ГИДРООБЪЕМНЫЙ ПРИВОД САМОХОДНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2006 года по МПК F15B15/18 

Техническое решение относится к машиностроению, а именно к гидравлическим исполнительным механизмам, предназначенным для передачи энергии от теплового двигателя с помощью гидравлических средств. Оно касается гидрообъемного привода машины, содержащего комбинированные агрегаты, включающие насос и гидромотор.

В выданном в СССР авторском свидетельстве №574554, МПК F 15 B 15/18, показан объемный гидропривод тяговых машин, содержащий насос и гидромотор, соединенные в замкнутый контур циркуляции рабочей жидкости, и двухкаскадный предохранительный клапан для сообщения гидролиний высокого и низкого давлений между собой при застопоренном гидромоторе. Известен гидрообъемный привод погрузчика, содержащий насос высокого давления и гидромотор, образующие с гидролиниями замкнутый контур, сообщающийся с подпиточным насосом (см. выданный в США патент №4545203, МПК F 15 B 15/18). Известна комбинация насоса с несколькими гидромоторами, что отражено в выданном в США патенте №4096694, МПК F 15 B 15/18. Известен гидрообъемный привод, содержащий насос высокого давления и гидромотор, соединенный с насосом гидролиниями, в которых установлены управляемые подпиточным насосом двухпозиционные клапаны, запирающие гидролинии при нейтральном состоянии гидропривода (см. опубликованную ЕПВ заявку №068197, МПК F 15 B 13/01). Известен гидрообъемный привод, который приводится в нейтральное состояние посредством гидрозамков, управляемых гидрораспределителем, сообщающим гидромотор с насосом (см. опубликованную во Франции заявку №2520452, МПК F 15 B 13/01). Известен гидропривод, состоящий из насоса и гидромотора, снабженный устройством для определения аномального его состояния (см. поданную в Японии заявку №2-20848, МПК F 15 B 20/00).

В качестве прототипа принят гидрообъемный привод машины, в частности самодвижущегося катка, содержащий насосную станцию, имеющую привод от теплового двигателя, и гидромотор, связанный с насосной станцией магистральными гидролиниями, образующими гидравлический контур, в котором имеется клапан с ручным управлением для сообщения напорной и возвратной гидролиний между собой при холостом режиме (см. выданный в США патент №4209988, МПК F 15 В 15/18). Однако в больших машинах осуществлять вручную привод клапана, сообщающего между собой напорную и возвратную гидролинии, неудобно.

Решаемая задача - обеспечение простыми и надежными средствами удобного приведения гидрообъемного привода в нейтральное состояние при перерыве в работе машины.

Решение этой задачи обеспечено тем, что гидрообъемный привод машины содержит насосную станцию, состоящую из реверсивного насоса высокого давления и подпиточного насоса, и гидромоторы, связанные с насосной станцией магистральными гидролиниями, образующими циркуляционный гидравлический контур, магистральные гидролинии гидравлического контура соединены между собой перепускными гидролиниями, в которых расположены разгрузочные клапаны, с одной стороны запорного элемента каждого разгрузочного клапана расположена гидролиния, сообщенная с одной из магистральных гидролиний, а с другой стороны запорного элемента расположена гидролиния, сообщенная через дроссель с той же магистральной гидролинией и через обратный клапан соединенная со сточной гидролинией, в которой расположен управляемый электрическими средствами двухпозиционный четырехлинейный пилотный клапан, в одной из позиций сообщающий сточную гидролинию с датчиком давления в ней рабочей жидкости, а в другой позиции сообщающий сточную гидролинию и датчик давления со сливной гидролинией.

Гидропривод, характеризуемый приведенной совокупностью признаков, удобно приводится простыми средствами как при прямом, так и при обратном ходах из рабочего в нейтральное состояние путем сообщения между собой магистральных гидролиний высокого и низкого давлений с помощью управляемого электрическими средствами пилотного клапана, приводящего в действие через гидролинии с обратными клапанами разгрузочные клапаны, реагирующие на изменение разности давлений на противоположные стороны их запорных элементов, создаваемое пилотным клапаном с помощью дросселей и контролируемое датчиком давления при каждом срабатывании пилотного клапана.

