Двухступенчатое управляющее устройство транспортного средства с компенсацией давления по крайней мере для двух потребителей Советский патент 1987 года по МПК B62D5/22 

1

Изобретение относится к гидравлическому управляющему устройству с двухступенчатой компенсацией давления.

Известно двухступенчатое управляющее устройство транспортного средства с компенсацией давления по крайней мере для двух потребителей, содержащее гидронасос, управляемый перепускным клапаном, управляющее устройство для каждого потребителя, в котором между насосной и входной линией находится регулятор перепада давления, управляемый с одной стороны пружиной и давлением из линии подачи потребителю и с другой стороны давлением из входной линии, причем управляющее устройство каждого потребителя выполнено в виде двухступенчатого усилителя потока, представляющего собой трехпозиционный гидрораспределитель и управляющее звено, подключенные к общей входной линии за регулятором перепада давления (проспект фирмы Danfoss, Дания, 1979).

Недостатком указанного устройства является сложность гидравлической системы.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в двухступенчатом управляющем устройстве транспортного средства с компенсацией давления по крайней мере для двух потребителей, содержащем гидронасос, управляемый перепускным клапаном, управляющее устройство для каждого потребителя, в котором между насосной и входной линией находится регулятор перепада давления, управляемый с одной стороны пружиной и давлением из линии подачи потребителю и с другой стороны давлением из входной линии, причем управляющее устройство каждого потребителя выполнено в виде двухступенчатого усилителя потока, представляющего собой трехпозиционный гидрораспределитель и управляющее звено, подключенные к общей входной линии за регулятором перепада давления, по крайней мере одно управляющее звено по крайней мере одного управляющего устройства выполнено в виде объемного дозировочного узла, выходы которого посредством управляющих линий соединены с усилителем потока.

Объемный дозировочный узел представляет собой объемный дозировочный гидронасос и трехпозиционный распределитель, соединенные между собой механически и гидравлически.

Объемный дозировочный узел представляет собой поворотный объемный дозировочный гидронасос, соединенный посредством управляющих линий и обратных клапанов с входной линией.

Входной вал объемного дозировочного узла снабжен управляющим устройством.

Управляющее звено представляет собой прямолинейный порщневой объемный дозировочный узел.

Управляющее звено представляет собой прямолинейный гидроцилиндр.

На фиг. 1 изображена схема двухступенчатого управляющего устройства; на фиг. 2 - управляющее звено, выполненное

как дозировочный гидронасос, соединенный с входной линией двумя обратными клапанами.

Двухступенчатое управляющее устройство с компенсацией давления состоит из

0 гидронасоса 1, соединенного с гидробаком 2, и общей насосной линии 3 с ответвлениями 4 и 5 к управляющим устройствам 6 и 7 потребителей 8 и 9. В контур возможно включить еще другие ответвления к другим управляющим устройствам и другим потреби телям. Первый потребитель 8 изображен как гидроцилиндр, второй потребитель 9 - как поворотный гидромотор. Потребитель 8 соединен с управляющим устройством 6 посредством двух линий 10 и 11 потребителя.

Q Аналогично потребитель 9 соединен с управляющим устройством 7 с помощью линий 12 и 13 потребителя. Управляющие устройства б и 7 выполнены как двухступенчатые усилители потока, содержащие управляющие звенья 14 и 15 и усилители 16

5 и 17 потока. При этом первое управляющее устройство 6 имеет управляющее звено 14, созданное как дозировочный гидронасос и состоящее из дозировочного гидронасоса 18 и управляющего распределителя 19, пока другое управляющее устройство 7 имеет

0 управляющее звено 15, созданное как четы- рехходовой трехпозиционный распределитель. Управляющие устройства 6 и 7 подключены к входным линиям 20 и 21 за регуляторами 22 и 23 перепада давления.

