий канал соединяется со сливным каналом, а второй рабочий канал с напорным каналом, и масляный бак, соединенный соответствующими трубопроводами со сливным каналом гидрораспределителя и с одной из рабочих полостей насоса, другая рабочая полость которого через соответствующий трубопровод соединена с напорным каналом гидрораспределителя, введены два блока гидромоторов соответственно для передней и задней осей самоходной машины, при этом рычаг управления основной золотниковой секции гидрораспределителя выполнен с возможностью его установки в дополнительную позицию "торможение", при которой рабочие каналы запираются, а напорный и сливной каналы соединяются между собой, в позиции "нейтрально" указанного рычага управления дополнительно соединяются между собой рабочие каналы, а гидрораспределитель выполнен с дополнительной золотниковой секцией с двумя рабочими каналами, напорным и сливным, объединенными с одноименными каналами основной золотниковой секции, и рычагом управления скоростью и направлением движения с возможностью его установки в позиции "нейтрально", "вперед", "торможение", "назад", соответствующие одноименным позициям рычага управления основной золотниковой секции гидрораспределителя по выполняемым функциям, рабочие каналы основной и дополнительной золотниковых секций гидрораспределителя соединены трубопроводами соответственно с блоками гидромоторов передней и задней осей самоходной машины.

Выполнение гидропривода с указанной совокупностью признаков повышает его эффективность и определяет улучшение тягово-сцепных свойств самоходной машины. Непосредственное соединение блоков гидромоторов с ведущими колесами упрощает конструкцию трансмиссии, так как не требует установки механических коробок передач.

Выполнение гидрораспределителя двухсекционным и четырехпозиционным определяет возможность улучшения эксплуатационных свойств путем раздельного задания для каждой оси машины режимов движения вперед и назад, режима торможения и режима наката, когда рабочие полости гидромоторов сообщаются между собой без напора рабочей жидкости, обеспечивая свободное движение колес накатом.

Каждый из блоков гидромоторов может быть снабжен по одному гидромотору либо по N (N=2,3.) последовательно или параллельно соединенных гидромоторов для каждого колеса самоходной машины. При этом могут быть дополнительно улучшены тягово-сцепные свойства самоходной машины.

Объемы рабочих полостей гидромоторов для передней и задней осей самоходной машины могут быть выполнены неравными. При этом дополнительно увеличивается число ступеней регулирования скорости движения самоходной машины.

Гидрораспределитель может быть выполнен с второй дополнительной золотниковой секцией, напорный и сливной каналы которого объединены с одноименными каналами основной золотниковой секции и двумя рабочими каналами, предназначенными для подключения рабочих полостей исполнительного гидроцилиндра навесного оборудования, и с рычагом управления с возможностью его установки в позиции "нейтрально", "вперед", "торможение", "назад", соответствующие одноименным позициям рычага управления основной золотниковой секции по выполняемым функциям. При этом гидропривод самоходной машины может выполнить функции не только движения, но и дополнительные функции, связанные с обслуживанием навесного оборудования.

На фиг.1 представлен пример выполнения гидропривода самоходной машины в соответствии с изобретением; на фиг.2 схема выполнения трехсекционного четырехпозиционного гидрораспределителя.

Гидропривод самоходной машины содержит насос 1 (фиг.1) с приводным двигателем 2, гидрораспределитель 3 с основной золотниковой секцией 4, напорным каналом 5, сливным каналом 6, двумя рабочими каналами 7, 8, предназначенными для подключения гидромотора, и с рычагом 9 управления скоростью и направлением движения с возможностью его установки в позицию "нейтрально", при которой соединяются между собой напорный и сливной каналы, позицию "вперед", при которой рабочий канал 7 соединяется с напорным каналом 5, а рабочий канал 8 со сливным каналом 6, и позицию "назад", при которой рабочий канал 7 соединяется со сливным каналом 6, а рабочий канал 8 с напорным каналом 5.

Гидропривод содержит, кроме того, масляный бак 10, соединенный соответствующими трубопроводами со сливным каналом 6 гидрораспределителя 3 и с одной из рабочих полостей насоса 1, другая рабочая полость которого через соответствующий трубопровод соединена с напорным каналом 5 гидрораспределителя 3. В гидропривод самоходной машины введены два блока 11, 12 гидромоторов соответственно для передней и задней осей самоходной машины, механически соединенные в соответствующими колесами 13-16.

рычаг 9 управления основной золотниковой секции гидрораспределителя выполнен с возможностью его установки в дополнительную позицию "торможение", при которой рабочие каналы 7, 8 запираются, а напорный 5 и сливной 6 каналы соединяются между собой. В позиции "нейтрально" рычага 9 управления дополнительно соединяются между собой рабочие каналы 7, 8.

Гидрораспределитель 3 выполнен с дополнительной золотниковой секцией 17 с двумя рабочими каналами 18, 19, напорным и сливным, объединенными с одноименными каналами 5, 6 основной золотниковой секции 4, и рычагом 20 управления скоростью и направлением движения с возможностью его установки в позиции "нейтрально", "вперед", "торможение", "назад", соответствующие одноименным позициям рычага 9 управления основной золотниковой секции гидрораспределителя по выполняемым функциям. При этом рабочие каналы 7, 8 и 18, 19 основной и дополнительной золотниковых секций гидрораспределителя соединены трубопроводами соответственно с блоками 11, 12 гидромоторов передней и задней осей самоходной машины.

