МОМЕНТНЫЙ ГИДРОПРИВОД Российский патент 2007 года по МПК F15B9/04 

Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и гидравлики и может применяться в электрогидравлических следящих системах, в том числе системах наведения и стабилизации вооружения объектов бронетехники.

К моментным гидроприводам предъявляются жесткие требования по широкому диапазону скоростей и низкому потреблению энергии.

Известны моментные гидроприводы, например устройство [1], содержащее гидроусилитель, исполнительный гидродвигатель.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является устройство [2], содержащее гидроусилитель, включающий гидронасос (источник рабочей жидкости) с электродвигателем и электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель с двумя полостями, пополнительный гидробак (место забора и слива рабочей жидкости).

Недостатком этого устройства является невозможность увеличения диапазона скоростей без увеличения энергопотребления электродвигателем гидронасоса из-за низкого коэффициента полезного действия (КПД) в основных режимах с малыми и средними скоростями наведения и стабилизации (скоростями исполнительного гидродвигателя), обусловленного дроссельной схемой устройства с сетью постоянного расхода, когда

где Qгд - расход рабочей жидкости, поступающей в исполнительный гидродвигатель;

- расход нерегулируемого гидронасоса, поступающий на вход электрогидравлического усилителя мощности, величина которого выбирается исходя из максимальных скоростей исполнительного гидродвигателя.

Предлагаемое изобретение направлено на снижение энергопотребления за счет повышения КПД в основных режимах работы с малыми и средними скоростями исполнительного гидродвигателя путем выполнения гидронасоса двухпоточным, один поток которого используется в режимах малых и средних скоростей исполнительного гидродвигателя, а второй поток подключается к первому только на время, когда скорость гидродвигателя превышает определенный порог, соответствующий наибольшей скорости основного режима работы.

Это достигается тем, что в моментный гидропривод, содержащий гидроусилитель, включающий гидронасос с электродвигателем и электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель с двумя полостями, пополнительный гидробак, введены обратный и дистанционно-управляемый клапаны, а гидронасос выполнен двухпоточным, первый выход которого соединен с входом электрогидравлического усилителя мощности, а второй выход соединен с входами обратного и дистанционно-управляемого клапанов, при этом выход обратного клапана соединен с первым выходом гидронасоса, выход дистанционно-управляемого клапана соединен с пополнительным гидробаком.

Такое выполнение моментного гидропривода позволяет обеспечить увеличение диапазона скоростей с уменьшением энергопотребления в сравнении с прототипом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где приведена примерная принципиальная гидравлическая схема моментного гидропривода.

Моментный гидропривод включает двухпоточный гидронасос постоянной производительности 1 с электродвигателем, электрогидравлический усилитель мощности 2, содержащий моментный управляющий электромагнит 3 (далее электромагнит), корпус 4, управляющие золотники 5 и 6 с поршнями 7 и 8 обратной связи по давлению, соответственно, исполнительный гидродвигатель 9 с поршнем 10, обратный клапан 11, дистанционно-управляемый клапан 12, пополнительный гидробак 13.

Первый выход 14 гидронасоса 1 соединен с входом электрогидроусилителя мощности 2, а также с выходом обратного клапана 11. Второй выход 17 гидронасоса 1 соединен с входами обратного клапана 11 и дистанционно-управляемого клапана 12, выход которого соединен с пополнительным гидробаком 13.

При отсутствии сигналов на электромагните 3 и на управляющем входе дистанционно-управляемого клапана 12 рабочая жидкость от первого выхода 14 гидронасоса 1 поступает на вход электрогидравлического усилителя мощности 2 в полости 15 и 16 и далее в полости 18 и 19 к золотникам 5 и 6 соответственно, далее через дросселирующие щели между золотниками 5 и 6 и корпусом 4 перепускается в полости 20 и 21 и далее в пополнительный гидробак 13. В это время рабочая жидкость от второго выхода 17 гидронасоса 1 поступает на вход нормально открытого дистанционно-управляемого клапана 12 и далее на его выход, который соединен с пополнительным гидробаком 13.

