ГИДРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2004 года по МПК B60K17/10 F16H39/02 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для применения на транспортных средствах, в частности гусеничных машинах.

Известна объемная гидропередача транспортной машины, содержащая насос и гидродвигатель привода, силовые гидролинии и сообщенную с ними через обратные клапаны гидролинию подпитки, в которую установлен фильтр, при этом источник подпитки представляет собой гидравлический аккумулятор с рабочей полостью которого сообщен выход дренажных гидролиний и вход гидролинии подпитки (см. описание к патенту РФ №2084354 от 20.07.97, М. кл. В 60 К 17/10). Гидропривод включает дренажные гидролинии, а аккумулятор выполнен в виде цилиндра с поршнем, полость в штоке которого соединена с дренажной гидролинией.

Однако такое устройство имеет ограниченные возможности, вследствие того, что аккумулятор, соединенный с дренажными линиями, не создает достаточного давления в гидросистеме для транспортного средства, обладающего большой мощностью и работающего в интенсивном режиме. При работе в таких условиях работа упомянутого устройства становится менее надежной, а вследствие недостаточного давления в системе или его падения, из-за отсутствия насоса подпитки, увеличивается потеря мощности гидрообъемной передачи в целом, уменьшается ее КПД. Если использовать данное устройство в транспортных средствах большой мощности, то происходит сильный нагрев рабочей жидкости. Поэтому требуется охладитель с обдувом потоком воздуха, особенно при использовании в гусеничных машинах с закрытым корпусом.

Наиболее близким к заявляемому решению (прототипом) является гидропривод транспортного средства, содержащий связанные между собой гидролиниями с образованием замкнутого контура регулируемый насос и гидромотор, насос подпитки, установленный на одном валу с регулируемым насосом, и подключенный к гидролиниям замкнутого контура через обратные клапаны и к корпусу регулируемого насоса, охладитель и фильтр (см. описание к авт. св. СССР №1624215 от 12.03.88, М. кл. F 15 В 21/04, F 16 Н 39/02). В устройстве имеется подогреватель рабочей жидкости, выполненный в виде емкости с установленным в ней нагревательным устройством, и связанный всасывающей гидролииией с входом насоса подпитки, сообщенного посредством корпуса регулируемого насоса и распределительного устройства со сливом. При этом гидропривод снабжен дополнительным насосом, установленным в подогревателе и подключенным к входу насоса подпитки с помощью дополнительной гидролинии.

В данном гидроприводе вход насоса подпитки сообщен посредством корпуса регулируемого насоса со сливом, который предполагает наличие бака объемом, как минимум (согласно требованиям к насосам), полуминутной производительности насоса подпитки. При сливе рабочей жидкости в бак происходит ее вспенивание, поэтому необходимы пеногасители и большой объем рабочей жидкости, чтобы иметь время для распада пены. Кроме того, бак имеет связь с атмосферой, и при соприкосновении рабочей жидкости с воздухом происходит загрязнение пылью и необходимо чаще менять фильтр, а в результате химических процессов окисления уменьшается ее срок службы. При работе гидропривода во всасывающей гидролинии насоса подпитки, в результате прохождения рабочей жидкости от бака через фильтр, образуется разрежение (давление ниже атмосферного), что сказывается на работе насоса подпитки, особенно при максимальных нагрузках, когда может появиться режим кавитации. При этом ухудшается пополнение гидролиний (низкого давления) замкнутого контура, что сказывается на работе гидропривода и его КПД. Наличие бака с рабочей жидкостью приводит к увеличению габаритов и массы гидропривода, что ухудшает его размещение в транспортном средстве.

Технической задачей изобретения является уменьшение габаритов, массы гидропривода и количества рабочей жидкости, повышение КПД, а так же уменьшение загрязнения рабочей жидкости, а как следствие, снижение частоты замены фильтра и рабочей жидкости.

