ЭЛЕКТРОННО-ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОТВАЛОМ БУЛЬДОЗЕРА Российский патент 1998 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к тракторостроению, в частности к бульдозерным агрегатам промышленных тракторов.

При работе промышленного трактора в агрегате с бульдозерным оборудованием при заглублении и выглублении отвала, а также в процессе бульдозирования, вследствие неоднородности разрабатываемого грунта, на отвал действуют приемные по величине и направлению усилия, вызывающие повышение давления рабочей жидкости в штоковой или поршневой полостях гидроцилиндра управления отвалом. При превышении давления определенного значения происходит отрыв от грунта передней или задней части машины, что приводит к ухудшению тяговых характеристик трактора и снижению точности управления отвалом бульдозера.

Стремление к улучшению тяговых характеристик трактора и повышению точности управления отвалом бульдозера путем предотвращения вывешивания передней или задней части машины ведет к применению гидравлической системы управления отвалом бульдозера.

Известна система, позволяющая повысить точность управления путем блокировки подвески, содержащая бульдозер, включающий гидроцилиндры блокировки подвески, каждый из которых шарнирно связан с рамой и тележкой бульдозера, гидроцилиндры управления отвалом и гидросистему с гидромагистралями. Гидросистема снабжена клапаном ИЛИ и дополнительным двухпозицонным распределителем, причем входы клапана ИЛИ подключены к полостям гидроцилиндров управления отвалом, а его выход соединен с входом и управляющей полостью дополнительного двухпозиционного распределителя, один выход которого связан через вентиль с управляющей полостью двухпозиционного распределителя блокировки, выполненного с гидроуправлением, а другой - со сливом (авт.св. 1451228 СССР, кл. E 05 F 9/22, 1987).

Однако эта система не обеспечивает возможности подбора значения давления рабочей жидкости, при котором происходит блокировка подвески, что отрицательно сказывается на возможности применения данной системы при разработке грунтов различных категорий.

В качестве ближайшего аналога принята гидравлическая система управления отвалом бульдозера, содержащая насос, основной гидрораспределитель, гидроцилиндр подъема отвала и дополнительный гидрораспределитель, сообщенный с обеими полостями гидроцииндра и со сливной магистралью, снабженная элементом ИЛИ, боковые каналы которого сообщены с соответствующими полостями гидроцилиндра. Дополнительный гидрораспределитель выполнен двухпозиционным с гидроуправлением, а его управляющая полость сообщена со средним каналом элемента ИЛИ и с каждой полостью гидроцилиндра посредством соответствующих последовательно установленных дросселя и обратного клапана, при этом основной гидрораспределитель соединен с полостями гидроцилиндра напрямую, и в одной из позиций дополнительного гидрораспределителя полости гидроцилиндра и сливная магистраль сообщены между собой, а в другой разобщены [1].

Однако и эта система не обеспечивает возможности подбора значения давления рабочей жидкости, при котором происходит сообщение поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра подъема отвала.

Изобретение решает задачу повышения точности управления за счет возможности оперативного подбора значения давления рабочей жидкости, при котором происходит сообщение поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра подъема отвала.

Это достигается тем, что система, содержащая насос, основной гидрораспределитель, гидроцилиндр подъема отвала и дополнительный гидрораспределитель, сообщенный с обеими полостями гидроцилиндра и со сливной магистралью, снабжена электронной схемой, содержащей электронные датчики давления, соединенные с аналого-цифровыми преобразователями, которые соединены со схемами сравнения, позволяющими задавать значение давления рабочей жидкости, выходы которых соединены через логический элемент ИЛИ с управляющим входом дополнительного гидрораспределителя, при котором последний выполнен двухпозиционным с электронным управлением.

Наличие электронной схемы позволяет задать любое, необходимое значение давления рабочей жидкости, при котором происходит сообщение поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра подъема отвала, соответствующее конкретному типу грунта, за счет присутствия в системе схем сравнения, позволяющих установить любое значение давления.

На чертеже показана схема предлагаемой системы.

Электронно-гидравлическая система управления состоит из последовательно соединенных бака 1, насоса 2, основного гидрораспределителя 3 управления отвалом, выходы которого основными гидролиниями 4, 5 связаны со штоковой 6 и поршневой 7 полостями гидроцилиндра 8 подъема отвала. На гидролиниях 4, 5 установлены электронные датчики давления 9, 10, к выходам которых последовательно подключены аналого-цифровые преобразователи 11, 12 и схемы сравнения 13, 14. Выходы схем сравнения подключены к входам логического элемента ИЛИ 15, выход которого подключен к управляющему входу дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя 16. Рабочая полость гидрораспределителя 16 подключена дополнительными гидролиниями 17, 18 к гидролиниям 4, 5. Сливная гидролиния 19 гидрораспределителя 16 подключена к сливной гидролинии гидрораспределителя 3.

Система работает следующим образом.

