ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА ТРАКТОРА Российский патент 2004 года по МПК A01B63/10 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к тракторным гидравлическим системам, предназначенным для управления внешними по отношению к трактору потребителям гидравлической энергии и для автоматического управления навесными устройствами трактора.

Известны гидравлические системы для навесного устройства трактора, включающие присоединенный магистралями к насосу и баку секционный золотниковый распределитель. Каждый из золотников секционного распределителя охвачен по краям общим дугообразным сливным каналом, а в своей средней части входным и выходным напорными каналами, соединяемыми в нейтральной позиции золотником между собой. По обе стороны от входного и выходного каналов расположены каналы к внешнему по отношению к трактору потребителю гидравлической энергии. Выходной напорный канал первого золотника является входным для второго золотника и так далее до последнего. К выходному напорному каналу последнего золотника распределителя присоединен магистралью регулятор положения навесного устройства. Таким образом, все золотники распределителя и регулятор положения навесного устройства оказываются присоединенными к насосу последовательно. В регуляторе положения навесного устройства для обеспечения его работы установлен перепускной клапан, управляемый золотником регулятора [1].

При данной схеме соединения названных агрегатов неизбежны относительно высокие потери гидравлической энергии на прохождение рабочей жидкости через магистраль, связывающую распределитель с регулятором положения навесного устройства, в котором происходит разгрузка насоса за счет того, что перепускной клапан направляет рабочую жидкость в бак. Однако при данной схеме подключения используется прогрессивная конструкция гидрораспределителя.

Известны также гидравлические системы, состоящие из параллельно присоединенных магистралями к насосу и баку моноблочного, то есть изготовленного в одном корпусе золотникового распределителя и регулятора положения навесного устройства. К каждому золотнику распределителя подведен общий входной канал, запираемый им в нейтральной позиции. Разгрузка насоса осуществляется с помощью дистанционного перепускного клапана, установленного между входным и сливным каналами в распределителе. Управляющая полость перепускного клапана в нейтральной позиции соединена управляющим каналом, последовательно пересекающим золотники распределителя, с управляющей магистралью, которая, в свою очередь, соединена посредством управляющего канала регулятора, образованного проточками в золотниковой гильзе и на золотнике, со сливной магистралью. Так как регулятор положения навесного устройства присоединен к насосу параллельно распределителю, то для того чтобы при включении распределителя высокое давление не вызывало нежелательное перемещение навесного устройства, в регуляторе установлен приоритетный клапан, своей управляющей полостью связанный с управляющим каналом регулятора положения навесного устройства [2].

К недостаткам описанной гидросистемы относится таким образом, то что в этой гидравлической системе распределитель и регулятор присоединены к насосу параллельно, поэтому использование в ней распределителя, применяемого в первой описанной гидросистеме с последовательным подсоединением, невозможно из-за того, что в регуляторе положения навесного устройства отсутствует перепускной клапан. Кроме того, в связи с тем, что конструкция распределителя моноблочная, количество золотников не может произвольно изменяться в соответствии с технологическими требованиями по управлению внешними по отношению к трактору потребителями гидравлической энергии - гидрофицированными машинами и орудиями, как это решается при использовании секционных распределителей путем изменения количества распределительных секций, то есть добавлением функций, выполняемых гидравлической системой.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание унифицированной гидравлической системы с расширенными функциональными возможностями, с регулятором положения навесного устройства и с использованием секционного золотникового распределителя.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в гидравлической системе навесного устройства трактора, состоящей из насоса, бака, присоединенного к ним гидравлическими магистралями гидравлического золотникового распределителя с, по меньшей мере, одной распределительной рабочей секцией, в которой имеются входной и выходной напорные каналы, соединяемые между собой в нейтральной позиции золотника, каналы подвода и отвода рабочей жидкости к потребителю, охватываемые дугообразным сливным каналом, и регулятора положения навесного устройства, содержащего приоритетный клапан и задающую золотниковую гильзу с расположенным внутри нее золотником обратной связи с навесным устройством, при этом задающая золотниковая гильза и золотник обратной связи имеют проточки, образующие канал управления для приоритетного клапана и управляемого перепускного клапана, установленного в гидравлическом золотниковом распределителе между выходным напорным каналом последней по ходу движения рабочей жидкости распределительной рабочей секции и ее сливным каналом, а полость управления перепускного клапана соединена с выходным каналом посредством выполненных в этом клапане основного и через обратный клапан дополнительного жиклеров.

Основной жиклер выполнен диаметром 1,0-2,2 мм, дополнительный жиклер диаметром 0,6-1,5 мм, а обратный клапан настроен на давление открытия 1-3,5 МПа.

Кроме того, регулятор положения навесного устройства присоединен к выходному каналу последней по ходу движения рабочей жидкости распределительной рабочей секции гидравлического управляемого золотникового распределителя.

