Стенд для испытаний двух объемных регулируемых гидропередач Советский патент 1988 года по МПК F15B19/00 

S

(Л

о: сл

00 О1

со

моторов 12 и 13 соединены между собой. Система 9 управления содержит пропорциональные преобразователи (ПП) 14 и 15, суммирующий блок 16 и задатчики 17 и 18. Задатчик 17 соединен через ПП 14 с органом 19 регулирования производительности насоса 5 ГП 7 и через блок 16, к к-рому подключен задатчик 18, через ПП 15 с органом 20 регулирования насоса 6 ГП 8. Блок 16 м. б. выполнен в виде сумматоров (С) 21 и 22 и инвертора 23. С 21 установлен в линии связи задатчика 17 с ПП 14, подключенным к ГП 7, задатчик 18 связан с С 22 через инвертор 23 и непосредственно с С 21. Задатчик 17 связан с ПП 15, подключенным к ГП 8, через С 22. Стенд м. б. снабжен коммутатором и двумя датчиками перепада давления, установленными в гидролиниях ГП и подключенными к, блоку 16. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для испытаний гидропередач в широком диапазоне статических и динамических режимов нагру- жения с рекуперацией энергии и обеспечением воспроизведения основных параметров задавае.мых режимов испытаний. Вал 2 приводного двигателя 1 связан с валами 3 и 4 насосов 5 и 6 испытуемых гидропередач (ГП) 7 и 8, а валы 10 и 11 их гидро

1

Изобретение относится к экспериментальному исследованию гидроприводов, а именно объемных регулируемых гидропередач, и может быть использовано для контроля и диагностики технического состояния объемных регулируемых гидропередач в широком диапазоне статических и динамических режимов нагружения с рекуперацией энергии, с обеспечением воспроизведения основных параметров задаваемых режимов испытаний.

Цель изобретения - рекуперирование энергии и повышение точности воспроизведения параметров режима испытаний каждой из гидропередач.

На фиг. 1 представлена схема стенда для обкатки и ресурсных испытаний двух объемных регулируемых гидропередач; на фиг. 2 - то же, для контроля характеристик при испытаниях.

Стенд для испытаний (фиг. 1 и 2) содержит приводной двигатель 1, вал 2 которого связан с валами 3 и 4 гидронасосов 5 и 6 испытуемых гидропередач 7 и 8 соответственно, а также систему 9, управления. При этом валы 10 и 11 гидромоторов 12 и 13 гидропередач 7 и 8 соединены между собой, а система 9 управления содержит два пропорциональных преобразователя 14 и 15, суммирующий блок 16 и два задатчика 17 и 18, один из которых (17) соединен через один пропорциональный преобразователь 14 с органом 19 регулирования производительности гидронасоса 5 первой испытуемой гидропередачи 7 и через суммирующий блок 16, к которому подключен второй задатчик 18, через другой пропорциональный преобразователь 15 -с органом 20 регулирования второй испытуемой гидропередачи 8. Суммирующий блок 16 может быть выполнен в виде двух сумматоров 21 и 22 и инвертора 23, причем первый сумматор 21 установлен в линии 24 связи задатчика 17 с пропорциональным преобразователем 14, подключенным к первой испытуемой гидропередаче 7, второй задатчик 18 связан с вторым сумматором 22

через инвертор 23 и непосредственно - с первым сумматором 21, а первый задатчик 17 связан с пропорциональным преобразователем 15, подключенным к второй испытуемой гидропередаче 8, через второй сумма- тор 22.