Гидропривод снабжен сигнальным устройством с электрическими средствами включения, соединенными с источником электрического тока электрической цепью с параллельными участками, на одном из которых расположены нормально разомкнутые контакт реле, подключенного к датчику давления в сточной гидролинии, и контакт реле, соединенного с электрической цепью управления пилотным клапаном, а на параллельном участке указанной электрической цепи расположены нормально замкнутые контакт реле, подключенного к упомянутому датчику давления, и контакт реле, соединенного с электрической цепью управления пилотным клапаном.

На чертеже изображена схема гидрообъемного привода самоходной машины.

Гидрообъемный привод машины содержит насосную станцию, состоящую из регулируемого реверсивного насоса 1 высокого давления и подпиточного насоса 2. Насосы 1 и 2 имеют привод от теплового двигателя 3 через фрикционную муфту 4. С насосом 1 магистральными гидролиниями 5, 6, образующими замкнутый циркуляционный гидравлический контур, соединены гидромоторы 7, 8, предназначенные для привода машины. Всасывающая полость подпиточного насоса 2 всасывающей гидролинией 9, в которой расположен фильтр 10, сообщена с гидробаком 11, в котором находится рабочая жидкость. Полость нагнетания насоса 2 сообщена с гидравлическим контуром через питающую (нагнетательную) гидролинию 12 и обратные клапаны 13, 14. Для ограничения величины давления, создаваемого насосом 1, в гидравлическом контуре имеются предохранительные клапаны 15, 16. Гидравлический контур снабжен также трехпозиционным золотниковым перекидным клапаном 17, управляемым давлением в магистральных гидролиниях 5, 6. Последовательно с перекидным клапаном 17 расположен напорный клапан 18, поддерживающий давление в гидролинии 12, питающей рабочей жидкостью полость всасывания насоса 1 для предотвращения кавитации. С выходом напорного клапана 18 соединена сливная гидролиния 19 для слива рабочей жидкости, циркулирующей через гидравлический контур, в гидробак 11 через полости в корпусах насоса и гидромоторов и теплообменник 20, служащий для охлаждения рабочей жидкости.

Магистральные гидролинии 5, 6 соединены между собой перепускными гидролиниями 21, 22, в которых расположены разгрузочные клапаны 23, 24, предназначенные для приведения гидропривода в нейтральное состояние. Каждый разгрузочный клапан содержит корпус с подпружиненным цилиндрическим запорным элементом. С одной стороны запорного элемента разгрузочного клапана 23 напротив его свободного торца расположена гидролиния, сообщенная непосредственно с магистральной гидролинией 5, а с другой, а именно с подпружиненной стороны запорного элемента, расположена гидролиния 25, сообщенная через дроссель 26 с той же магистральной гидролинией 5 и через обратный клапан 27 соединенная со сточной гидролинией 28. С одной стороны запорного элемента клапана 24 напротив его торца расположена гидролиния, сообщенная непосредственно с магистральной гидролинией 6, а с противоположной, то есть с подпружиненной стороны запорного элемента расположена гидролиния 29, которая сообщена через дроссель 30 с упомянутой магистральной гидролинией 6 и через обратный клапан 31 соединена со сточной гидролинией 28. В сточной гидролинии 28 расположен управляемый электрическими средствами двухпозиционный четырехлинейный пилотный клапан 32 с электрическим приводом от электромагнита и пружинным возвратом его золотника, в начальной позиции запирающий сточную гидролинию 28 и при этом сообщающий ее гидролинией 33 с датчиком 34 давления в ней рабочей жидкости, а в другой позиции сообщающий сточную гидролинию 28 и упомянутый датчик 34 давления со сливной гидролинией 19 через разветвленную гидролинию 35. Электрические средства привода пилотного клапана 32 соединены с источником электрического тока электрической цепью 36 через кнопочный выключатель 37 с замыкающим контактом, размыкаемым путем вторичного нажатия кнопки, и через главный выключатель 38 с замыкающим контактом, замыкаемым перед началом работы гидропривода.

