НАСОСНЫЙ ГИДРОПРИВОД Российский патент 1999 года по МПК F15B9/07 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в системах управления строительно-дорожных машин, речного транспорта, летательных аппаратов и др.

Известен насосный гидропривод, содержащий в общем блоке цилиндров насосы, связанные между собой гидролиниями, исполнительный гидродвигатель, гидробак, электрогидроусилитель типа "сопло - заслонка", состоящий из электромеханического преобразователя, постоянных дросселей, сопел и золотникового гидрораспределителя, снабженного рабочими окнами и подторцовыми камерами управления (SU 718633 A (Чупраков Ю.И. и др.), 28.02.80).

Недостатками известного насосного гидропривода являются наличие отдельной насосной станции и недостаточное обеспечение отвода тепла из зоны наибольшего тепловыделения, что приводит к снижению надежности гидропривода и повышению себестоимости его изготовления.

Задачей изобретения является повышение надежности гидропривода и снижение себестоимости его изготовления.

Указанная задача решается тем, что насосный гидропривод, содержащий в общем блоке цилиндров насосы, связанные между собой гидролиниями, исполнительный гидродвигатель, гидробак, электрогидроусилитель типа "сопло - заслонка", состоящий из электромеханического преобразователя, постоянных дросселей, сопел и золотникового гидрораспределителя, снабженного рабочими окнами и подторцовыми камерами управления, снабжен вытеснительным устройством поршневого типа, снабженным камерой управления, насосы выполнены аксиально-плунжерными с клапанно-щелевым распределением высокого давления с регулятором производительности, выполненным в виде подпружиненного поршня, и низкого давления постоянной производительности, напорная гидролиния насоса высокого давления соединена с рабочими окнами золотникового гидрораспределителя, гидролиния всасывания насоса высокого давления выполнена в виде расточки в блоке цилиндров, в котором установлен регулятор производительности, снабженный рабочими окнами, выполненными в форме трапеций, большие основания которых обращены в сторону закрытия окон, напорная гидролиния насоса низкого давления соединена с камерой управления вытеснительного устройства и, через постоянные дроссели, с подторцевыми камерами управления золотникового гидрораспределителя и соплами, а гидролиния всасывания насоса низкого давления выполнена в виде кольцевой проточки, расположенной на поверхности блока цилиндров, вокруг зоны наибольшего тепловыделения гидропривода.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлена его общая схема;
на фиг. 2 - разрез по А-А;
на фиг. 3 - нагрузочные характеристики насосов высокого и низкого давлений.

Насосный гидропривод содержит исполнительный гидродвигатель 1, размещенные в общем блоке цилиндров 2 аксиально-плунжерный насос высокого давления 3, соединенный напорной гидролинией 4 с рабочими окнами 5 гидрораспределителя 6, а гидролинией всасывания 7, выполненной в виде расточки 8 с расположенным в ней регулятором производительности 10, подпружиненным пружиной 9 и снабженным рабочими окнами 11, соединенной с гидробаком 12, содержащим вытеснительное устройство 13, а также насос низкого давления 14, соединенный напорной гидролинией 15 с камерой управления 16 вытеснительного устройства, и через постоянные дроссели 17 - с подторцовыми камерами управления 18 золотникового гидрораспределителя 6 и соплами 20, а гидролинией всасывания 21 с кольцевой проточкой 22, выполненной на блоке цилиндров 2, электромеханический преобразователь 23, предохранительный клапан высокого давления 24, предохранительный клапан низкого давления 25 и заправочный штуцер 26.

При пуске приводного вала гидропривода установленная на нем наклонная шайба 27 совершает вращательное движение, в результате чего контактирующие с ней плунжеры насосов высокого и низкого давления совершают возвратно-поступательное перемещение, при этом насос высокого давления, при отсутствии управляющего сигнала в электромеханическом преобразователе и нейтральном положении гидрораспределителя, находится в режиме практически нулевой производительности при максимальном рабочем давлении (точка P₂ на нагрузочной характеристике, фиг. 3), а насос низкого давления, запитывая камеру управления вытеснительного устройства и сопла электрогидроусилителя, обеспечивает постоянное давление рабочей жидкости в гидробаке и в гидроусилителе (точка P₃ на нагрузочной характеристике, фиг. 3) независимо от режимов работы гидропривода, при этом всасываемый насосом низкого давления поток рабочей жидкости поступает из гидробака 12 по гидролинии 21 в проточку 22, расположенную вокруг зоны наибольшего тепловыделения, через радиальные отверстия 28 в плунжерах и нагнетательные клапаны 29, обеспечивая тем самым эвакуацию тепла из вышеуказанной зоны, и создает благоприятный температурный режим работы насоса высокого давления.