Поставленная задача решается тем, что в гидроприводе, содержащем регулируемый насос и гидромотор, связанные между собой гидролиниями с образованием замкнутого контура, насос подпитки, установленный на одном валу с регулируемым насосом и подключенный к гидролиниям замкнутого контура через обратные клапаны и к корпусу регулируемого насоса, охладитель и фильтр, выход насоса подпитки, через корпус регулируемого насоса, охладитель и фильтр, связан гидролиниями с его входом с образованием замкнутого контура, соединенного с рабочей полостью гидроаккумулятора, минимальный объем которой выбран из условия:

Vp=αΔtV_з

где V_p - объем рабочей полости;

α - температурный коэффициент объемного расширения рабочей жидкости;

Δt - интервал температур рабочей жидкости;

V_з - заправочный объем гидропривода.

Гидроаккумулятор выполнен в виде емкости, разделенной на рабочую и нерабочую полости подвижной перегородкой, при этом рабочая полость в рабочем режиме находится под давлением со стороны нерабочей полости. Давление осуществляется насосом подпитки или пружиной.

Такое конструктивное решение обеспечивает уменьшение габаритов и массы гидропривода, количества рабочей жидкости, повышение КПД, а также уменьшение загрязнения рабочей жидкости.

В предложенном изобретении рабочая жидкость находится в замкнутом контуре при избыточном давлении в рабочем состоянии, отсутствует связь с атмосферой, поэтому не происходит загрязнение и окисление рабочей жидкости, отсутствует сливной бак и, как следствие, вспенивание рабочей жидкости, не требуются дополнительные приспособления для гашения пены.

Точно рассчитанный объем рабочей полости гидроаккумулятора позволяет уменьшить количество рабочей жидкости гидропривода, значительно снизить его массу и объем, и повысить КПД гидропривода за счет лучшего наполнения при избыточном давлении на входе насоса подпитки.

На фиг.1 показана схема гидропривода транспортного средства с избыточным давлением в гидроаккумуляторе, создаваемым насосом подпитки. На фиг.2 показан вариант гидроаккумулятора.

Гидропривод транспортного средства содержит регулируемый насос 1 и гидромотор 2, связанные между собой гидролиниями 3 и 4 с образованием замкнутого контура. Насос подпитки 5, установленный на одном валу 6 с регулируемым насосом 1 подключен к гидролиниям 3 и 4 замкнутого контура через обратные клапаны 7 и 8 и далее к корпусу (не показан) регулируемого насоса 1. Охладитель 9 установлен в сливной гидролинии 10 гидронасоса 1, и через фильтр 11 связан гидролинией с входом насоса подпитки 5. Выход 12 насоса подпитки 5 через предохранительный клапан 13 связан гидролинией 14 с корпусом регулируемого насоса 1, и далее через сливную гидролинию 10, охладитель 9, фильтр 11 соединен гидролинией 15 с входом насоса подпитки, образуя замкнутый контур. Насос подпитки 5 через дроссель 16 связан с системой 17 управления гидроприводом и далее соединен с дренажной линией 18, соединяющей корпуса регулируемого насоса 1 и гидромотора 2.

Гидроаккумулятор 19 содержит рабочую 20 и нерабочую 21 полости, разделенные подвижной перегородкой 22, причем рабочая полость 20 соединена с гидролинией 15 входа в насос подпитки 5, а нерабочая полость 21 гидролинией 23 соединена с выходом 12 насоса подпитки 5 и находится при его работе под давлением, которое через перегородку 22 передается на рабочую полость 20. Минимальный объем рабочей полости 20, достаточный только для компенсации температурного изменения объема рабочей жидкости, выбирается из условия

Vp=αΔtV_з

где Vp - объем рабочей полости;

α - температурный коэффициент объемного расширения рабочей жидкости;

Δt - интервал температур рабочей жидкости;

V_з - заправочный объем гидропривода.

При наличии утечек в гидросистеме, объем рабочей полости необходимо увеличить на величину этих утечек. Избыточное давление в рабочей полости 20 может создаваться пружиной 24, установленной в нерабочей полости 21 (см.фиг.2).

Максимально допустимые значения давления в гидролиниях 3 и 4 определяют предохранительные клапаны 25 и 26.

Заправку гидропривода транспортного средства осуществляют через заправочный клапан 27.