Управляющее звено 14 своим входом 24

посредством ответвления 25 соединено с входной линией 20, своим сливом 26 посредством ответвления 27 соединено со сливной линией 28 и управляющими линиями 29 и 30 соединено с первичными профилями 31 и 32

0 усилителя 16 потока. Подобно соединено управляющее звено 15 с усилителем 17 потока. Управляющее звено 14 снабжено управляющим устройством 33, например рулем Управляющее звено 15 снабжено управляющим устройством 34, например управляю5 щим рычагом. Управляющие звенья 14 и 15 могут быть снабжены кроме механических устройств, например, электромагнитными, электрогидравлическими, пневматическими , и т. д. Усилители 16 и 17 потока или, в случае потребности, другие усилители других управляющих устройств выполнены одинаково. Каждый усилитель 16, 17 потока, изображенный как трехпозиционный многовходовый распределитель, имеет входной канал 35, соединенный с парой вторичных профилей 36

5 и 37 непостоянного сечения, сливные каналы 38 и 39, соединенные с тормозящими профилями 40 и 41 непостоянного сечения, пару каналов 42 и 43 потребителя, соединен

ную линиями 10 и 11 (12 и 13) потребителя с потребителем 8 (9), далее пару торцовых управляющих полостей 44 и 45 с центрирующими пружинами 46 и 47, соединенных посредством ответвлений 48 и 49 с управляющими линиями 29 и 30 и парой сигнальных линий 50 и 51, сигнализирующих нагрузку и выходящих непосредственно возле каналов 42 и 43 потребителя. Вторичные профили 36 и 37 и первичные профили 31 и 32 расположены в парах 36, 31 и 37, 32, образую- щих гидропреобразователи 52 и 53. Гидропреобразователи 52 и 53 потока расположены на одних сторонах, тормозящие профили 40 и 41 - на других сторонах каналов 42 и 43 потребителя. В ответвлениях 48 и 49 управляющих линий 29 и 30 могут быть включены дроссели 54 и 55 и, в случае потребности, параллельно с ним тоже обратно клапаны 56 и 57. Дроссели 54 и 55 с обратными клапанами 56 и 57 могут быть расположены прямо в управляющих линиях 29 и 30. В этом случае надо немного увеличить размеры обратных клапанов 56 и 57.

Регулятор 22 перепада давления имеет пружинную управляющую полость 58 с пружиной 59, соединенную с управляющей линией 60, и противолежащую управляющую полость 61, соединенную с входной линией 20 с помощью ответвления 62. Регулятор 22 перепада давления поддерживает определенный перепад давления между входной линией 20 с ответвлением 25 и линией 10 или 11 подачи потребителю по направлению перестановки управляющего звена 14 управляющего устройства 6. Перепад давления PV определен начальным преднапряжением и крутизной силы пружины 59, чем возможно достичь требуемой зависимости перепада давления от потока через регулятор 22 перепада давления с почти постоянного перепада давления до перепада давления, выразительно падающего с потоком. В управляющей линии 60 может быть включен дроссель 63, а в ответвлении 62 может быть включен дроссель 64. Подобным образом регулятор 23 перепада давления поддерживает определенный перепад давления между вход ной линией 21 с ответвлением 65 и линией 12 или 13 подачи потребителю по направлению перестановки управляющего звена 15 управляющего устройства 7.

К насосной линии 3 параллельно подключен перепускной клапан 66, соединенный посредством пружинной управляющей полости 67 с концевой линией 68 и противолежащей управляющей полостью 69 ответвлением 70 с насосной линией 3. Концевая сигнальная линия 68 посредством сдвоенного обратного клапана 71 соединена с управляющими линиями 60 и 72 соседних управляющих устройств 6 и 7. Пружина 73 опре- деляет перепад давления Р, на который давление в насосной линии 3 выше, чем давление в наиболее нагруженной линии 10,