При наличии внешнего силового воздействия на поршень 10 или корпус гидродвигателя 9 последние вытесняют рабочую жидкость к одному из золотников 5 или 6, например рабочая жидкость вытесняется из полости 22 исполнительного гидродвигателя 9. Тогда рабочая жидкость поступает в полость 18 к золотнику 5, далее по каналам в золотнике 5 поступает к поршню 7 обратной связи по давлению, создавая силовое воздействие на золотник 5, приподнимает его и через увеличенную дросселирующую щель между золотником 5 и корпусом 4 перепускается в полость 20 и далее на слив в пополнительный гидробак 13. В это же время золотник 6 под воздействием коромысла, закрепленного на валу электромагнита 3, опускается вниз и жидкость от первого выхода 14 гидронасоса 1 перепускается через увеличенную дросселирующую щель между золотником 6 и корпусом 4 из полости 16 в полость 19 и далее в полость 23 исполнительного гидродвигателя 9.

При скоростях перемещения поршня 10 или корпуса исполнительного гидродвигателя 9 больших, чем скорость, соответствующая расходу жидкости от первого выхода 14 гидронасоса 1, к первому выходу подключается второй выход 17 гидронасоса 1 за счет подачи на вход дистанционно-управляемого клапана 12 управляющего сигнала 24, являющегося функцией режима работы моментного гидропривода.

При наличии управляющего сигнала на управляющем входе дистанционно-управляемого клапана 12, последний перекрывает выход рабочей жидкости в пополнительный гидробак 13, и жидкость с выхода 17 гидронасоса 1 поступает на вход обратного клапана 11 и далее через выход обратного клапана 11 соединяется с выходом 14 гидронасоса 1. Суммарный расход жидкости с выходов 14 и 17 гидронасоса 1 перепускается через увеличенную дросселирующую щель между золотником 6 и корпусом 4 из полости 16 в полость 19 и далее в полость 23 исполнительного гидродвигателя 9, обеспечивая тем самым увеличенную скорость исполнительного гидродвигателя 9 за пределами основного режима работа моментного гидропривода. Использование на практике данного технического решения позволило существенно снизить энергопотребление примерно на 40%.

Источники информации

1. Способ управления гидродвигателем и устройство для его осуществления, авт. св. № 922340, БИ № 15, 1982 г.

2. Моментный гидропривод, патент РФ № 2197650, БИ № 3, 2003 г.

Гидропривод предназначен для электрогидравлических следящих систем, в том числе систем наведения и стабилизации вооружения объектов бронетехники. Моментный гидропривод включает двухпоточный гидронасос постоянной производительности, электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель, пополнительный гидробак, обратный и дистанционно-управляемый клапан, при этом входы обратного и дистанционно-управляемого клапанов соединены со второй полостью нагнетания гидронасоса, выход обратного клапана соединен с первой полостью нагнетания гидронасоса, выход дистанционно-управляемого клапана соединен с пополнительным гидробаком. В гидроприводе гидронасос выполнен двухпоточным, один поток которого используется во всех режимах исполнительного двигателя, а второй поток подключается к первому потоку только кратковременно на период, когда скорость исполнительного двигателя превышает определенный порог. Технический результат - уменьшение энергопотребления электродвигателем гидронасоса. 1 ил.

Моментный гидропривод, содержащий гидроусилитель, включающий гидронасос и электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель с двумя полостями, пополнительный гидробак, отличающийся тем, что содержит обратный и дистанционно-управляемый клапаны, а гидронасос выполнен двухпоточным, первый выход которого соединен со входом электрогидравлического усилителя мощности, второй выход соединен со входами обратного и дистанционно-управляемого клапанов, при этом выход обратного клапана соединен с первым выходом гидронасоса, выход дистанционно-управляемого клапана соединен с пополнительным гидробаком.