Регулируемый гидропривод Советский патент 1983 года по МПК F15B11/02 

Изобретение относится к гидроавтоматике, в частности к гидроприводам с клапанным регулированием- скорости, работающим в условиях знакопеременных нагрузок, и может быть использовано для управлен Гя навесными орудиями тракторов и дорожностроительных машин.

Известен гидропривод, содержащий источник питания, гидродвигатель, рабочие полости которого сообщены с источником питания через трехпозииионный гидрораспределитель, два дифференциальных гидроуправляемых клапана, подключенных к рабочим полостям гидродвигателя и линии слива, а полость управления каждого дифференциального клапана связана с одной стороны через дроссель с рабочими полостями гидродвигателя, с другой стороны через дроссель с регулирующим дросселем, управляемым электромагнитом, который позволяет регулировать скорость движения выходного звена гидродвигателя в условиях знакомеременной нагрузки, имеет электрогидравлическое управление и обеспечивает режимы «Нейтрально-Заперто, «Подъем и «Плавающее положение 1.

Однако гидропривод характеризуется низким КПД и недостаточно жесткими механическими характеристиками. Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый гидропривод, содержащий насос, разгрузочно-предохранительный гидроклапан, гйдроцилиндр, рабочие полости которого сообщены через релейные гидроклапаны с линией нагнетания и через пропорциональные гидроклапаны - с линией слива, и два регулирующих двухкромочных золотника, при этом заклапанные полости каждого гидроклапана соединены с соответствующими рабочими кромкам регулирующих зо.тотников 2.

Недостатками указанного гидроклапана являются низкий КПД и малая жесткость механической характеристики, т.е. скорость перемещения порщня гидроцилиндра зависит от внещней нагрузки, приложенной к щтоку, что оказывает отрицательное влияние на выходные показатели трактора.

Цель изобретения - улучщение энергетических показателей и повыщение жесткости механической характеристики гидропривода.

Указанная цель достигается тем, что регулируемый гидропривод, содержащий насос, разгрузочно-предохранительный гидроклапан, гидроцилиндр, рабочие полости которого сообщены через релейные гидроклапаны с линией нагнетания и через пропорциональные гидроклапаны - с линией слива, и два регулирующих двухкромочных золотника, при этом заклапанные полости каждого гидроклапана соединены с соответствующими рабочими кромками регулирующих золотников, снабжен регулирующим подпружиненным однокромочным золотНИКОМ с управляющей полостью и четырехкромочным распределительным золотником, торцовые полости которого соединены с заклапанными полостями релейных гидррклапанов, входные каналы - с предклапанными и заклапанными полостями пропорциональных гидроклапанов, один из выходов четырехкромочного золотника сообщен с линией слива через однокромочный золотник, управляющая полость которого сообщена с другим выходом четы-рехкромочного золотника.

На чертеже изображен предлагаемый регулируемый гидропривод.

Регулируемый гидропривод содержит нерегулируемый насос I, разгрузочно-предохранительный гидроклапан 2, гидроцилиндр 3, два установленных в гидролиниях нагнетания с пружинами малой жесткости релейных гидроклапана 4 и 5, регулирующие двухкромочные золотники 6 и 7, управляемые при помощи пропорциональных электромагнитов 8 и 9, четырехкромочный распределительный золотник 10, два пропорциональных гидроклапана 11 и 12, регулирующий однокромочный золотник 13, соединенный с распределительным золотником 10. Разгрузочно-предохранительный гидроклапан 2, включающий в себя основной 14, вспомогательный 15 клапаны и золотник 16, связанный с якорем электромагнита 17, работает в двух режимах: при отсутствии электрического сигнала в электромагните 17 - в режиме разгрузочного, а при наличии электрического сигнала - в режиме предохранительного.

Заклапанные полости 18, 19, 20 и 21 соединены с рабочими кромками окон 22, 23, 24 и 25 соответственно. Входные каналы 26 и 27 соединены с предклапанными полостями 28 и 29 гидроклапанов 11 и 12, а входные каналы 30 и 31 - с заклапанными полостями 20 и 21.