Гидрообъемный привод снабжен акустическим и/или оптическим сигнальным устройством 39 с электрическими средствами включения, соединенными с источником электрического тока электрической цепью 40, имеющей параллельные участки 41 и 42. На участке 41 электрической цепи 40 расположены нормально разомкнутый контакт 43 электромагнитного реле 44, соединенного с электрической цепью 45 передачи электрического сигнала от датчика 34 давления, и нормально разомкнутый контакт 46 электромагнитного реле 47, соединенного электрической цепью 48 с электрической цепью 36 управления пилотным клапаном 32. На участке 42 электрической цепи 40 расположены нормально замкнутый контакт 49 реле 50, соединенного с электрической цепью 45 передачи электрического сигнала от датчика 34 давления, и нормально замкнутый контакт 51 реле 52, соединенного электрической цепью 48 с электрической цепью 36 управления пилотным клапаном 32.

При работе гидропривода насос 1 подает рабочую жидкость под большим давлением по магистральной гидролинии 5 к гидромоторам 7, 8, которые создают поворотный момент на их валах для привода машины. От гидромоторов рабочая жидкость возвращается к насосу 1 по магистральной гидролинии 6 под низким давлением, создаваемым подпиточным насосом 2. Подпиточный насос 2 нагнетает рабочую жидкость по питающей гидролинии 12 через обратный клапан 14 и далее по участку магистральной гидролинии 6 в полость всасывания насоса 1 под давлением, необходимым для предотвращения кавитации. При этом под действием давления в гидролинии 5 запорный элемент трехпозиционного перекидного клапана 17 занимает такую крайнюю позицию, при которой этот клапан сообщает гидролинию 6 с входом в напорный клапан 18. Через напорный клапан 18 часть рабочей жидкости, циркулирующей в гидравлическом контуре, сливается по сливной гидролинии 19 через полости в корпусах насоса и гидромоторов и через теплообменник 20, охлаждающий рабочую жидкость, в гидробак 11. Во время рабочего хода сточная гидролиния 28 заперта пилотным клапаном 32, который сообщает ее с датчиком 34 давления в ней рабочей жидкости, которое равно давлению в напорной магистральной гидролинии 5. От датчика 34 электрический сигнал по электрической цепи 45 поступает к реле 44, которое замыкает контакт 43, и к реле 50, которое размыкает контакт 49. При разомкнутых контактах 46, 49 оба участка 41, 42 электрической цепи 40 получаются разомкнутыми. Вследствие этого электрический ток в цепи 40 на обоих ее параллельных участках 41, 42 отсутствует, и поэтому сигнальное устройство 39 выключено.