5

5

0 0

0

5

0

5

5

0

11 или 12, 13 наиболее нагруженного потребителя 8 или 9. Параллельно к пружинной управляющей полости 67 может быть присоединен управляющий перепускной клапан 74, который ограничивает максимальное значение давления в пружинной управляющей полости 67 и тем управляет величиной максимального давления в насосной линии 3. В случае применения управляющего перепускного клапана 74 является уместным включить в концевую сигнальную линию 68 дроссель 75. К обеспечению правильной работы управляющих устройств 6 и 7 надо, чтобы перепад давления PS перепускного клапана 66 был на какую-то величину (2-3 бар) больше, чем перепад давлеяия Р,, регуляторов 22 и 23 перепада давления. Параллельно к пружинной управляющей полости 67 может быть подключен меньший управляющий перепускной клапан 74, который ограничивает значение давления в пружинной управляющей полости 67 и тем величину давления в насосной линии 3. В случае применения управляющего перепускного клапана 74 рекомендуется включить в концевую линию дроссель 75. Взамен гидронасоса 1 вместе с перепускным клапаном 66 может быть применен регулируемый гидронасос с регулировочным устройство.м, соединенным с концевой сигнальной линией 68.

На фиг. 2 схематически изображено альтернативное решение управляющего звена 76, выполненного как поворотный гидронасос 77, соединенный посредством пары обратных клапанов 78 и 79 с входной линией 20.

Если управляющие устройства 33 и 34 не работают, то управляющие звенья 14 и 15 занимают среднее положение О, в котором соединяют управляющие линии 29 и 30 со сливами 26 и со сливной линией 28. Вследствие этого давления в управляющих полостях 34 и 35 уравновешены, и усилители 16 и 17 потока под действием центрирующих пружин 46 и 47 находятся в среднем положении О, в котором линии 10, 11 или 12 и 13 закрыты и положение потребителей 8 и 9 арретировано. Из сигнальных линий 50 и 51 усилителя 16 потока в управляющую линию 60 и из сигнальных линий 50 и 51 усилителя 17 потока в управляющую линию 72, затем через сдвоенный обратный клапан 71 в управляющую линию 72 и затем через сдвоенный обратный клапан 71 и концевую сигнальную линию 68 в пружинную управляющую полость 61 перепускного клапана 66 поступает низкое (сливное) давление. Вследствие этого перепускной клапан 66 настроится таким образом, что общий поток из гидронасоса 1 проходит при низком давлении в гидробак 2.

Если приведется в движение устройство 33, например если руль переместится вправо, то переместится прежде всего управляющий распределитель 19 управляющего звена 14 в положение R. Пропорционально своим оборотам дозировочный насос 18 отбирает жидкость ответвлением 25 из входной линии 20, дозирует ее и управляющим профилем 80 и потом управляющей линией 29 направляет ее в левую торцовую управляющую полость 44 усилителя 16 потока. Усилитель 16 потока переместится в положение R.

Как схематически изображено на фиг. 1, канал 42 подачи потребителю через вторичные профили 36 соединится в положении R с входной линией 20, через первичные профили 37 с (подводящей) управляющей линией 29, сигнальной линией 50, с управляющей линией 29, сигнальной линией 50, с управляющей полостью 45 и управляющей линией 60 с пружинной управляющей полостью 58 регулятора 22 перепада давления и потом через сдвоенный обратный клапан 71 и концевую сигнальную линию 68 с пружинной управляющей полостью 61 перепускного клапана 66. Автоматически настроится как регулятор 22 перепада давления, так и перепускной клапан 66. Например, если находится в линии 10 подачи потребителю мгновенное давление - нагрузка 50 бар, настроится регулятором перепада давления во входной линии 20 давление, например 55 бар, и перепускным клапаном 66 давление в насосной линии 3, например 58 бар. Жидкость из гидронасоса 1 протекает по насосной линии 3 через регулятор 22 перепада давления во входную линию 20 и из нее в обе ступени управляющего устройства 6 управляющего звена 14 усилителя 16 потока, а избыток , потока протекает через перепускной клапан 66 в гидробак 2. Управляющий поток q, дозируемый дозировочным насосом 18, вытекает из управляющей линии 29 через первичные профили 31 усилителя 16 потока. Одновременно с синхронно открывающимися вторичными профилями 23 протекает в канал 42 потребителя рабочий поток Q. Оба потока (управляющий q и рабочий Q) соединяются в канале 42 потребителя в общий поток Q.., Q-{-q и поступают линией 10 потребителя в потребитель 8 - гидроцилиндр. Одновременно из канала 42 потребителя

