МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГИДРОСИСТЕМА Российский патент 2006 года по МПК F16H39/02 F15B15/02 F16D31/02 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в многофункциональных гидросистемах транспортных средств для обеспечения их управлением и работой расположенных на них гидравлических исполнительных элементов, связанных с рабочим оборудованием, с гидропитанием от единого источника гидравлической энергии.

Известен гидрообъемный механизм поворота гусеничной машины, в котором содержатся объемно замкнутые регулируемый насос, связанный с маршевым двигателем машины, и гидромотор, соединенный с ее ведущими звездочками [1]. К силовым магистралям между насосом и гидромотором подключены редукционные клапаны, выполняющие роль подпиточных клапанов, своим входом связанные с нагнетательной магистралью вспомогательного насоса, который предназначен для восполнения утечек рабочей жидкости из замкнутого объема "насос-гидромотор" и питания механизма управления насоса. К нагнетательной магистрали вспомогательного насоса подключен также предохранительный клапан, поддерживающий в ней постоянное давление. Наличие в гидрообъемном механизме поворота подключенных к силовым магистралям редукционных клапанов позволяет поддерживать в них стабильное давление подпитки при работе и обеспечивает возможность свободного вращения вала гидромотора при неработающем гидрообъемном механизме, что необходимо, например, при межцеховой буксировке машины в процессе ее сборки, когда гидромотор может работать в насосном режиме.

Недостатком указанного гидрообъемного механизма поворота является его функциональная ограниченность из-за того, что он может использоваться в машине только для ее поворота.

Известна также гидросистема самоходной машины по патенту РФ №2062374 [2], принятая в качестве прототипа, в которой функциональные возможности гидросистемы, содержащей объемно замкнутые насос и гидромотор, а также вспомогательный насос, к нагнетательной магистрали которого подключен предохранительный клапан, расширены. Это достигнуто за счет того, что к ее рабочим магистралям через двухпозиционные четырехлинейные гидрораспределители подключены одноштоковые гидроцилиндры, предназначенные для выполнения дополнительных функций. При этом штоковая полость каждого из гидроцилиндров подключена к управляющей камере гидрозамка, вход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра, а выход подведен к предохранительному клапану.

Указанное техническое решение позволяет компенсировать разность нагнетаемого и сливаемого из гидроцилиндров объемов рабочей жидкости в объемно замкнутом гидроприводе с одноштоковыми гидроцилиндрами. Однако такая гидросистема обладает недостатками. Введение в каждый из приводов гидросистемы дополнительных гидрозамков и предохранительных клапанов усложняет ее. Кроме того, гидравлические связи штоковой полости гидроцилиндра с управляющей камерой гидрозамка и его поршневой полости с предохранительным клапаном при движении гидроцилиндра с попутной нагрузкой может вызывать автоколебания штока, устранение которых требует дополнительных мер.

Изобретение направлено на упрощение многофункциональной гидросистемы и на повышение устойчивости работы объемно замкнутых гидроприводов с одноштоковыми гидроцилиндрами.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидросистеме, содержащей регулируемый насос и объемно замкнутые с ним один или более одноштоковых гидроцилиндров, а также вспомогательный насос, к нагнетательной магистрали которого подключен предохранительный клапан и подпиточные клапаны редукционного типа, выход каждого из которых соединен с рабочей магистралью гидросистемы, к нагнетательной магистрали ее вспомогательного насоса дополнительно подключен гидрораспределитель, выход которого подведен к сливной полости подпиточного клапана, соединенного с рабочей магистралью, связанной со штоковыми полостями одноштоковых гидроцилиндров.

Благодаря наличию в нагнетательной магистрали вспомогательного насоса гидросистемы предохранительного клапана и постоянно открытого при включенном дополнительном гидрораспределителе (гидросистема находится в работающем состоянии) подпиточного клапана, связанного со штоковой полостью одноштокового гидроцилиндра, гидросистема обеспечивает принудительное утапливание штока гидроцилиндра с усилием, пропорциональным давлению регулировки предохранительного клапана. При этом объем рабочей жидкости, вытесняемой из поршневой полости гидроцилиндра во всасывательную полость объемно замкнутого с ним насоса, больше, чем объем, заполняющий штоковую полость. Излишек рабочей жидкости, нагнетаемой насосом, свободно проходя через открытый подпиточный клапан, сливается через предохранительный клапан. Таким образом, процесс перемещения штока осуществляется с использованием только одного, уже имеющегося в гидросистеме предохранительного клапана, что упрощает ее. При этом процесс опускания происходит с опорой штока только на замкнутый объем рабочей жидкости между поршневой полостью гидроцилиндра и всасывательной полостью насоса, что исключает автоколебания гидросистемы, повышает ее устойчивость.

При обратном движении штока гидроцилиндра разность поступающего в поршневую полость гидроцилиндра и сливаемого из поршневой полости объема рабочей жидкости компенсируется ее потоком, нагнетаемым вспомогательным насосом и проходящим через подпиточный клапан, связанный со штоковой полостью гидроцилиндра.

На чертеже приведена принципиальная гидравлическая схема предлагаемой многофункциональной гидросистемы.