Для приведения гидропривода машины в нейтральное состояние после совершения рабочего хода замыкают контакт выключателя 37, подключая к источнику электрического тока электрической цепью 36 электрические средства привода пилотного клапана 32 и электрической цепью 48 реле 47, 52. Пилотный клапан 32 при подаче к нему электрического тока по электрической цепи 36 сообщает сточную гидролинию 28 и датчик 34 давления со сливной гидролинией 19. При сообщении сточной гидролинии 28 со сливной гидролинией происходит понижение до весьма малой величины давления в ней и, значит, в гидролиниях 25, 29 сзади запорных элементов разгрузочных клапанов 23, 24. После снижения давления в гидролинии 25 разгрузочный клапан 23 под действием давления в гидролинии 5, создаваемого насосом 1, открывает перепускную гидролинию 21, сообщая магистральную гидролинию 5 более высокого давления с магистральной гидролинией 6, в которой низкое давление. При снижении давления в гидролинии 29 после сообщения сточной гидролинии 28 со сливом посредством пилотного клапана 32 разгрузочный клапан 24 под действием давления в магистральной гидролинии 6, создаваемого подпиточным насосом 2, открывает перепускную гидролинию 22, дополнительно сообщая магистральные гидролинии между собой. При сообщении магистральных гидролиний 5, 6 между собой перепускными гидролиниями открывается проход рабочей жидкости из магистральной гидролинии 5, в которой большее давление, в магистральную гидролинию 6, в которой меньшее давление. Происходит уравнивание давлений в магистральных гидролиниях 5, 6, в результате чего гидромоторы перестают создавать поворотный момент на их валах при нейтральном состоянии гидропривода. Причем при уравнивании давлений в гидролиниях 5, 6 запорный элемент перекидного клапана 17 занимает среднюю позицию, при которой избыток рабочей жидкости, нагнетаемой подпиточным насосом 2, из питающей гидролинии 12 поступает сразу на слив в сливную гидролинию 19 через напорный клапан 18. При подаче электрического тока по электрической цепи 48 реле 47 замыкает контакт 46, расположенный на участке 41 электрической цепи 40, а реле 52 размыкает контакт 51, расположенный на параллельном участке 42 цепи 40. При сообщении гидролинии 33 пилотным клапаном 32 со сливной гидролинией прекращается поступление электрического сигнала от датчика 34 и тогда контакт 43 реле 44, подключенного к датчику 34, размыкается, а контакт 49 реле 50 замыкается. Оба участка 41 и 42 электрической цепи 40 остаются разомкнутыми, и электрический ток к сигнальному устройству 39 не поступает. Сигнальное устройство остается выключенным, что означает, что пилотный клапан 32 находится в исправном состоянии. Если по какой-либо причине пилотный клапан 32 при подаче к нему электрического тока по цепи 36 не открыл сточную гидролинию 28, то тогда датчик 34 остается сообщенным гидролиниями 33, 28, 25 через обратный клапан 27 и дроссель 26 с напорной гидролинией 5 и, значит, от него продолжает поступать электрический сигнал к реле 44 и 50, в результате чего контакт 43 реле 44 остается замкнутым. При замкнутом контакте 43 реле 44 и замкнутом контакте 46 реле 47, к которому поступает электрический ток по цепи 48 после замыкания контакта выключателя 37, электрический ток по участку 41 электрической цепи 40 поступает к сигнальному устройству 39. Сигнальное устройство 39 при поступлении к нему электрического тока включается, оповещая о возникшей аварийной ситуации.

Для совершения обратного хода машины сначала размыкают контакт выключателя 37, отключая от источника электрического тока реле 47, 52 и электрические средства привода пилотного клапана 32. При прекращении электрического тока по электрической цепи 48 контакт 46 реле 47 размыкается, а контакт 51 реле 52 замыкается. Пилотный клапан 32 при прекращении поступления электрического тока к средствам его привода под действием возвратной пружины запирает сточную гидролинию 28, разобщая ее со сливной гидролинией 19, и сообщает с ней датчик 34 давления. По сигналу датчика 34 контакт 43 реле 44 замыкается, а контакт 49 реле 50 размыкается. После запирания сточной гидролинии 28 давление рабочей жидкости по разные стороны запорных элементов разгрузочных клапанов 23, 24 выравнивается, и эти запорные элементы под действием возвратных пружин перемещаются в начальное положение, перекрывая перепускные гидролинии 21, 22. После разобщения клапанами 23, 24 магистральных гидролиний 5, 6 насос 1 при его реверсе подает рабочую жидкость к гидромоторам 7, 8 под большим давлением по магистральной гидролинии 6, а в магистральной гидролинии 5 устанавливается низкое давление, поддерживаемое подпиточным насосом 2, нагнетающим рабочую жидкость в гидролинию 6 через обратный клапан 13. При этом перекидной клапан 17 занимает другую крайнюю позицию, при которой он направляет на слив через напорный клапан 18 часть рабочей жидкости из гидролинии 5. Если после размыкания контакта выключателя 37, то есть после прекращения электрического тока по цепи 36 и соединенной с ней цепи 48 пилотный клапан 32 не запер сточную гидролинию 28 и, значит, отсутствует электрический сигнал от датчика 34 давления, сообщенного в данном случае гидролиниями 33, 35 со сливной гидролинией, то тогда контакт 49 реле 50 остается замкнутым. В этом случае электрический ток по участку 42 электрической цепи 40 через замкнутые контакты 51, 49 поступает к сигнальному устройству 39, и оно включается, оповещая о возникшей неисправности, которую следует устранить.