Устройство работает следующим образом. При вращении вала 6 регулируемого насоса 1, вращается насос подпитки 5, который подает рабочую жидкость через обратные клапаны 7 или 8 в гидролинии 3 или 4 и восполняет утечки из насоса 1 и гидромотора 2. Излишки рабочей жидкости через предохранительный клапан 13 и гидролинию 14 сливаются в корпус регулируемого насоса 1. Затем рабочая жидкость через сливную гидролинию 10, охладитель 9, фильтр 11 и гидролинию 15 поступает на вход насоса подпитки. От насоса подпитки 5 рабочая жидкость под давлением, создаваемым предохранительным клапаном 13, поступает через дроссель 16 к системе 17 управления гидроприводом и по гидролинии 23 к нерабочей полости 21 гидроаккумулятора 19. Давление рабочей жидкости передается через подвижную перегородку 22 на рабочую полость 20 и за счет этого создается избыточное давление (при работе гидропривода) в гидролинии 15 на входе насоса подпитки 5, гидролинии 14, корпусе регулируемого насоса 1, сливной гидролинии 10, охладителе 9, фильтре 11, которое улучшает условия работы насоса подпитки 5, особенно при низких температурах, когда вязкость рабочей жидкости резко возрастает, и на максимальных режимах работы гидропривода. Кроме того, гидроаккумулятор 19 обеспечивает компенсацию температурного изменения объема рабочей жидкости и утечек при их наличии.

Избыточное давление в рабочей полости 20 вместо давления от насоса подпитки через вышеописанный замкнутый контур может создаваться пружиной 24, установленной в нерабочей полости 21. При этом избыточное давление в замкнутом контуре будет как при работающем, так и при неработающем гидроприводе.

Таким образом, предложенный гидропривод обеспечивает уменьшение количества рабочей жидкости, заправляемой в гидропривод, снижение габаритов и массы гидропривода, повышение КПД, а также уменьшение загрязнения рабочей жидкости, что позволяет использовать гидропривод при интенсивных режимах в более широком интервале температур и в закрытых корпусах гусеничных машин.

Предложенное устройство гидропривода транспортного средства изготовлено на ОАО "Харьковский тракторный завод им. С. Орджоникидзе", установлено на двух опытных образцах легкого многоцелевого гусеничного транспортера, которые были представлены на выставке, посвященной 70-летию завода, и в данное время проходят испытания.

Малые габаритные размеры гидропривода позволили разместить его в прежнем объеме моторно-трансмиссионного отделения опытного образца, в котором он ранее отсутствовал. Предварительные пробеговые испытания подтвердили функционирование и работоспособность заявляемого гидропривода.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для применения на транспортных средствах, в частности гусеничных машинах. Гидропривод транспортного средства содержит регулируемый насос 1 и гидромотор 2, которые связаны между собой гидролиниями с образованием замкнутого контура. Насос подпитки 5 установлен на одном валу 6 с регулируемым насосом 1, подключен к замкнутому контуру через обратные клапаны 7 и 8 и имеет слив в корпус регулируемого насоса 1. Выход насоса подпитки 5 связан с входом через корпус регулируемого насоса 1, охладитель 9 и фильтр 11 с образованием замкнутого контура, который соединен с рабочей полостью гидроаккумулятора 19, минимальный объем которой выбирается из определенных условий. Технический результат – уменьшение габаритов и массы гидропривода, повышение КПД. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидропривод транспортного средства, содержащий регулируемый насос и гидромотор, связанные между собой гидролиниями с образованием замкнутого контура, насос подпитки, установленный на одном валу с регулируемым насосом и подключенный к гидролиниям замкнутого контура через обратные клапаны и к корпусу регулируемого насоса, охладитель и фильтр, отличающийся тем, что выход насоса подпитки через корпус регулируемого насоса, охладитель и фильтр связан гидролиниями с его входом с образованием замкнутого контура, соединенного с рабочей полостью гидроаккумулятора, минимальный объем которой выбран из условия

Vp=αΔtV_з,

где Vp - объем рабочей полости;

α - температурный коэффициент объемного расширения рабочей жидкости;

Δt - интервал температур рабочей жидкости;

V_з - заправочный объем гидропривода.