В этом случае отпадает необходимость в приоритетном клапане регулятора положения навесного устройства.

На фиг.1 показана гидравлическая система навесного устройства трактора с параллельным присоединением гидравлического однозолотникового распределителя и регулятора к насосу.

На фиг.2 - гидравлическая система навесного устройства трактора с последовательным присоединением гидравлического однозолотникового распределителя и регулятора к насосу.

Гидравлическая система навесного устройства трактора состоит из насоса 1 (фиг.1), бака 2, гидравлического золотникового распределителя 3, регулятора положения навесного устройства 4 и гидроцилиндра 5 навесного устройства. Гидравлический золотниковый распределитель 3, в свою очередь, состоит из соединенных в одно целое передней крышки 6, одной или нескольких одинаковых распределительных рабочих секций 7 (на фиг.1 и 2 показана только одна секция) и задней крышки 8.

В передней крышке 6 расположены нагнетательный канал 9 и сливной канал 10, между которыми установлен предохранительный клапан 11.

В распределительной рабочей секции 7 распределителя 3 расположен управляемый вручную или гидравлически золотник 12, к которому подведены со стороны задней крышки 8 выходной напорный канал 13, со стороны передней крышки 6-подковообразный, охватывающий выходной канал 13 входной напорный канал 14, также каналы 15 и 16, предназначенные для присоединения к ним внешних по отношению к трактору потребителей гидравлической энергии, и дугообразный сливной канал 17. На поверхности золотника 12 выполнены проточка 18, при нейтральной позиции золотника 12 соединяющая входной напорный канал 14 с выходным напорным каналом 13, и проточки 19 и 20.

В задней крышке 8 расположены выходной канал 21 с заглушкой 22, соединенный с выходным напорным каналом 13 распределительной рабочей секции 7, и сливной канал 23. Между ними размещен перепускной клапан 24 с полостью управления 25, соединенной с выходным каналом 21 основным жиклером 26 и через обратный клапан 27 дополнительным жиклером 28. Основной жиклер 26 выполнен диаметром 1,0-2,2 мм, дополнительный жиклер - диаметром 0,6-1,5 мм, а обратный клапан настроен на давление открытия 1,0-3,5 МПа.

Нагнетательный канал 9 передней крышки 6 соединен с входным напорным каналом 14 распределительной рабочей секции 7 и нагнетательной магистралью 29 с насосом 1. Сливной канал 10 передней крышки 6 соединен через дугообразный сливной канал 17 рабочей секции 7 со сливным каналом 23 задней крышки 8 и сливной магистралью 30 с баком 2.

Регулятор положения навесного устройства 4 содержит управляемую вручную задающую гильзу 31, внутри которой установлен золотник обратной связи 32, тягой 33 соединенный с каким-либо подвижным элементом навесного устройства, например поворотным рычагом навесного устройства трактора. Входной канал 34 регулятора 4, соединенный с нагнетательной магистралью 29 насоса 1 через дроссель 35, подведен к приоритетному клапану 36, соединенному через обратный клапан 37 с цилиндровым каналом 38 и далее магистралью 39 с гидроцилиндром 5 навесного устройства.

На внутренней поверхности задающей гильзы 31 выполнены проточки 40 и 41, соответственно гидравлически соединенные с каналом управления 42 приоритетного клапана 36 и с цилиндровым каналом 38. Канал управления 42 регулятора 4 соединен с цилиндровым каналом 38 уравновешивающим обратным клапаном 43 и магистралью управления 44 с полостью управления 25 перепускного клапана 24 в задней крышке 8 распределителя 3.

Золотник обратной связи 32 снабжен проточками 45 и 46, соединенными со сливной магистралью 30. В нейтральной позиции золотника обратной связи 32 проточка 45 соединена с проточкой 40, а проточка 46 отсоединена телом золотника обратной связи 32 от проточки 41.

Использование в гидросистеме навесного устройства трактора предлагаемого секционного распределителя 3 позволяет подключать регулятор положения навесного устройства 4 к насосу 1 не только параллельно, как это описано выше, но и последовательно, т.е. после секционного распределителя 3.

Это осуществляется следующим образом.

Входной канал 34 регулятора положения навесного устройства 4 отсоединяется от нагнетательной магистрали 29 насоса 1 и присоединяется после предварительного удаления заглушки 22 к выходному каналу 21 задней крышки 8 гидравлического золотникового распределителя 3 посредством магистрали 47 (фиг.2). При этом отпадает необходимость в приоритетном клапане 36 регулятора положения навесного устройства 4, который может быть просто удален.

Такая конструкция секционного распределителя позволяет использовать его на тракторах с различными конструкциями гидросистем, т.е. подключать его как последовательно, так и параллельно.

Работает гидравлическая система следующим образом.