После совершения обратного хода замыкают контакт выключателя 37, приводя гидропривод опять в нейтральное состояние с помощью пилотного клапана 32 и управляемых им разгрузочных клапанов 23, 24, сообщающих магистральную гидролинию 6, имеющую теперь большее давление, с магистральной гидролинией 5 меньшего давления для уравнивания в них давлений рабочей жидкости.

Таким образом, с помощью пилотного клапана с электрическим приводом и указанных гидравлических средств обеспечено четкое и удобное дистанционное управление разгрузочными клапанами, сообщающими между собой магистральные гидролинии двумя перепускными гидролиниями при выведении гидрообъемного привода из рабочего в нейтральное состояние и разобщающими магистральные гидролинии во время рабочего цикла, причем как при прямом, так и при обратном ходах машины. При этом при каждом цикле работы пилотного клапана совершается проверка его дееспособности с помощью датчика, регистрирующего давление в сточной гидролинии, запираемой и открываемой пилотным клапаном, что обеспечивает слежение за техническим состоянием гидропривода, предохраняя его от попадания в аварийную ситуацию.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидравлическим исполнительным механизмам, предназначенным для передачи энергии от теплового двигателя с помощью гидравлических средств. Привод содержит насосную станцию, состоящую из реверсивного насоса 1 высокого давления и подпиточного насоса 2, и гидромоторы 7, 8. Гидромоторы связаны с насосной станцией магистральными гидролиниями 5, 6, образующими гидравлический контур. Гидролинии 5, 6 соединены между собой перепускными гидролиниями 21, 22, в которых расположены разгрузочные клапаны 23, 24. С одной стороны запорного элемента клапана 23 расположена гидролиния, сообщенная с гидролинией 5, а с другой стороны запорного элемента расположена гидролиния 25, сообщенная через дроссель 26 с гидролинией 5 и через обратный клапан 27 соединенная со сточной гидролинией 28. С одной стороны запорного элемента клапана 24 расположена гидролиния, сообщенная с гидролинией 6, а с противоположной стороны запорного элемента расположена гидролиния 29, сообщенная через дроссель 30 с гидролинией 6 и через обратный клапан 31 соединенная со сточной гидролинией 28. В гидролинии 28 расположен управляемый электрическими средствами двухпозиционный четырехлинейный пилотный клапан 32, в одной из позиций сообщающий гидролинию 28 с датчиком 34 давления в ней рабочей жидкости, а в другой позиции сообщающий гидролинию 28 и датчик 34 со сливной гидролинией 19. Обеспечивается удобное приведение простыми средствами гидропривода в нейтральное состояние при перерыве в работе машины с обеспечением контроля за работой пилотного клапана. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидрообъемный привод самоходной машины, содержащий насосную станцию, состоящую из реверсивного насоса высокого давления и подпиточного насоса, и гидромоторы, связанные с насосной станцией магистральными гидролиниями, образующими циркуляционный гидравлический контур, магистральные гидролинии гидравлического контура соединены между собой перепускными гидролиниями, в которых расположены разгрузочные клапаны, с одной стороны запорного элемента каждого разгрузочного клапана расположена гидролиния, сообщенная с одной из магистральных гидролиний, а с другой стороны запорного элемента расположена гидролиния, сообщенная через дроссель с той же магистральной гидролинией и через обратный клапан соединенная со сточной гидролинией, в которой расположен управляемый электрическими средствами двухпозиционный четырехлинейный пилотный клапан, в одной из позиций сообщающий сточную гидролинию с датчиком давления в ней рабочей жидкости, а в другой позиции сообщающий сточную гидролинию и упомянутый датчик давления со сливной гидролинией.2. Гидрообъемный привод по п.1, отличающийся тем, что он снабжен сигнальным устройством с электрическими средствами включения, соединенными с источником электрического тока электрической цепью с параллельными участками, на одном из которых расположены нормально разомкнутые контакт реле, подключенного к датчику давления в сточной гидролинии, и контакт реле, соединенного с электрической цепью управления пилотным клапаном, а на параллельном участке указанной электрической цепи расположены нормально замкнутые контакт реле, подключенного к упомянутому датчику давления, и контакт реле, соединенного с электрической цепью управления пилотным клапаном.