Каждый из блоков 11, 12 гидромоторов может быть выполнен с двумя гидромоторами 21, 22 и 23, 24 соответственно для каждого из колес 13-16, как это показано на фиг.1. Каждый из блоков 11, 12 гидромоторов может быть выполнен так, что на каждое из колес 13-16 самоходной машины приходится N гидромоторов (N 2,3.), соединенных между собой последовательно или параллельно (на фиг.1 не показано).

Гидрораспределитель 3 может быть выполнен так, что рабочие объемы гидромоторов для передней и задней осей выполнены неравными.

Гидрораспределитель 3 (фиг.2) может быть выполнен с второй дополнительной золотниковой секцией 25, напорный и сливной каналы 26 и 27 которой объединены с одноименными каналами основной золотниковой секции и двумя рабочими каналами, предназначенными для подключения рабочих полостей исполнительного гидроцилиндра 28 навесного оборудования, и с рычагом 29 управления с возможностью его установки в позиции "нейтрально", "вперед", "торможение", "назад", соответствующие позициям рычагов 9, 20 управления в секциях 4, 17.

В качестве гидронасоса, приводного двигателя и гидромоторов могут быть использованы серийно выпускаемые изделия.

Гидрораспределитель 3 выполнен клапанно-золотникового типа. В его чугунном корпусе имеются цилиндрические отверстия, в которых установлены золотники и каналы для соединения с насосом, сливным баком и гидромоторами. В верхней крышке размещены рычаги 9, 20, 29 управления, шарнирно соединенные с золотниками.

Гидропривод может также содержать предохранительный клапан, сообщающий полость высокого давления с полостью слива при превышении давления выше установленного предела, и фильтры (не показаны). В трубопроводы на входах блоков 11, 12 гидромоторов могут быть установлены распределители потоков (не показаны).

Гидропривод самоходной машины работает следующим образом.

Масло из бака 10 (фиг.1) с помощью насоса 1 через гидрораспределитель 3 нагнетается в гидромоторы 21-24, которые непосредственно передают вращательное движение на ведущие колеса 13-16 машины.

Каждая из золотниковых секций гидрораспределителя 3 с помощью соответствующего рычага управления обеспечивает четыре режима работы. Например, для секции 4 при позиции рычага 9 "вперед" обеспечиваются поступление масла от насоса 1 через напорный канал 5 к гидромоторам 21, 22 через рабочие каналы 7, 8 и слив его через сливной канал 6 в бак 10. Благодаря этому колеса 13, 14 передней оси машины получают вращение, соответствующее движению машины вперед. При позиции рычага 9 в положении "торможение" рабочие каналы 7, 8 запираются, а напорный 5 и сливной 6 каналы соединяются между собой. Масло, поступающее в канал 5 нагнетания от насоса 1, переливается через сливной канал 6 обратно в бак 10. При позиции рычага 9 в положении "назад" работа аналогична положению "вперед" с той разницей, что масло в гидромоторы поступает в обратном направлении, благодаря чему колеса 13, 14 передней оси машины получают вращение, соответствующее движению назад. При позиции рычага 9 в положении "нейтрально" рабочие каналы 7, 8 соединяются между собой, а напорный канал 5 соединяется со сливным каналом 6. Масло к гидромоторам при этом не поступает, оно сливается от насоса обратно в бак 10. Рабочие полости гидромоторов 21, 22 сообщаются между собой, осуществляя свободное перетекание масла без нагнетания. Благодаря этому для машины реализуется движение накатом без воздействия на колеса 13, 14.

Аналогично осуществляется управление движением колес 15, 16 задней оси машины с помощью золотниковой секции 17 гидрораспределителя 3.

Поворот машины может осуществляться механическим воздействием на раму, соединенную с передней осью (средства для поворота не показаны).

Раздельное подключение гидромоторов передней и задней осей машины определяет возможность регулирования скорости движения в одном направлении машины в четыре ступени. На первой ступени рабочая жидкость нагнетается в рабочие полости гидромоторов передней оси, обеспечивая движение колес, а рабочие полости гидромоторов задней оси сообщаются между собой, обеспечивая движение колес в режиме наката. На второй ступени режим движения осуществляется для колес задней оси, а колеса передней оси движутся в режиме наката. На третьей ступени колеса обеих осей работают в режиме движения, а на четвертой ступени в режиме наката.

При одинаковых объемах рабочих полостей гидромоторов передней и задней осей величина скорости движения на первой и второй ступенях регулирования одинаковая. Различные рабочие объемы указанных гидромоторов для передней и задней осей обеспечивают различие скоростей движения на первой и второй ступенях регулирования, что расширяет диапазон регулируемых скоростей. Например, рабочие объемы гидромоторов для передней и задней осей могут относиться как 2:1.