15

бителя 8 жидкость порщнем нагнетается линией 11 потребителя, каналом 42 потребителя через тормозящие профили 41 в сливной канал 38 усилителя 16 потока, затем сливной

линией 81 - Б гидробак 2. Перепад давления PV- используется для управления управляющим потоком 7 в управляющих профилях 80 и 82 управляющего звена 14 и в первичных профилях 31 и 32 усилителя 16 потока и одновременно для управления бочим потоком Q во вторичных профилях 26. Одновременно площадь сечения потока А 1(у} вторичных профилей 26 и 27 большая, чем площадь сечения потока (y) первичных профилей 31 и 32 и чем площадь сечения потока (x) управляющих профилей 80 и 82, где X - перемещение управляющего звена 14 или 15 и у - перемещение усилителя 16 или 17 потока. Приведенные площади сечения потока А, а, R а преднапряжение и силовые характеристики центрирующих пру20 жин 46 и 47 усилителя 16 потока и пружин 73 регуляторов 22 и 23 перепада давления можно при необходимости в очень щироком диапазоне изменять и тем самым достигать требуемых свойств, в том числе расходной характеристики усилителя 16 или 17 потока и т. д. Например, при низком управляющем потоке q можно достигать больщого потока потребителя Q. Отнощение потока потребителя Q, и управляющего потока q, называемое усилением, может быть применено в щироком диапазоне, например 2-100. Если работают оба управляющих звена 14 и 15, то оба усилителя 16 и 17 потока перемещены в рабочие положения R или L и работают оба потребителя 8 и 9. При этом сигнал давления из потребителя 8 переноос сится управляющей линией 60 и сигнал давления из потребителя 9 переносится управляющей линией 72 к сдвоенному обратному клапану 71, который автоматически перестроится так, что пропускает высщий сигнал давления концевой сигнальной линией 68

40 к перепускному клапану 66. Одновременно сигналами давления из потребителей 8 и 9 настроятся регуляторы 22 и 23 перепадов давления таким образом, что во входной линии 20 давление на значение Р,/ больщее.

25

30

поступает сигнальной линией 5 в управляю- . чем в линии 10 или 11 потребителя, и во входщую полость 45 пренебрежительно малый сигнальный поток Q, который идет через дроссель 55 ответвлением 49, управляющей линией 30, через управляющий распределитель 19 в слив 26. Этим обеспечивается то, что между управляющей линией 29 подачи, соединенной с активной торцовой управляющей полостью 44 и противолежащей пассивной торцовой управляющей полостью 45, имеется при всех нагрузках потребителя 8 постоянный перепад давления, который на потери давления потока в управляющем звене 14 меньщий, чем перепад давления Ру, поддерживаемый регулятором 22 перепада давления. Из правой полости стока потреной линии давление на значение Ру больщее, чем давление в линии 12 или 13 потребителя. Например, если в линии 7 потребителя находится мгновенное давление 50 бар и в линии 12 потребителя давление 100 бар, в на5Q сосной линии 3 перепускным клапаном настроится давление около 108 бар, во входной линии 20 настроится регулятором 22 перепада давления давление около 55 бар и во входной линии настроится регулятором 23 перепада давления давление около 105 бар.

55 В потребители 8 и 9 притекают требуемые количества и избыток перепускным клапаном 66 перепускается в гидробак 2. Потребитель 8 управляется описанным способом.