Выходной канал 32 соединен с управляющей полостью 33 золотника 13, а выходной канал 34 через золотник 13 - с линией 35 слива. Рабочие полости 36 и 37 гидроцилиндра 3 сообщены через гидроклапаны 4 и 5 с линией 38 нагнетания и линией 35 слива. Гидроцилиндр 3 содержит порщень 39 со щтоком 40, золотник 10 имеет торцовые полости 41 и 42. Линия слива 35 соединена с гидробаком 43.

Выходной канал 34 соединен с линией слива 35 через окно 44 золотника 13.

Гидропривод работает следующим образом.

Режим «Нейтрально-Заперто, обеспечивающий удержание порщня 39 гидроцилиндра 3 в любом его положении, достигается при отсутствии электрического сигнала в электромагнитах 8, 9 и 17. Гидроклапаны 4,5 и 11 закрыты и рабочие полости 36 и 37 гидроцилиндра 3 отсоединены от линий нагнетания 38 и слива 35. При работающем насосе 1 вся рабочая жидкость поступает через гидроклапан 2, работающий в режиме разгрузочном, на слив. В режиме «Подъем - на электромагниты 9 и 17 подаются электрические сигналы управления, обмотка электромагнита 8 обесточена. В соответствии с поданными электрическими сигналами гидроклапан 2 переходит в режим предохранительного, регулирующий двухкромочный золотник 7 смещается влево и открывает рабочие окна 23 и 25. В результате давление в заклапанной полости 19 релейного гидроклапана 5 и в верхней (по чертежу) торцовой полости 41 четырехкромочногораспределительного золотника 10 понизится до давления слива. Релейный гидроклапан 5 полнностью откроется и обеспечит подачу рабочей жидкости от насоса 1 в нижнюю полость 37 гидроцилиндра 3. Распределительный золотник 10 сместится в крайнее верхнее (по чертежу) положение и соединит полость 36 гидроцилиндра 3 с управляющей полостью 33 регулирующего однокромочного золотника 13. Пропорциональный гидроклапан 12 из-за изменения давления в заклапанной полости 21, зависящего отхода регулирующего двухкромочного золотника 7, управляемого электромагнитом 9, откроется на величину,, пропорциональную электрическому сигналу, подаваемому на электромагнит 9, и обеспечит регулирование расхода рабочей жидкости, вытесняемой из верхней полости 36 гидроцилиндра 3 в гидробак 43. В результате порщень 39 гидроцилиндра 3 будет перемещаться вверх со скоростью, пропорциональнОй электрическому сигналу управления. Для обеспечения независимости скорости движения поршня 39 гидроцилиндра 3 от величины противодействующей нагрузки на входе пропорционального гидроклапана 12 поддерживается путем перемещения пропорционального гидроклапана 11 постоянное давление. При возрастании давления перед пропорциональным гидроклапаном 12, что соответствует уменьщению нагрузки на щтоке 40 гидроцилиндра 3, регулирующий однокромочный золотник 13 будет перемещаться вниз, увеличивая площадь сечения рабочего окна 44 и тем самым уменьшая давление в заклапанйой полости 20 пропорциональнбго гидроклапана 11, последний переместится на величину, пропорциональную смещению однокромочного золотника 13 и обеспечит требуемое давление на входе пропорционального гидроклапана 12. При понижении давления перед пропорциональным гидроклапаном 12, т.е. при увеличении нагрузки на штоке 40 гидроцилиндра 3, регулирующий однокромочный золотник 13 будет перемещаться вверх, уменьшая площадь сечения рабочего окна 44 и тем самым увеличивая давление в заклапанной полости 20 пропорционального гидроклапана II, который вследствие этого прикроется и обеспечит на входе пропорционального гидроклапана 12 требуемое давление. Так как давление на входе пропорционального гидроклапанаЧ2 расходуется на непроизводительные потери, то его выбирают минимальным, что предопределяет высокие энергетические показатели гидропривода. При помогающей нагрузке давление перед пропорциональным гидроклапаном 12, а следовательно, и в.верхней торцовой полости 33 однокромочного золотника 13, определяемое величиной приложенной нагрузки, будет выше расчетного, что приведет к увеличению площади сечения рабочего окна 44 золотника 13 и в соответствии с этим большему открытию пропорционального гидроклапана 11. fe результате давление на выходе насоса 1 будет минимальным, что обусловит малое потребление энергии от приводного двигателя. В режиме «Опускание электрические сигналы подаются на электромагниты 8 и 17, обмотка электромагнита 9 обесточена. В соответствии с электрическими сигналами управления гидроклапан 2 переходит в режим предохранительного, двухкромочный золотник 6 смещается вправо и открывает рабочие окна 22 и 24. При этом релейный ридроклапан 4 полностью откроется, пропорциональный гидроклапан 11 откроется на величину, пропорциональную поданному электтрическому сигналу, распределительный золотник 10 сместится в крайнее нижнее положение и соединит полость 37 гидроцилиндра 3 с верхней торцовой полостью 33 однокромочного золотника 13. В результате р;абочая жидкость от насоса 1 начнет поступать в верхнюю полость 36 и вытесняться из нижней полости 37 гидроцилиндра 3, поршень 39 гидроцилиндра будет перемещаться вниз со скоростью, пропорциональной электрическому сигналу управления. Независимость скорости движения поршня 39 гидроцилиндра 3 от величины противодействующей нагрузки осуществляется путем поддержания на входе пропорционального гидроклапана 11 постоянного давления. Это достигается соответствующим открытием пропорционального гидроклапана 12, давление в заклапанной полости 21 которого регулируется однокромочным золотником 13. Принцип работы в режиме «Спускание такой же, как и в режиме «Подъем. Режим «Плавающее положение, при котором происходит движение поршня 39. гидроцилиндра 3 под действием внешней знакопеременной нагрузки, обеспечивается при подаче максимального электрического сигнала на обмотки электромагнитов 8, 9 и 17. При этом гидроклапан 2 переключится в режим предохранительного, двухкромочный золотник 6 сместится в крани,:. правое, а двухкромочный золотник 7 в крайнее левое положение. В результате давление в заклапанных полостях 18-21 гидроклапанов 4, 5 и И, 12 понизится до давления слива, что приведет к их полному открытию. При отсутствии внешних воздействий рабочая жидкость будет циркулировать без перемещения поршня 39 гидроцилиндра 3 от насоса 1 через гидроклапаны 4, 12 и 5, 11 в гидробак 43. При движении поршня 39 под действием внешнего возмущения вверх рабочая жидкость от насоса 1 через гидроклапан 5 поступает в нижнюю полость 37 гидроцилиндра 3. Из верхней полости 36 гидроцилиндра 3 рабочая жидкость вытесняется через гидроклапан 12 в гидробак 43. При движении поршня 39 вниз под действием приложенной нагрузки рабочая жидкость от насоса 1 поступает в верхнюю полость 36 гидроцилиндрй 3 через гидроклапан 4 и вытесняется из нижней полости 37 через гидроклапан 11.

