Объемная гидромеханическая передача землеройной машины Советский патент 1983 года по МПК E02F9/22 

Изобретейие относится к области самоходных землеройных маший, а именно к объемным гидромеханическим передачам с регулированием скорости передвижения машины в зависимости от яагрузки на рабочем органе. Известна машина для разработки грунтов, включающая два дифференциальных механизма, связанных между собой, а также с двигателем, с валом привода рабочего хода, с валом привода рабочего органа н с органом отбора мощности в виде гидронасоса IJ. Недостатком указанной машины являются потери энергии на тормозном органе, а также снижение производительности машины при уменьшении скорости вращения рабочего органа одновременно с автоматическим уме.ньшением скорости передвижения при работе на прочных грунтах. Наиболее близким к изобретению является объемная гидромеханическая передача землеройной машины, включающая двигатель, два связанных между собой трехзвенных дифференциальных механизма, соединенных с двигателем машины через муфту, сцепления и с валом привода рабочего ор-. гана и механизма передвижения, регулируемый насос с элементом управления и гидрсмотор 2. Недостаток известной передачи заключается в том, что снижается скорость рабочего органа в процессе регулирования, что ведет к недоиспользованию мощности двигателя, к снижению производительности ма.шнйы. Целью изобретения является повышение производительности машины. Указанная цель достигается тем, что у объемной гидромеханической передачи землеройной машины, включающей двигатель, два связанных между собой трехзвеиных дифференциальных механизма, соединенных с двигателем машины через муфту сцепления и с валами привода рабочего оргайа и механизма передвижения, регулируемый насос с элементом управления и гидромотор, элемент управления регулируемого насоса имеет сливную линию с нерегулируемым дрос .„„„л.,..-.,„« , селем, а гидромеханическая передача снабжена механически связанным с двигателем дополнительным насосом, напорная магистраль Ko:j-oporo связана соответствейно со сливом посредством регулятора потока, и со ;сливйой линией элемента управления на участке между последним и Нерегулируемым дросселем.,, Кроме того, передача сйабжейа гидррцилиндром, шток которого связан с муфтой сцепления, и установленным в напорной магистрали дополнительного насоса гидравлически управляемым распределителем, в одной из позиций которого дополнительный насое связан с линией слива элемента управ лейия регулируемого насоса, а в другой - с полостями гидроцилиндра. При этом напорная 4агистраль регуЛируемого йасоса посредством предохранительлого клапана связана с гидроуправлением распределителя, а посредством нерегулируемого дросселя - со сливом. На фиг. 1: изображена гидрокийематическая схема объемней гидромеханической передачи землеройной машины; ни фиг. 2 - основные элементы дифференциальных механизмов передачи и планы скоростей для них. Объемная гидромеханическая передача землеройной машины включает два связанных между собой трехзвейНых дифференциальных механизма 1 и 2, которые соединены с двигателем 3 через муфту 4 сцепления с валом 5 привода рабочего органа и с валом 6 привода механизма 7 передвижения. Гидромеханическая передача включает также регулируемый насос 8, гидромотор 9 и дополйительйый насос 10, соединенные с гидробаком И. Дифференциальные механизмы содержат эпицик-пические шестерни 12 и 13, солнечНые шестерни 14 и 15,- водила 16 и 17, Солнечная шестерня 15 и водило 16 соединены между собой и соединены с валом 5 привода рабочего оргайа. Эпициклические шестерни 12 и 13 соединены с двигателем 3 через муфту 4 сцепления и зубчатые колеса 18--20. Водило 17 через зубчатые колеса соединено с валом 6 привода механизма 7передвижения. Вал 6 с помощью зубчатой муфты 24 может быть непосредственно соединен с двигателем 3. При этом прерываются кинематические связи между. зубчатыми колесами 12 и 18, 19 и 20, 23 и 22. Регулируемый насос В связан с зубчатым колесом 20 и снабжен элементом 25 управления. Гидромотор 9 связан с солнеч Ным колесом 14 и соединен с Насосом 8 гидролинией 26. Дополнительный насос 10 приводится двигателем 3 и соединен напорной гидролинией 27 и 28 с элементам 25 управления. Напорная гидррлиния 27 и 28 связана с гидробаком 11 через регулятор 29 потока и установленный параллельно ему нерегулируемый дроссель 30, а также через предохранительный клапан 31. Для защиты гидромеханической передачи от резких перегрузок муфты 4 сцеплейия снабжена элементом управления в виде гидроцилиндра 32. В гидррлийию 27 и 28 вводится распределитель 33, который соединен гидролинией 34 с гидррцилийдром 32, 3 гидррлинией 35 с гидррбаком 11. В о,аном положении распределитель 33 соединяет гидррлинии 27, 28 и 34, 35, а в другом положении - гидррлинии 27, -34 и 28, 35. Расределитель 33 имеет тидролннию 36 управейия, соединенную с баком II через нерегулируемый дроссель 37. Гидролиния 26 наоса 8 соединена с гндролинией 36 через редохранительный клапан 38.

Рабочий процесс землеройной машины с бъемной гидромеханической передачей осуествляется следующим образом.