5

бителя 8 жидкость порщнем нагнетается линией 11 потребителя, каналом 42 потребителя через тормозящие профили 41 в сливной канал 38 усилителя 16 потока, затем сливной

линией 81 - Б гидробак 2. Перепад давления PV- используется для управления управляющим потоком 7 в управляющих профилях 80 и 82 управляющего звена 14 и в первичных профилях 31 и 32 усилителя 16 потока и одновременно для управления ра0 бочим потоком Q во вторичных профилях 26. Одновременно площадь сечения потока А 1(у} вторичных профилей 26 и 27 большая, чем площадь сечения потока (y) первичных профилей 31 и 32 и чем площадь сечения потока (x) управляющих профилей 80 и 82, где X - перемещение управляющего звена 14 или 15 и у - перемещение усилителя 16 или 17 потока. Приведенные площади сечения потока А, а, R а преднапряжение и силовые характеристики центрирующих пру0 жин 46 и 47 усилителя 16 потока и пружин 73 регуляторов 22 и 23 перепада давления можно при необходимости в очень щироком диапазоне изменять и тем самым достигать требуемых свойств, в том числе расходной характеристики усилителя 16 или 17 потока и т. д. Например, при низком управляющем потоке q можно достигать больщого потока потребителя Q. Отнощение потока потребителя Q, и управляющего потока q, называемое усилением, может быть применено в щироком диапазоне, например 2-100. Если работают оба управляющих звена 14 и 15, то оба усилителя 16 и 17 потока перемещены в рабочие положения R или L и работают оба потребителя 8 и 9. При этом сигнал давления из потребителя 8 перенос сится управляющей линией 60 и сигнал давления из потребителя 9 переносится управляющей линией 72 к сдвоенному обратному клапану 71, который автоматически перестроится так, что пропускает высщий сигнал давления концевой сигнальной линией 68

0 к перепускному клапану 66. Одновременно сигналами давления из потребителей 8 и 9 настроятся регуляторы 22 и 23 перепадов давления таким образом, что во входной линии 20 давление на значение Р,/ больщее.

5

0

ной линии давление на значение Ру больщее, чем давление в линии 12 или 13 потребителя. Например, если в линии 7 потребителя находится мгновенное давление 50 бар и в линии 12 потребителя давление 100 бар, в наQ сосной линии 3 перепускным клапаном настроится давление около 108 бар, во входной линии 20 настроится регулятором 22 перепада давления давление около 55 бар и во входной линии настроится регулятором 23 перепада давления давление около 105 бар.

5 В потребители 8 и 9 притекают требуемые количества и избыток перепускным клапаном 66 перепускается в гидробак 2. Потребитель 8 управляется описанным способом.

Потребитель 9 управляется посредством управляющего звена 15 с управляющим устройством 34 - управляющим рычагом. Если переместится управляющее звено 15, например в положение /, то переместится усилитель 17 потока в положение R. Часть жидкости из насоса 1 протекает по насосной линии 3 через регулятор 23 перепада давления во входную линию и из нее в обе ступени: управляющее звено 15 и усилитель 17 потока управляющего устройства 7. При этом пропорционально перестановке управляющего звена 15 - открытию его управляющих профилей 80 - переместится и усилитель 17 потока так, что откроются синхронно вторичные профили 26 и первичные профили 31 и тормозящие профили 41. Усилитель 17 потока работает так же, как усилитель 16 потока.