В нейтральной позиции всех золотников гидравлической системы рабочая жидкость от насоса 1 поступает по нагнетательной магистрали 29 в нагнетательный канал 9 передней крышки 6 распределителя 3 и соответственно во входной напорный канал 14 распределительной рабочей секции 7. Далее рабочая жидкость через проточку 18 золотника 12, выходной напорный канал 13 распределительной рабочей секции 7 попадает в выходной канал 21 задней крышки 8 и в связи с тем, что в полости управления 25 перепускного клапана 24 отсутствует давление из-за того, что она через магистраль управления 44, канал управления 42, проточки 45 и 40 и сливную магистраль 30 соединена с баком 2, открывает перепускной клапан 24 и по сливной магистрали 30 направляется в бак 2.

При перемещении золотника обратной связи 32 регулятора 4 вправо на какую-то определенную величину проточка 46 золотника обратной связи 32 соединяется с проточкой 41 задающей гильзы 31, пропуская рабочую жидкость из цилиндрового канала 38 и из гидроцилиндра 5 в сливную магистраль 30. Происходит опускание навесного устройства, которое продолжается до тех пор, пока оно посредством тяги 33 не сдвинет золотник 32 влево до момента разъединения проточек 46 и 41.

При перемещении золотника обратной связи 32 влево запирается проточка 45, при этом прерывается связь канала управления 42 со сливной магистралью 30. Через основной жиклер 26 давление в полости управления 25 перепускного клапана 24 выравнивается с давлением в выходном канале 21, и перепускной клапан 24 закрывается, прерывая выход рабочей жидкости в сливную магистраль 30. Давление рабочей жидкости, нагнетаемой насосом 1, повышается. Одновременно с ним повышается давление в магистрали управления 44, при этом открывается приоритетный клапан 36, и рабочая жидкость по нагнетательной магистрали 29, входному каналу 34 регулятора 4, через дроссель 35, приоритетный клапан 36, обратный клапан 37, цилиндровый канал 38 и магистраль 39 поступает в гидроцилиндр 5 навесного устройства. Происходит подъем навесного устройства до тех пор, пока приведенный в движение (в левую сторону) с помощью тяги 33 золотник 32 не сообщит между собой проточки 45 и 40.

При последующих перемещениях задающей золотниковой гильзы 31 в ту или иную сторону навесное устройство будет занимать другое по отношению к предыдущему положение. Таким образом, определенному положению задающей золотниковой гильзы 31 соответствует также определенное положение навесного устройства.

Так как при подъеме навесного устройства магистраль управления 44 через уравновешивающий обратный клапан 43 соединена с гидроцилиндром 5, то давление в полости управления 25 перепускного клапана 24 оказывается равным давлению в гидроцилиндре 5. При прикрывании дросселя 35 давление перед ним, то есть на насосе 1 и в выходном напорном канале 13 задней крышки 8 будет повышаться, приоткрывая перепускной клапан 24 и пропуская часть рабочей жидкости в бак 2. Так осуществляется регулирование скорости подъема навесного устройства на давлении, равном давлению, создаваемому в гидроцилиндре 5 массой навешенного на навесное устройство сельскохозяйственного орудия.

В конце подъема, когда проточка 45 начинает соединяться с проточкой 40, сообщая полость управления 25 перепускного клапана 24 с баком 2, в полости управления 25 понижается давление. Перепускной клапан 24 под действием давления в нагнетательной магистрали 29 приоткрывается, снижая это давление. Если оно выравняется с давлением в гидроцилиндре 5, необходимым для поднимания груза на навесном устройстве, то наступит равновесное состояние, при котором насос 1 останется включенным, то есть будет находиться под давлением, создаваемым сельскохозяйственным орудием, в так называемом состоянии зависания.

Для исключения такого состояния служит обратный клапан 27 в перепускном клапане 24. Он открывается, когда перепад давлений в выходном канале 21 и полости управления 25 достигает определенной величины и подает в последнюю дополнительную порцию рабочей жидкости, повысив давление в ней и соответственно на насосе. Благодаря этому навесное устройство проходит дополнительный путь, минуя состояние зависания, до момента гарантированного открытия проточки 45. Дополнительный жиклер 28 ограничивает поток рабочей жидкости, проходящей через обратный клапан 27.

Обратные клапаны 37 и 43 не позволяют рабочей жидкости вытекать из гидроцилиндра 5 в тех случаях, когда давление рабочей жидкости в насосе 1 оказывается ниже давления, создаваемого навесным устройством.