При заглублении отвала гидрораспределителем 3 по гидролиниям 4, 5 подается давление рабочей жидкости в поршневую полость 7 гидроцилиндра 8 управления отвалом. Величина давления регистрируется датчиком 9. Сигнал с датчика преобразованный аналого-цифровым преобразователем 11 поступает на вход схемы сравнения 13 и далее, через логические элемент ИЛИ 15 на управляющий вход дополнительного гидрораспределителя 16. От давления в гидроцилиндре 8 на отвал действует усилие, преодолевающее сопротивление грунта, а на машину действует сила, создающая опрокидывающий момент. Опрокидывающему моменту противодействует момент от массы машины.

При небольшом сопротивлении грунта, когда опрокидывающий момент меньше противодействующего момента от массы машины значение величины давления, регистрируемое датчиком 9 и поступающие на вход схем сравнения 13 с аналого-цифрового преобразователя 11, меньше значения, установленного в схеме сравнения 13. На выходе схемы сравнения 13 и на выходе логического элемента ИЛИ будет состояние "логический 0". Сигнал на управляющем входе гидрораспределителя 16 отсутствует и полости 6 и 7 разобщены между собой.

При увеличении сопротивления грунта увеличивается давление в поршневой полости 7 гидроцилинра 8, пропорционально которому увеличивается опрокидывающий момент.

Как только давление рабочей жидкости в полости 7 достигает значения, при котором опрокидывающий момент сравняется с противодействующим моментом от массы машины на выходе схем сравнения 13 и логического элемента ИЛИ 15 появится сигнал "логическая 1" и полости 6 и 7 будут сообщены, в результате давление в полости 7 снизится до величины, предотвращающей вывешивание передней части машины.

Работа системы при выглублении отвала, когда гидрораспределителем 3 давление рабочей жидкости подается в штоковую полость 6 гидроцилиндра, осуществляется аналогично работе при заглублении отвала.

При бульдозировании в положении гидрораспределителя 3 "Заперто", когда полости 6 и 7 гидроцилиндра 8 разобщены, на заглубленный отвал вследствие неоднородности разрабатываемого грунта действуют переменные по направлению и величине усилия, соответствующие его самозаглублению или самовыглублению. Пропорционально этим усилиям в поршневой 6 или штоковой 7 полостях гидроцилиндра 9 изменяется величина давления рабочей жидкости. Если величина давления в какой-либо из полостей гидроцилиндра меньше величины, установленной в соответствующей схеме сравнения, то дополнительный гидрораспределитель 16 будет находиться в положении, когда штоковая 6 и поршневая 7 полости будут разобщены. При увеличении давления схемы сравнения появится сигнал "логическая 1" и гидрораспределитель переключится в положение, сообщающее штоковые и поршневые полости гидроцилиндра между собой, тем самым предотвращая повышение давления выше значения, при котором возможен отрыв передней или задней части машины.

Связь гидрораспределителя 16 со сливной гидролинией 19 гидрораспределителя 3 исключает разрежения при перетекании жидкости из полости с меньшим объемом в полость с большим объемом за счет подпора сливной гидролинией, а также обеспечивает слив избытка жидкости при перетекании ее в полость с меньшим объемом из полости с большим объемом.

В результате этого исключается вызывающее буксование перераспределение эпюры давления по длине гусеничных двигателей машины.

При последующем снижении давления рабочей жидкости в гидроцилиндре и соответственно в установлении на выходе схем сравнения и логического элемента ИЛИ значения "логический 0" гидрораспределитель 16 переключится в положение, при котором штоковая и поршневая полости будут разобщены.

Преимуществом предлагаемой системы управления отвалом бульдозера являются возможность оперативной регулировки значения давления рабочей жидкости, при котором происходит устранение вывешивания, что позволяет использовать данную систему при разработке грунтов различных категорий.

Сущность изобретения: система управления отвалом бульдозера содержит насос, основной и дополнительный гидрораспределители, гидроцилиндр подъема отвала. Дополнительный гидрораспределитель сообщен с обеими полостями гидроцилиндра и сливной магистралью. Электронная схема включает электронные датчики давления, которые соединены с аналого-цифровым преобразователем, со схемами сравнения, которые соединены через элемент ИЛИ с управляющим входом дополнительного гидрораспределителя, при этом последний выполнен двухпозиционным и с электронным управлением. 1 ил.

Система управления отвалом бульдозера, включающая насос, основной гидрораспределитель, гидроцилиндр подъема отвала и дополнительный гидрораспределитель, сообщенный с обеими полостями гидроцилиндра и со сливной магистралью, отличающаяся тем, что система снабжена электронной схемой, содержащей электронные датчики давления, соединенные с аналого-цифровыми преобразователями, которые соединены со схемами сравнения, позволяющими задавать значение давления рабочей жидкости, выходы которых соединены через логический элемент ИЛИ с управляющим входом дополнительного гидрораспределителя, при этом последний выполнен двухпозиционным с электронным управлением.