Энергия от двигателя 3 через муфту 4 сцепления подводится к эпициклическим шестерням 12 и 13 дифференциальных механизмов ).и 2, а также к регулируемому на сосу 8. Скорости их вращения пропорцио нальны оборотам вала двигателя 3 и при номинальном режиме его работы соответствуют векторам Vtj и Vjj (фиг. 26, в). При этом дополнительный насос 10 создает в элементе 25 управления давление, необходимое для удержания люльки регулируемого наеоса 8 в положении Нулевого расхода; вал гндромотора 9 и солнечное колесо 14 затор: можены, и вектор скорости Уц равен нулю (фиг. 26). Частота вращения водила 16 и равная ей частота вращения солнечного колеса 15 (векторы /Цб ч Vi$ ) определяют частоту вращения вала 5 привода рабочего органа. Вектор скорости Vi7 (фиг. 2в) на водиле 17 определяет частоту вращения вала 6 привода механизма 7 передвижения и йанбольшую скорость передвижения машины на данной передаче коробки перемены передач механизма 7.

При переходе на более тяжелый грунт момент на рабочем органе увеличивается, снижаются обороты вала двигателя 3, и соответственно уменьшаются векторы Vjj i V}3 , пропорциональные оборотам эпициклиliecKHX шестерен 12 и 13. Однако частота вращения вала 5 не измеяется, так как при снижении оборотов двигателя 3 уменьшается расход дополнительного насоса 10, перепад давления на нерегулируемом дроссее 30 и давление на элементе 25 регулируемого насоса 8. Насос приводит во вращение

гидромотор 9 и солнечное колесо 14. Их часота вращения, соответствующая вектору (фиг. 26), такова, что частота вращения вала 5 и векторы Vjj и Vis остаются неизменными (фиг. 26, в). При этом вектор скорости и частота вращения водила 17 уменьшаются, что ведет к понижению скорости передвижения машины.

Таким образом, при увеличении нагрузки на рабочем органе скорость рабочего передвижения машины снижается автоматически, но частота вращения рабочего органа остается постоянной.

Если обороты двигателя 3 упадут до н жнего предельного значения, то скорость

передвижения уменьшается до нуля. При этом векторы скоростей эпициклических шестерен 12 и 13 станут равными , V , вектор скорости солвечного колеса 14 возрастает до значения Vj , а вектор скорости Vi7, определяющий скорость рабочего передвижения, уменьшается до Нуля. При дальнейшем снижении оборотов вала двигателя 3 происходит реверс передвижения, и машина отходит назад. Таким образом,

автоматически устанавливается скорость передвижения землеройной машины в зависимости от прочности разрабатываемого грунта, а также обеспечивается остановка ее при возрастании нагрузки на рабочий орган, например, при обрушении грунта, при натал кивании зубьев на пень и т.п.

Ручное управление приводом передвижения может осуществляться двумя способами: регулированием частоты вращения вала двн; гателя 3 путем изменения подачи топлива

0 рычагом газа или поворотом рукоятки регулятора 29 потока. В первом случае процесс управления аналогичен описанному. Во втором случае изменение частоты вращения солнечною колеса 14 происходит при постоянной частоте вращения вала двигателя 3,

5 что вызывает повышение скорости рабочего органа, т.е. при постоянных :Гначениях Bekторов Vj2 и Vj3 и появлении вектора Vi4. (фиг. 2а, г), векторы скоростей Vu и Vij увеличиваются до значений V н V/s Это

означает, что резание грунта производится с меньшей подачей, тонкими стружками, и улучшается процесс разработки.

При встрече рабочего органа с непреодолимым препятствием резко возрастают моменты во всех элементах трансмиссии, и следовательно, повышается давление рабочей жндкости в гидролинии 26. Срабатывает предохранительный клапан 38, и давление, определяемое перепадом на нерегулируемом дросселе 37, переключает гидрорас0 пределитель 33 во второе положение. Дополните.льный иасос 10 соединяется с гидроцилиндром 32, который отключает муфту 4 сцепления, отсоединяя трансмиссию от двигателя 3. При этом элемент 25 управления соединяется с гидробаком II, а нерегулируемый, насос пытается развить максимальную подачу, способствуя остановке машины.

Таким образом, объемная гидромеханическая передача позволяет батее полно реализовать мощность двигателя путем автома0 тического управления скоростью передвижения машины при постоянной скорости вращения рабочего органа, а также осуществить защиту трансмиссии от перегрузок.

I. ОБЪЕМНАЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ, включающая двигатель, два связапных между собой трехзвенных дифферен.циальных механизма, соединенных с двигателем машины через муфту сцепления и с валами привода рабочего органа и механизма передвижения, регулируемый насос с элементом управления и гидррмотор, отличающаяся тем, что, с целью повышения про1Изводительности машийы, элемент управлеззз игвх isissnifs НИН регулируемого насоса имеет сливяую линию с нерегулируемым дросселем, а гидромеханическая передача снабжена меха нически связанным с двигателем дополни тельным насосом, напорная магистраль которого связана соответствен но со сливом посредством регулятора потока и со сливной линией элемента управления на участке между последним и нерегулируемым дросселем. 2.Гидромеханическая передача по п. I, отличающаяся тем, что она снабжена гидроцилиндррм, шток которого связан с муфтой сцепления, и установленным в напорной магистрали дополнительного насоса гидравлическим управляемым распределителем, в одной из позиции которого дополнительный насос связан с линией слива элемента управления регулируемого насоса, а в другой - с полостями гидроцилиндра. 3.Гидромеханическая передача по п. 2, отличающаяся тем, что напорная магистраль регулируемого насоса посредством предохранительного клапана связана с гидроуправлением распределителя, а посредством нерегулируемого дросселя - со сливом.

//.f

фуг