Многофункциональная гидросистема содержит регулируемый насос 1 и объемно замкнутые с ним рабочими магистралями 2 и 3 одноштоковые гидроцилиндры 4 и 5 и гидромотор 6. В ее состав входит также вспомогательный насос 7, к нагнетательной магистрали 8 которого подключен предохранительный клапан 9 и подпиточные клапаны 10 и 11 редукционного типа. Выход подпиточного клапана 10 соединен с рабочей магистралью 3, а подпиточного клапана 11 с рабочей магистралью 2. К нагнетательной магистрали 8 подключен гидрораспределитель 12, выход которого магистралью 13 соединен со сливной полостью подпиточного клапана 10, а слив подведен к баку 14. Рабочие полости гидроцилиндров 4 и 5 и гидромотора 6 подключены к рабочим магистралям 2 и 3 через гидрораспределители 15, 16, 17 соответственно. При этом штоковые полости гидроцилиндров 4 и 5 связаны с рабочей магистралью 3, а поршневые полости с рабочей магистралью 2.

При работе многофункциональной гидросистемы валы регулируемого насоса 1 и вспомогательного насоса 7, соединенные с приводным двигателем (на чертеже не показан), вращаются. Для управления работой гидропривода, в состав которого входит одноштоковый гидроцилиндр 4, включают гидрораспределитель 15, за счет чего подключают поршневую и штоковую полости одноштокового гидроцилиндра 4 к рабочим магистралям 2 и 3 соответственно регулируемого насоса 1.

Для подъема штока одноштокового гидроцилиндра 4 регулируемым насосом 1 производят нагнетание в рабочую магистраль 2. Объем вытесняемой из штоковой полости одноштокового гидроцилиндра 4 рабочей жидкости меньше, чем нагнетаемой насосом 1 в поршневую полость на величину, соответствующую объему выдвигаемого штока. Недостающая для заполнения рабочей магистрали 3 рабочая жидкость пополняется насосом 7 через подпиточный клапан 10.

Для убирания штока включают гидрораспределитель 12, за счет чего подключают нагнетательную магистраль 8 к полости слива подпиточного клапана 10 и поддерживают его открытое состояние. Производят нагнетание регулируемым насосом 1 в рабочую магистраль 3. Излишек рабочей жидкости, нагнетаемой в магистраль 3, соответствующий объему штока, убираемому внутрь одноштокового гидроцилиндра 4, сливается через подпиточный клапан 10 и предохранительный клапан 9 в бак 14.

Работа гидропривода с одноштоковым гидроцилиндром 5 аналогична описанной для гидропривода с одноштоковым гидроцилнндром.

Для управления работой гидропривода, в состав которого входит гидромотор 6, включают гидрораспределитель 17, за счет чего рабочие полости гидромотора 6 подключают к рабочим магистралям 2 и 3. Гидрораспределитель 12 находится в выключенном состоянии. При нагнетании регулируемым насосом 1 в рабочую магистраль 2 или 3 вал гидромотора 6 вращается, преодолевая внешнюю нагрузку. Если нагнетательной является магистраль 3, утечки из замкнутого объема гидросистемы "насос 1 - гидромотор 6" пополняются из нагнетательной магистрали 8 вспомогательного насоса 7 через подпиточный клапан 11. При перемене рабочей магистрали, в которую производится нагнетание, направление вращения вала гидромотора меняется на противоположное, а пополнение утечек осушесгвляется через подпиточный клапан 10.

Источники информации

1. Гусеничная машина ГМ-569 и ее модификации. М.: Военное издательство, 1985, с.28-29.

2. Патент №2062374, RU, С1, 6 F 16 Н 39/2.

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и направлено на упрощение многофункциональной гидросистемы и на повышение устойчивости работы объемно замкнутых гидроприводов с одноштоковыми гидроцилиндрами. Многофункциональная гидросистема содержит регулируемый насос 1 и объемно замкнутые с ним рабочими магистралями 2 и 3 одноштоковые гидроцилиндры 4 и 5, гидромотор 6 и вспомогательный насос 7. К нагнетательной магистрали 8 насоса 7 подключены предохранительный клапан 9 и подпиточные клапаны 10 и 11 редукционного типа. Выход подпиточного клапана 10 соединен с рабочей магистралью 3, а подпиточного клапана 11 - с рабочей магистралью 2. К нагнетательной магистрали 8 подключен гидрораспределитель 12, выход которого магистралью 13 соединен со сливной полостью подпиточного клапана 10, а слив подведен к баку 14. Рабочие полости гидроцилиндров 4 и 5 и гидромотора 6 подключены к рабочим магистралям 2 и 3 через гидрораспределители 15, 16, 17 соответственно. Штоковые полости гидроцилиндров 4 и 5 связаны с рабочей магистралью 3, а поршневые полости с рабочей магистралью 2. Технический результат заключается в упрощении многофункциональной гидросистемы и повышении устойчивости работы объемно замкнутых гидропроводов с одноштоковыми гидроцилиндрами. 1 ил.

Многофункциональная гидросистема, содержащая регулируемый насос и объемно замкнутые с ним один или более одноштоковых гидроцилиндров, а также вспомогательный насос, к нагнетательной магистрали которого подключены предохранительный клапан и подпиточные клапаны редукционного типа, выход каждого из которых соединен с рабочей магистралью гидросистемы, отличающаяся тем, что в ней к нагнетательной магистрали вспомогательного насоса подключен гидрораспределитель, выход которого подведен к сливной полости подпиточного клапана, соединенного с рабочей магистралью, связанной со штоковыми полостями одноштоковых гидроцилиндров.