Управляющее звено 76, выполненное (фиг. 2) как поворотный дозировочный гидронасос 77, действует на усилитель 16 потока с подобным эффектом, как управляющее звено 14 на фиг. 1. Если управляющее устройство 33 (руль) не работает, то давления в управляющих линиях 29 и 30 уравновешены и усилитель 16 потока находится в среднем положении 0. Если действует оператор на управляющее устройство 33 (руль), то преобразуется крутящий момент из управляющего устройства 33 в дозировочном гидронасосе 77 в перепад давления между всасывающей и напорной управляющей линиями 29 и 30. Если управляющее устройство переместится, например, вправо, в напорной управляющей линии 29 давление будет на какую-то величину больще, чем во всасывающей управляющей линии 30. Вследствие этого обратный клапан 78 закрыт и обратный клапан 79 открыт. Поворотом дозировочного насоса 77 направо всасывается жидкость из ответвления 25 входной линии 11 через приподнятый обратный клапан 79, управляющей линией 30 и напорной управляющей линией 29 транспортируется в левую управляющую полость 44 усилителя 16 потока. При этом усилитель 16 потока и целое управляющее устройство 6 работают так же, как на фиг. 1.

Предлагаемое гидравлическое устройство управления может использовать как командные управляющие звенья, управляющие потоком, так и дозировочные управляющие звенья, следовательно, может выполнять работу как распределителей, так и сервомеханизмов. Это является выгодой главным образом в мобильных средствах и ма- щинах, в которых появляется одновременно необходимость обоих типов управляющих устройств, например, управление лопатой и управление направлением движения погрузчиков или экскаваторов. То, что предлагаемое устройство позволяет обеспечить

управление разновидными потребителями с разными требованиями к управлению единственным управляющим устройством, питаемым единственным источником - гидронасосом, дает возможность существенно упрос- тить гидравлические системы устройств и мащин, главным образом подвижных.

Гидравлическое устройство управления может быть как целиком, так и в отдельности выполнено во многих эквивалентных аль0 тернативных исполнениях. Взамен поворотного дозировочного гидронасоса 18 может быть применена порщневая дозировочная гидромащина, например гидроцилиндр с дополнением утечек в средних и крайних полос жениях. Как командные управляющие звенья, так и дозировочные гидронасосы не должны быть управляемы вручную, а посредством гидравлических, пневматических, электрических или комбинированных элементов.

0

Формула изобретения

5

1.Двухступенчатое управляющее устройство транспортного средства с компенсацией давления по крайней мере для двух потребителей, содержащее гидронасос, управляемый перепускным клапаном, управляющее устройство для каждого потребителя, в котором между насосной и входной линией находится регулятор перепада давQ ления, управляемый с одной стороны давлением из линии подачи потребителю и с другой стороны давлением из входной линии, причем управляющее устройство каждого потребителя выполнено в виде двухступенчатого усилителя потока, представляющего

5 собой трехпозиционный гидрораспределитель и управляющее звено, подключенное к общей входной линии за регулятором перепада давления, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, по крайней мере одно управляющее звено по крайней

0 мере одного управляющего устройства выполнено в виде объемного дозировочного узла, выходы которого посредством управляющих линий соединены с усилителем потока.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что объемный дозировочный узел представляет собой объемный дозировочный гидронасос и трехпозиционный распределитель, соединенные между собой механически и гидравлически.

Q 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что объемный дозировочный узел представляет собой поворотный объемный дтозиро- вочный гидронасос, соединенный посредством управляющих линий и обратных клапанов с входной линией.

5 4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что входной вал объемного дозировочного узла снабжен управляющим устройством.

5

1357295

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляющее звено представляет собой прямолинейный поршневой объемный дозировочный узел.

10

6. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что управляющее звено представляет собой прямолинейный гидроцилиндр.

Изобретение относится к гидравлическому управляющему устройству с двухступенчатой компенсацией давления. Цель изобретения - упрощение конструкции. Устройство содержит насос, соединенный с гидробаком и управляющими устройствами потребителей, питаемых QT общего насоса, которые могут выполнять функцию как пропорционального распределителя, так и сервомеханизма. В управляющем устройстве управляющее звено может быть выполнено или как. гидроцилиндр, или как объемный дозировочный узел. 5 з. п. ф-лы, 2 ил. QO сд го со СП

JJ

-JO

Фиг. 2