Таким образом, в сравнении с известным решением введение блоков гидромоторов, предназначенных для непосредствен- ного соединения с колесами обеих ведущих осей, повышает эффективность гидропривода, определяет улучшение тягово-сцепных свойств самоходной машины и упрощает конструкцию, так как не требуется установки механической коробки передач и тормозного устройства. Выполнение гидрораспределителя двухсекционным и четырехпозиционным определяет возможность раздельного управления движением колес ведущих осей с различными скоростями и режимами ("вперед", "назад", "накат"), что улучшает эксплуатационные свойства гидропривода. Дополнительное их улучшение может быть связано с введением дополнительной третьей секции в гидрораспределитель, обеспечивающей возможность управления гидроцилиндром навесного оборудования.

Изобретение относится к гидрообъемным приводам транспортных средств и может быть использовано, например, в сельскохозяйственном машиностроении для минитракторов. Гидропривод самоходной машины содержит насос 1 с приводным двигателем 2, золотниковый односекционный трехпозиционный гидрораспределитель 3, рабочие каналы которого предназначены для подключения гидромотора, рычаг 9 управления скоростью и направлением движения и масляный бак 10. В гидропривод введены два блока 11,12 гидромоторов соответственно для передней и задней осей самоходной машины, гидрораспределитель 3 выполнен с дополнительной четырехпозиционной золотниковой секцией 17, основная секция 4 дополнена четвертой позицией, при этом рабочие каналы основной и дополнительной золотниковых секций гидрораспределителя соединены трубопроводами соответственно с блоками гидромоторов передней и задней осей самоходной машины. Непосредственное соединение блоков гидромоторов с ведущими колесами обеих ведущих осей упрощает конструкцию и повышает эффективность гидропривода, определяя повышение тягово-сцепных свойств машины. Выполнение гидрораспределителя с двумя четырехпозиционными секциями определяет возможность реализации для каждой из ведущих осей режимов движения вперед и назад, торможения и наката. Выполнение рабочих объемов гидромоторов передней и задней осей неравными и введение третьей четырехпозиционной золотниковой секции в гидрораспределитель определяют дополнительные возможности в управлении скоростью движения и положением гидроцилиндра навесного оборудования. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ГИДРОПРИВОД САМОХОДНОЙ МАШИНЫ, содержащий насос с приводным двигателем, гидрораспределитель с основной золотниковой секцией, напорным каналом, сливным каналом, первым и вторым рабочими каналами, предназначенными для подключения гидромотора,и с рычагом управления скоростью и направлением движения с возможностью его установки в позицию "Нейтрально", при которой соединяются между собой напорный и сливной каналы, позицию "Вперед", при которой первый рабочий канал соединяется с напорным каналом, а второй рабочий канал со сливным каналом, и позицию "Назад", при которой первый рабочий канал соединяется со сливным каналом, а второй с напорным каналом, и масляный бак, соединенный соответствующими трубопроводами со сливным каналом гидрораспределителя и с одной из рабочих полостей насоса, другая рабочая полость которого через соответствующий трубопровод соединена с напорным каналом гидрораспределителя, отличающийся тем, что в него введены два блока гидромоторов соответственно для передней и задней осей самоходной машины, механически соединенные с соответствующими колесами, рычаг управления основной золотниковой секции гидрораспределителя выполнен с возможностью его установки в дополнительную позицию "Торможение", при которой рабочие каналы запираются, а напорный и сливной каналы соединяются между собой, в позиции "Нейтрально" указанного рычага управления дополнительно соединяются между собой рабочие каналы, а гидрораспределитель выполнен с дополнительной золотниковой секцией с двумя рабочими каналами, напорным и сливным каналами, объединенными с одноименными каналами основной золотниковой секции, и рычагом управления скоростью и направлением движения с возможностью его установки в позиции "Нейтрально", "Вперед", "Торможение", "Назад", соответствующие одноименным позициям основной золотниковой секции гидрораспределителя по выполняемым функциям, при этом рабочие каналы основной и дополнительной золотниковых секций гидрораспределителя соединены трубопроводами соответственно с блоками гидромоторов передней и задней осей самоходной машины. 2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что каждый из блоков гидромоторов снабжен по одному гидромотору для каждого колеса самоходной машины. 3. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что каждый из блоков гидромоторов снабжен по N последовательно соединенных гидромоторов (N 2,3,) для каждого колеса самоходной машины. 4. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что каждый из блоков гидромоторов снабжен по N параллельно соединенных гидромоторов (N 2,3,) для каждого колеса самоходной машины. 5. Гидропривод по пп.1 4, отличающийся тем, что рабочие объемы гидромоторов для передней и задней осей выполнены неравными. 6. Гипропривод по п.1, отличающийся тем, что гидрораспределитель выполнен с второй дополнительной золотниковой секцией, напорный и сливной каналы которой объединены с одноименными каналами основной золотниковой секции и двумя рабочими каналами, предназначенными для подключения рабочих полостей исполнительного гидроцилиндра навесного оборудования, и с рычагом управления с возможностью его установки в позиции "Нейтрально", "Вперед", "Назад", "Торможение", соответствующие одноименным позициям рычага управления основной золотниковой секции по выполняемым функциям.