При перемещении золотника 12 в распределительной рабочей секции 7 вправо проточка 18 закрывается, входной напорный канал 14 отсоединяется от выходного напорного канала 13 и проточкой 20 соединяется с каналом 16, а сливной канал 17 соединяется с каналом 15. Рабочая жидкость от насоса 1 по нагнетательной магистрали 29, нагнетательному каналу 9 передней крышки 6, входному напорному каналу 14 распределительной рабочей секции 7, проточке 20, каналу 16 направляется к потребителю, например гидромотору, возвращаясь из него по каналу 15, проточке 19, сливным каналам 17 и 10, сливной магистрали 30 в бак 2. При перемещении золотника 12 влево также закрывается проточка 18, входной напорный канал 14 соединяется уже проточкой 19 с каналом 15, а дугообразный сливной канал 17 проточкой 20 - с каналом 16. Рабочая жидкость от насоса 1 теперь направляется к потребителю по каналу 15, возвращаясь из него по каналу 16.

Так как выходной напорный канал 13 распределительной рабочей секции 7 при перемещении вправо или влево перекрывается от насоса 1, то в нем и одновременно в магистрали управления 44 отсутствует давление, а следовательно, приоритетный клапан 36 остается в закрытом положении, не пропуская рабочую жидкость из нагнетательной магистрали 29 в гидроцилиндр 5. Таким образом осуществляется приоритет распределителя 3 перед регулятором 4.

Необходимость в приоритетном клапане 36 отпадает, если входной канал 34 регулятора 4 отсоединить от нагнетательной магистрали 29 насоса 1 и присоединить к выходному каналу 21 задней крышки 8 распределителя 3 магистралью 47, удалив заглушку 22 (фиг.2). В этом случае при переводе золотника 12 распределителя 3 из нейтрального положения влево или вправо выходной напорный канал 13 обесточивается, и рабочая жидкость не поступает во входной канал 34 регулятора 4, за счет чего обеспечивается приоритет распределителя 3 перед регулятором 4. Т.о. одинаковые по конструкции секционные распределители могут быть использованы в гидросистемах как с последовательным, так и с параллельным подключением.

Источники информации

1. Журнал "Revue technique" №97, 1994, с.38-40, 54.

2. Авторское свидетельство СССР №662035, М. кл². А 01 В 63/10, опубликовано 15.05.1977, бюллетень №18.

Гидравлическая система состоит из присоединенных гидравлическими магистралями к насосу и баку гидравлического управляемого золотникового распределителя с, по меньшей мере, одной распределительной рабочей секцией. В распределительной рабочей секции имеются входной и выходной напорные каналы, соединяемые между собой в нейтральной позиции золотника, каналы подвода и отвода рабочей жидкости к потребителю, охватываемые дугообразным сливным каналом. Гидравлическая система включает также регулятор положения навесного устройства, содержащий приоритетный клапан и задающую золотниковую гильзу с расположенным внутри нее золотником обратной связи с навесным устройством. Задающая гильза и золотник обратной связи имеют проточки, образующие канал управления для приоритетного клапана и управляемого перепускного клапана. Управляемый перепускной клапан установлен в гидравлическом золотниковом распределителе между выходным каналом последней по ходу движения рабочей жидкости распределительной рабочей секции и ее сливным каналом. Полость управления перепускного клапана соединена с выходным каналом посредством выполненных в этом клапане основного жиклера и через обратный клапан дополнительного жиклера. Обеспечивается создание унифицированной гидравлической системы с расширенными функциональными возможностями. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидравлическая система навесного устройства трактора, состоящая из насоса, бака, присоединенного к ним гидравлическими магистралями гидравлического золотникового распределителя с, по меньшей мере, одной распределительной рабочей секцией, в которой имеются входной и выходной напорные каналы, соединяемые между собой в нейтральной позиции золотника, каналы подвода и отвода рабочей жидкости к потребителю, охватываемые дугообразным сливным каналом, регулятора положения навесного устройства, содержащего приоритетный клапан и задающую золотниковую гильзу с расположенным внутри нее золотником обратной связи с навесным устройством, при этом задающая золотниковая гильза и золотник обратной связи имеют проточки, образующие канал управления для приоритетного клапана и управляемого перепускного клапана, отличающаяся тем, что управляемый перепускной клапан установлен в гидравлическом золотниковом распределителе между выходным напорным каналом последней по ходу движения рабочей жидкости распределительной рабочей секции и ее сливным каналом, а полость управления перепускного клапана соединена с выходным каналом посредством выполненных в этом клапане основного и через обратный клапан дополнительного жиклеров.2. Гидравлическая система навесного устройства трактора по п.1, отличающаяся тем, что основной жиклер выполнен диаметром 1,0-2,2 мм, дополнительный жиклер - диаметром 0,6-1,5 мм, а обратный клапан настроен на давление открытия 1,0-3,5 МПа.3. Гидравлическая система навесного устройства трактора по п.1, отличающаяся тем, что регулятор положения навесного устройства присоединен к выходному каналу последней по ходу движения рабочей жидкости распределительной рабочей секции гидравлического управляемого золотникового распределителя.