Команда, поступающая в электромеханический преобразователь в виде электрического сигнала управления, преобразуется в перемещение золотникового гидрораспределителя, обеспечивая соединение одной из полостей гидродвигателя с гидролинией напора насоса высокого давления, а другой полости - с гидробаком, при этом всасываемый насосом высокого давления поток рабочей жидкости из гидробака 12 по гидролинии всасывания 7 через отверстие 30 и рабочие окна 11 регулятора производительности, расточку 8, радиальные отверстия 31 в плунжерах и нагнетательные клапаны 32 поступает в гидролинию напора 4.

Перенастройка насоса высокого давления на любой режим происходит автоматически, при этом максимальному сигналу управления соответствует максимальное перемещение золотника гидрораспределителя и минимальное давление в гидролинии напора насоса высокого давления (точка P₁ на нагрузочной характеристике, фиг. 3), соответственно максимальное открытие рабочих окон регулятора производительности и максимальная производительность насоса, а минимальному сигналу управления соответствует минимальное перемещение золотника гидрораспределителя, максимальное (тормозное) давление в гидролинии напора насоса высокого давления (точка P₂ на нагрузочной характеристике, фиг.3), соответственно минимальное открытие рабочих окон регулятора производительности и практически нулевую производительность насоса. Промежуточным значениям сигнала управления соответствуют промежуточные значения давления и производительности насоса, при этом трапецеидальная форма рабочих окон регулятора производительности позволяет деформировать нагрузочную характеристику до оптимальных значений производительности и давления, обеспечивая тем самым не только значительное снижение потребляемой мощности при работе, величина которой графически изображена в виде заштрихованной площадки П₁ на фиг. 3, но и облегчая запуск приводного вала. Гидравлическая запитка сопел и рабочих окон гидрораспределителя от разных источников гидравлической энергии, в соответствии с предлагаемой схемой, позволяет также значительно снизить потребляемую гидроприводом мощность, величина которой графически изображена в виде заштрихованной площадки П₂, фиг. 3, обеспечивая при этом постоянство давлений питания гидроусилителя и в гидробаке, а также улучшая температурный режим работы гидропривода и его надежность.

Результаты многочисленных исследований насосных гидроприводов, выполненных в соответствии с предлагаемой схемой, и эксплуатируемых при оборотах приводного вала до 16 000 об/мин и рабочих давлениях до 280 кг/см², подтвердили снижение потребляемой мощности на 20 - 25%, снижение трудоемкости изготовления на 10 - 12%, снижение массы гидропривода на 8 - 10%, повышение надежности работы.

Гидропривод предназначен для использования в системах управления строительно-дорожных машин, речного транспорта, летательных аппаратов и др. Напорная гидролиния насоса высокого давления соединена с рабочими окнами золотникового гидрораспределителя, а гидролиния всасывания насоса высокого давления выполнена в виде расточки в блоке цилиндров, в которой установлен регулятор производительности, снабженный рабочими окнами, выполненными в форме трапеций, большие основания которых обращены в сторону закрытия окон, напорная гидролиния насоса низкого давления соединена с камерой управления вытеснительного устройства и через постоянные дроссели - с подторцевыми камерами управления золотникового гидрораспределителя и соплами, а гидролиния всасывания насоса низкого давления выполнена в виде кольцевой проточки, расположенной на наружной поверхности блока цилиндров, вокруг зоны наибольшего тепловыделения гидропривода. Технический результат - повышение надежности. 3 ил.

Насосный гидропривод, содержащий в общем блоке цилиндров насосы, связанные между собой гидролиниями, исполнительный гидродвигатель, гидробак, электрогидроусилитель типа "сопло - заслонка", состоящий из электромеханического преобразователя, постоянных дросселей, сопел и золотникового гидрораспределителя, снабженного рабочими окнами и подторцовыми камерами управления, отличающийся тем, что он снабжен вытеснительным устройством поршневого типа, снабженным камерой управления, насосы выполнены аксиально-плунжерными с клапанно-щелевым распределением высокого давления с регулятором производительности, выполненным в виде подпружиненного поршня, и низкого давления постоянной производительности, напорная гидролиния насоса высокого давления соединена с рабочими окнами золотникового гидрораспределителя, гидролиния всасывания насоса высокого давления выполнена в виде расточки в блоке цилиндров, в котором установлен регулятор производительности, снабженный рабочими окнами, выполненными в форме трапеций, большие основания которых обращены в сторону закрытия окон, напорная гидролиния насоса низкого давления соединена с камерой управления вытеснительного устройства и через постоянные дроссели - с подторцевыми камерами управления золотникового гидрораспределителя и соплами, а гидролиния всасывания насоса низкого давления выполнена в виде кольцевой проточки, расположенной на наружной поверхности блока цилиндров вокруг зоны наибольшего тепловыделения гидропривода.