ГИДРОПРИВОД Российский патент 2006 года по МПК F16H39/02 F16H61/42 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в гидроприводах, содержащих объемно-замкнутые насос и гидромотор, например, в гидрообъемных передачах механизмов поворота гусеничных машин.

Известен гидропривод ПБ2.952.056 механизма поворота военной гусеничной машины [1], в котором имеются объемнозамкнутые насос, механически соединенный с маршевым двигателем, и гидромотор, вал которого кинематически связан с ведущими звездочками гусеничной машины. К силовым магистралям между насосом и гидромотором подключены выходы подпиточных клапанов, гидравлически связанных с линией нагнетания вспомогательного насоса гидропривода. К ней же подключены сливной клапан, предназначенный для поддержания постоянного давления, и механизм управления регулирующим органом насоса. В качестве подпиточных клапанов использованы клапаны редукционного типа.

При работе гидропривода, когда вал маршевого двигателя вращается, вместе с ним вращаются валы основного и вспомогательного насосов. В линии нагнетания вспомогательного насоса с помощью сливного клапана поддерживается постоянное давление рабочей жидкости, которым через подпиточные клапаны обеспечивается восполнение утечек из замкнутого объема насоса-гидромотора и гидропитание механизма управления гидропривода. При отклонении валика управления, кинематически связанного со штурвалом гусеничной машины и с регулирующим органом насоса, регулирующий орган насоса поворачивается и с помощью плунжеров насоса в его силовых магистралях создается нагнетательно-всасывательный процесс. Давление нагнетания в одной из силовых магистралей воздействует на плунжеры гидромотора, опирающиеся на его наклонную шайбу. Создается вращающий момент, который, преодолевая внешнюю нагрузку, заставляет вращаться вал гидромотора, а гусеничную машину плавно поворачиваться. При этом нагнетательный поток переносится в силовую магистраль слива гидропривода.

При неработающем маршевом двигателе подпиточные клапаны открыты и сообщают силовые магистрали друг с другом. Такое состояние гидропривода позволяет вращать вал гидромотора от внешней нагрузки. При этом плунжеры гидромотора совершают возвратно-поступательные движения, создавая поток рабочей жидкости, перетекающий через редукционные клапаны из нагнетательной магистрали в магистраль всасывания. Схемное построение выбранного прототипа гидропривода позволяет осуществлять буксировку гусеничной машины при неработающем маршевом двигателе с поворотами, когда возможно вращение вала гидромотора от связанных с ним ведущих звездочек.

Недостатком указанного гидропривода является возможность запирания редукционных клапанов, когда через них проходит повышенный поток рабочей жидкости, нагнетаемый гидромотором, возникающий при значительной частоте вращения гидромотора, что возможно при буксировке гусеничной машины со значительными скоростями и малыми радиусами поворота.

Это вызывает застопоривание вала гидромотора и невозможность буксировки машины. Возникает необходимость разрыва кинематической связи между гидромотором и ведущими звездочками, что приводит к усложнению конструкции машины в целом и создает эксплуатационные неудобства. Схемное построение прототипа ограничивает по скорости свойство гидропривода по возможности вращения вала его гидромотора от внешней нагрузки.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение скоростных возможностей гидропривода по вращению его гидромотора от внешней нагрузки.

Технический результат достигается тем, что в гидроприводе, содержащем объемнозамкнутые насос и гидромотор, а также вспомогательный насос, линия нагнетания которого подведена к сливному и к подпиточным клапанам, гидромотор выполнен регулируемым, а к линии нагнетания вспомогательного насоса подключена также управляющая полость подпружиненного поршня, кинематически соединенного с регулирующим органом регулируемого гидромотора.

Дополнительный эффект от использования изобретения может быть получен при установке в гидроприводе в качестве подпиточных клапанов редукционных клапанов, поскольку через них увеличивается количество мест вытеснения рабочей жидкости подпружиненным поршнем, связанным с регулирующим органом гидромотора, из его управляющей полости при остановке гидропривода, что ускоряет постановку регулирующего органа гидромотора в нулевое положение.

Наибольший положительный результат по ускорению постановки регулирующего органа гидромотора в нейтраль достигается установкой в гидроприводе редукционных клапанов в совокупности с использованием в насосе и регулируемом гидромоторе гидромашин с гидростатическими опорами плунжеров, поскольку они предполагают гарантированную утечку рабочей жидкости через гидростатические опоры, что дополнительно ускоряет постановку регулирующего органа гидромотора в нулевое положение после остановки гидропривода.

Предлагаемый гидропривод иллюстрируется его принципиальной гидравлической схемой, показанной на чертеже.

Гидропривод содержит регулируемый насос 1 и регулируемый гидромотор 2, которые друг с другом связаны силовыми магистралями 3 и 4. С валом регулируемого насоса 1 механически связан вспомогательный насос 5, линия 6 нагнетания которого подведена к сливному клапану 7 и к подпиточным клапанам 8 и 9 редукционного типа. Выходы каждого из подпиточных клапанов 8 и 9 подключены к силовым магистралям 3 и 4. К линии 6 нагнетания вспомогательного насоса 5 подключена магистраль 10, подсоединенная к входу управляющей полости 11 поршня 12, на который опирается пружина 13. Поршень 12 кинематически связан с регулирующим органом регулируемого гидромотора 2, который удерживается пружиной 13 в исходном нулевом положении.

С регулирующим органом регулируемого насоса связаны цилиндры 14 и 15, поршни которых пружинами 16 и 17 поджаты к его регулирующему органу.

Управляющие полости цилиндров 14 и 15 подключены к золотнику 18, установленному во втулке 19, шарнирно связанной с регулирующим органом насоса 1. Вход золотника 18 гидравлически связан линией 6 с вспомогательным насосом 5, а его выход с баком 20.