Таким образом, предлагаемый гидропривод, обеспечивая режимы работы «Нейтрально-Заперто, «Плавающее положение, а также регулирование скорости при подъеме и опускании поршня гидроцилиндра, обладает по сравнению с известным, благодаря организации обратной связи по давлению,

введению регулирующего однокромочного золотника и четырехкромочного распределительного золотника механической характеристикой требуемой жесткости и высокими энергетическими показателями, обусловленными изменением напорного давления в зависимости от нагрузки в процессе регулирования, т.е. высоким КПД при противодействующей нагрузке и малой потребной мощностью при помогающей нагрузке.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ГИДРОПРИВОД, содержащий насос, разгрузочно-предохранительный гидроклапан, гидроцилиндр, рабочие полости которого сообщены через релейные гидроклапаны с линией нагнетания и через пропорциональные гидрокЛапаны - с линией слива, и два регулирующих двухкромочных золотника, при этом заклапанные полости каждого гидроклапана соединены с соответствующими рабочими кромками регулирующих золотников, отличающийся тем, что, с целью улуцщения энергетических показателей и повышения жесткости механической характеристики гидропривода, он снабжен регулирующим подпружиненным однокромочным золотником с управляющей йолостью и четырехкромочным распределительным золотником, торцовые полости которого соединены с заклапаннь ми полостями релейных гидроклапаков, входные каналы - с подклапанными и заклапанными полостями пропорциональных гидроклапанов, один из выходов четырехкромочного золотника сообщен с линией слива а S6 через однокромочный золотник, управляющая полость которого сообщена с другим (Л выходом четырехкромочного золотника. С5 4 О СП О