ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПОТОКА ДЛЯ ГИДРООБЪЕМНОЙ ТРАНСМИССИИ Российский патент 1998 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к гидроприводам передвижения транспортных средств и может быть использовано в строительно-дорожном машиностроении.

Известна гидрообъемная трансмиссия транспортного средства, содержащая гидромотор - колеса с золотниками отключения гидромоторов, подключенные посредством гидролиний через реверсивный гидрораспределитель к гидронасосу, предохранительную и регулирующую гидроаппаратуру, а также ограничители расхода (а.с. 901083, кл. B 60 K 17/00, 1980).

Недостатком известной трансмиссии является сложность конструкции из-за большого числа комплектующих изделий, совокупность которых предназначена обеспечивать трансмиссии все необходимые в работе транспортного средства тягово-скоростные диапазоны.

Наиболее близким по технической сущность является ограничитель потока, содержащий в составе гидрообъемной трансмиссии расхода с установленными в их корпусах плунжера с пружиной, а также дополнительной пружины со стороны входа каждого ограничителя расхода между корпусом и плунжером [1].

Недостатком используемых в этой трансмиссии ограничителей расхода является сложность конструкции.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем упрощения конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в ограничителе потока для гидрообъемной трансмиссии, содержащем корпус с выходом и выходом, плунжер, пружины и управляющий механизм, в корпусе ограничителя между входом и выходом дополнительный канал, соединенный с выходом, при этом со стороны входа перед плунжером установлена дополнительная пружина, а управляющий механизм выполнен в виде установленного в корпусе регулировочного болта, опирающегося на основную пружину.

Известно, что кроме регулируемого насоса, гидромоторов, предохранительной и вспомогательной аппаратуры, любая гидрообъемная трансмиссия строительно-дорожных машин содержит, как правило, ряд специальных устройств. В их числе двигатели потока изделия для выключения делителей, обратные клапаны, большое количество многоходовых гидрораспределителей различного предназначения (а.с. 146696, кл. B 60 K 17/10).

В общем случае именно эти устройства гидрообъемной трансмиссии позволяют обеспечить различные потребные тягово-скоростные режимы транспортного средства. В частности, делители потока позволяют иметь режимы с блокированной дифференциальной связью колесных или гусеничных движителей транспортного средства, а упомянутые изделия для выключения делителей обеспечивают режим движения с дифференциальной связью между движителями. И поскольку доминирующим в эксплуатации требованиям к строительно-дорожным машинам являются сохранение максимально возможных тяговых качеств ее в рабочих режимах, постольку разработчики таких машин должны эффективно разрешать задачу по ликвидации или ограничению в необходимых пределах буксование движителей. Решение этой задачи упрощается в случае применения в гидрообъемной трансмиссии предлагаемого ограничителя потока, например, в количестве по числу колесных движителей. Предлагаемый ограничитель потока позволяет достигать технического результата, аналогичного со случаем использования в трансмиссии специальных устройств, причем простейшими техническими средствами, так как сам ограничить расхода достаточно конструктивно-технологически прост и абсолютно надежен в работе, многофункционален из-за выполнения с возможностью обеспечивать и переключать следующие режимы:
1. ограничение потока от входа к выходу;
2. свободно, без сопротивления прохождения потока от входа к выходу и наоборот;
3. свободно, но с определенным сопротивлением потоку от выхода к выходу;
4. перекрывания потока от входа и выходу и наоборот (вентильный режим);
5. регулирование величины ограничения потока.

Кроме того, гидрообъемная трансмиссия некоторых машин на базе ограничителей потока позволит работать со сравнительно более низкими энергозатратами в эксплуатации.

Достигаются все эти режимы совокупностью совместно используемых перечисленных в формуле изобретения отличается признаков.

Таким образом, будучи примененным на транспортном средстве, предлагаемый ограничитель потока (в отличие от известных выпускаемых в различных отраслях промышленности ограничителей расхода) позволит обеспечить практически все потребные в эксплуатации тягово-скоростные режимы без расширения номенклатуры и количества комплектующих изделий в гидрообъемной трансмиссии.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого ограничителя расхода; на фиг. 2 - вариант принципиальной схемы гидрообъемной трансмиссии на базе ограничителя расхода.

Ограничитель расхода содержит корпус 1 с выходом 2 в вертном штуцере 3 и выходом 4 с регулировочным отверстием 5, плунжер 6 с отверстием 7, пружину 8, установочный болт 9 с направляющей втулкой 10, а также дополнительную пружину 11, разделительные пальцы 12 и уплотнение болта 13. В дополнение к этому в корпусе 1 выполнены дополнительный вывод 14, объединенный с выходом 4 каналом 15. Со стороны, противоположной входу, корпус 1 закрыт легкосъемной крышкой 16.

На фиг. 2 скомпанован вариант схемы трансмиссии с применением предлагаемого ограничителя для иллюстрации эксплуатационно-технологических возможностей. В этом случае гидрообъемная трансмиссия содержит регулируемый насос 17 с обязательным для любой гидрообъемной трансмиссии блоком подпиточно-защитной гидроаппаратуры 18, гидромоторы 19-22 и ограничители потока 23-26 с ключом 27 настройки режимов. Гидромоторы соединены муфтами сцепления 28-31 с колесными редукторами (не показаны).