Золотник 18 соединен с рычагом 21, скрепленным с валиком управления 22, к которому поджаты нульустановители 23 и 24.

К силовым магистралям 3 и 4 гидропривода подключены предохранительные клапаны 25 и 26.

При работе гидропривода, когда вращаются валы насоса 1 и связанного с ним вспомогательного насоса 5, нагнетаемая последним рабочая жидкость по магистрали 6 поступает к сливному клапану 7, который в линии 6 поддерживает постоянное давление и пропускает излишки рабочей жидкости в бак 20.

По линии 6 через подпиточные клапаны 8 и 9 рабочая жидкость поступает также в силовые магистрали 3 и 4 для восполнения утечек из них и к золотнику 18, а по магистрали 10 к управляющей полости 11 поршня 12.

Под действием давления рабочей жидкости поршень 12, сжимая пружину 13, перемещается и переводит регулирующий орган регулируемого гидромотора 2 из нулевого положения в наклонное, при котором рабочий объем гидромотора становится максимальным.

Для обеспечения вращения вала регулируемого гидромотора 2 поворачивают валик управления 22, сжимая пружину одного из нульустановителей 23 или 24, проворачивая скрепленный с ним рычаг 21 и перемещая золотник 18. Линия 6 нагнетания вспомогательного насоса 5 подключается к одному из цилиндров 16 или 17. Другой цилиндр при этом соединяется с баком 20. Давлением в линии 6 регулирующий орган регулируемого насоса 1 поворачивается, перемещая связанную с ним втулку 19. Поворот регулирующего органа прекратится, когда позиция втулки будет соответствовать исходному схемному перекрытию поясков и пазов золотника 18 и втулки 19.

Позиция регулирующего органа регулируемого насоса 1 будет соответствовать углу поворота валика управления 22.

При несанкционированном отклонении регулирующего органа от этой позиции исходная схема перекрытий пары золотник-втулка нарушается, под один из цилиндров 14 или 15 подводится давление, другой сообщается с баком, схема перекрытий золотник-втулка автоматически восстанавливается поворотом регулирующего органа.

При отклонении регулирующего органа плунжеры регулируемого насоса 1 совершают возвратно-поступательное движение и происходит всасывательно-нагнетательный процесс. Нагнетаемая рабочая жидкость по одной из магистралей 3 или 4 поступает к регулируемому гидромотору 2 и, вращая его вал, возвращается обратно к регулируемому насосу 1. Частота вращения вала регулируемого гидромотора 2 соответствует углу поворота валика управления 22.

При изменении позиции валика управления 22 изменяется частота вращения вала регулируемого гидромотора 2. Давление в нагнетательной магистрали 3 или 4 определяется нагрузкой на валу регулируемого гидромотора 2. Максимальное давление в ней ограничивается предохранительным клапаном 25 или 26, который при срабатывании сообщает нагнетательную магистраль 3 или 4 с соответствующей магистралью низкого давления 4 или 3.

При снятии с валика управления 22 управляющего воздействия нульустановители 23 или 24 выводят его, скрепленный с ним рычаг 21 и золотник 18 в нейтраль с помощью пружин 16 или 17, размещенных в цилиндрах 14 и 15, и давлением в них регулирующий орган регулируемого насоса 1 устанавливается в нулевое положение.

При выключении гидропривода валы регулируемого и вспомогательных насосов 1 и 5 прекращают вращение, нагнетательный процесс от вспомогательного насоса 5 в линию 6 прекращается, клапаны 8 и 9 открываются, соединяя силовые магистрали 3 и 4 друг с другом и с линией 6, перемещаемый пружиной 13 поршень 12 выдавливает рабочую жидкость из управляющей полости 11 в магистраль 10. Вытесняемая рабочая жидкость по зазорам между поршнем 12 и его цилиндром, вспомогательного насоса 5, регулируемых насоса 1 и гидромотора 2 и их гидростатических опор на плунжерах сливается в бак 20. Регулирующий орган регулируемого гидромотора 2 устанавливается в нулевое положение. Его вал может свободно вращаться при воздействии внешней нагрузки.

В ФГУП "ВНИИ "Сигнал" разработана конструкторская документация, и изготовлен опытный образец гидропривода с регулируемым насосом и с регулируемым гидромотором, выполненный по предлагаемой схеме. Намечены его испытания в составе гусеничной машины.

Источники информации

1. Маранцев М.А. Разработка и развитие гидрообъемных передач механизмов поворота военных гусеничных машин. // Оборонная техника. 2001 г. № 5. С.47-52.

Гидропривод предназначен для гидрообъемных передач механизмов поворота гусеничных машин. Гидропривод содержит объемнозамкнутые насос и гидромотор, а также вспомогательный насос, линия нагнетания которого подведена к сливному и к подпиточным клапанам, при этом гидромотор выполнен регулируемым, а к линии нагнетания вспомогательного насоса подключена также управляющая полость подпружиненного поршня, кинематически соединенного с регулирующим органом регулируемого гидромотора. Технический результат - повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидропривод, содержащий объемно-замкнутые насос и гидромотор, а также вспомогательный насос, линия нагнетания которого подведена к сливному и к подпиточным клапанам, отличающийся тем, что гидромотор в нем выполнен регулируемым, а к линии нагнетания вспомогательного насоса подключена также управляющая полость подпружиненного поршня, кинематически соединенного с регулирующим органом регулируемого гидромотора.2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что в качестве подпиточных клапанов в нем установлены клапаны редукционного типа.3. Гидропривод по п.1 или 2, отличающийся тем, что объемно-замкнутые регулируемые насос и гидромотор выполнены с гидростатическими опорами плунжеров.