Принцип действия ограничителя потока состоит в том, что он путем автоматического регулирования потери напора на дроссельном расходомерном отверстии 7 обеспечивает постоянный расход жидкости вне зависимости от колебания разности давления в подводящей и отводящей гидролиниях. Жидкость от насоса 17 поступает к входу 2 ограничителя и далее отверстие 7 в подвижном плунжере 6 и регулировочное отверстие 5 в корпусе 1 направляется к выходу 4, соединенному с одним из гидромоторов 19-22. Плунжер 6 нагружен пружиной 8, усилие которой уравновешивается перепадом давления, создаваемым сопротивлением отверстия 7 и более слабой дополнительной пружиной 11. Если поток жидкости увеличится, то увеличится и перепад давления, в результате плунжер 6 переместится вправо и частично перекроет отверстие 5, уменьшая расход. Ограничитель обеспечивает практически стабильный заданный установочный болтом 9 поток независимо от давления на выходе 4 с ошибкой, не превышающей обычно 1%.

Применительно к транспортным средствам типа строительно-дорожных машин целесообразно, с точки зрения минимизации энергозатрат, продления срока службы насоса, гидромоторов и избежания резкого падения тяги, иметь всегда дифференциальную связь между гидромоторами и лишь при падении тяги в случае избыточного буксирования (более 30%) какого-либо колеса вводить ограниченно-дифференциальную связь, что практически и делает правильно рассчитанный и отрегулированный ограничитель потока.

Для большинства машин при работе на грунтах без снижения тягово-динамических качеств коэффициент буксования колес находится в диапазоне 20-30%, что и должно быть положено в основу расчета ограничителей потока для гидрообъемной трансмиссии.

С целью оценки функциональных возможностей предлагаемого ограничителя потока и гидрообъемной трансмиссии рассмотрим характерные режимы работы ее, задаваемые установочным болтом 9. Настройка каждого режима производится его регулированием по размерам H отстояния торца T этого болта до плоскости OO торца корпуса 1 (фиг. 1).

В представленном на фиг. 1 положении, когда торец T установочного болта 9 отстойки OO на расстоянии H_о-H_к, ограничитель потока будет работать в основном режиме классического ограничителя расхода, при этом каждому вновь установленному усилию сжатия пружины 8 (в пределах размеров H_о-H_к соответствует определенный предельный расход рабочей жидкости O_пред.

Таким образом, устанавливая (регулировкой с помощью ключа настройки 27) расположение торца T установочного болта 9 в диапазоне размеров от H_о до H_к, можно получать меньшие или большие значения предельных расходов O_пред. Это позволит иметь более высокие тягово-динамические качества машин на различных скоростях передвижения в рабочем режиме, т.е. при различных значениях производительности насоса 17. При этом при значениях расхода через ограничитель потока от нуля до O_пред - в контуре циркуляции гидрообъемной трансмиссии сохраняется дифференциальная связь между входами всех ограничителей потока и выходами к гидромоторами 19-22 колесных движителей.

Описанный основной режим настройки ограничителя потока позволяет также выполнять еще одну функцию - движение машины задним ходом. Обусловлено это возможностью прохождения потока жидкости через ограничитель от выхода 4 к входу 2 через отверстие 7.

Еще один режим, движение машины на транспортных скоростях, будет получен в случае расположения установочного болта 9 по размеру H_в. При этом пружина 8 будет находиться в положении, близком к практически свободному (без сжатия) состоянию, и уравновешена дополнительной пружиной 11, а отверстие 5 и 14 будут перекрыты телом плунжера 6 и гидравлически не соединены с выходом 2. Эта установка будет соответствовать запертому положению выхода 4, т.е. ограничитель потока выполнит функцию вентиля. Последовательным отсоединением колесных движителей муфтами 31, 30 и 29 от гидромоторов и выключением ограничителей потока 26, 25 и 24 можно в несколько раз повышать скорость движения машины в транспортных режимах, получая 1-ю, 2-ю и 3-ю транспортные скорости передвижения.

Режим свободного без дополнительных гидравлических сопротивлений потоку жидкости будет получен при установке болта 9 по замеру H_д. При этом пружины 8 и 11 будут в свободном (не отжатом) состоянии, отверстие 5 перекрыто смещенным вправо плунжером 6, а вход 32 будет напрямую соединен с отверстием 14. Этот режим движения машин, обеспечиваемый гидрообъемной трансмиссией на базе предлагаемого ограничителя потока, наиболее экономичен в эксплуатации.

Причем существует множество вариантов достижения рациональных транспортно-скоростных диапазонов передвижения машины, например, для трансмиссии по фиг. 2 настройку ограничителей потока 23 и 24 (к задним колесам) на режим свободного, без дополнительных гидравлических сопротивлений потоку жидкости, а ограничители потока 25 и 26 выключить (вентильный эффект) с отсоединением муфтами 30 и 31 гидромоторов 21 и 22.

Использовано: в гидроприводах передвижения транспортных средств и может быть использовано в строительно-дорожном машиностроении. Сущность: ограничитель потока для гидрообъемной трансмиссии содержит корпус 1 с входом 2 и выходом 4, плунжер 6, пружины 8 и управляющий механизм. В корпусе 1 ограничителя между входом 2 и выходом 3 выполнен дополнительный клапан 14, соединенный с выходом 4. Со стороны входа 2 перед плунжером 6 установлена дополнительная пружина 11. Управляющий механизм выполнен в виде установленного в корпусе 1 регулировочного болта 9, опирающегося на основную пружину 8. 2 ил.

Ограничитель потока для гидрообъемной трансмиссии, содержащий корпус с входом и выходом, подпружиненный плунжер со стороны управляющего механизма основной пружиной и с другой стороны, со стороны входа, с опорой на корпус - дополнительной пружиной, отличающийся тем, что в корпусе ограничителя между входом и выходом выполнен дополнительный канал, сообщенный с выходом, а управляющий механизм выполнен в виде установленного в корпусе регулировочного болта, подпирающего основную пружину.