Стенд снабжен коммутатором 25 и двумя датчиками 26 и 27 перепада давления. Коммутатор 25 включает три пары 28-30 контактов 31-36, через первую пару 28 из которых пропорциональный преобразователь 14, связанный с органом 19 регулирования производительности гидронасоса 5 первой испытуемой гидропередачи 7, подключен к пер-, вому задатчику 17 и к суммирующему блоку 16 непосредственно. Через вторую пару 29

5 контактов 33 и 34 пропорциональный преобразователь 15, связанный с второй испытуе- мой гидропередачей 8, подключен к суммирующему блоку 16 и к первому задатчику 17. Через третью пару 30 контактов 35 и 36 два датчика 26 и 27 перепада давления, уста0 новленные каждый в гидролиниях 37-40 одной из гидропередач 7 и 8 соответственно подключены к суммирующему блоку 16. Стенд для обкатки и испытаний на ресурс (фиг. 1) функционирует следующим

5 образом.

При проведении испытаний осуществляется взаимное нагружение двух гидропередач 7 и 8, причем, если, например, первая гидропередача 7 при включении приводного двигателя 1 и передаче крутящего мо0 мента с вала 2 к валам 3 и 4 гидронасосов 5 и 6 соответственно работает в двигательном режиме, т. е. ее гидронасос 5 работает в режиме насоса, а гидромотор 12 - в режиме мотора, то вторая гидро передача 8 работает в режиме рекупе5 ративного торможения, т. е. ее гидромотор 13 работает в режиме насоса, а гидронасос 6 - в режиме мотора. При этом через замыкаемую посредством валов 10 и 11 гидромоторов 12 и 13 связь осуществляется рекуперация части механической энергии на

вал 3 гидронасоса 5 первой гидропередачи 7.

Мощность приводного двигателя 1 (Nno ) определяется по формуле

N„0 Л -Л/рек УУ(1-г11-Л2),

где N - мощность на валу гидронасоса первой гидропередачи; 111 и Л2 - полные КПД первой 7 и второй 8

гидропередач.

Скорость вращения со валов 10 и И гидромоторов 12 и 13 испытуемых гидропередач 7 и 8, а также либо крутящий момент М нагрузки на валах 10 и 11 гидромоторов 12 и 13, либо пропорциональный ему перепад давления ДЯ в гидромагистралях 37, 38 и 39, 40 выбираются в качестве задаваемых параметров регулирования при испытаниях, для которых имеется взаимосвязь через текущие значения YI и 72- положений органов 19 и 20 регулирования испытуемых гидропередач 7 и 8.

Система 9 управления позволяет осуществлять независимое автоматическое управление режимами испытаний, при этом сигналы в виде напряжений U и 1/2 поступают с первого 17 и второго 18 задатчи- ков суммирующий блок 16, а именно в сумматоры 21 и 22, в пропорциональные преобразователи 14 и 15, причем на вход пропорционального преобразователя 14 подается сигнал в виде суммы напряжений U + Uz, а на вход преобразователя 15 - в виде разности напряжений L/i-1/2 (из-за имеющегося между задатчиком 18 и преобразователем 15 инвентора 23).

Преобразованные электрические сигналы с пропорциональных преобразователей 14 и 15 поступают на органы 19 и 20 регулирования производительности гидронасосов 5 и б гидропередач 7 и 8 соответственно. Причем положение органов 19 и 20 регулирования определяется как

(и, + и2); (f/i-t/2),

где Кпп - коэффициенты пропорциональности или крутизна пропорционального преобразователя. При этом параметры скорости вращения

гидромоторов сор и перепады давлений АР

в гидролиниях равны

r /Ciot/i;

AP(pi/2,

где Ktd и /С р - коэффициенты пропорциональности.

Таким образом, сигнал U первого задат- чика 17 влияет только на скорость совместного вращения валов гидромоторов, а-сигнал второго задатчика 18 определяет момент Мр их взаимного нагружения.

В случае изменения двигательного режима каждой из двух гидропередач на противоположный работа стенда происходит аналогично.

При контроле и диагностировании состояния гидропередач при условии постоянства скорости вращения вала гидронасоса а) в качестве задаваемых параметров режима являются положение органа регулирования контролируемой гидропередачи у и оерепад давления АР« в ее гидролиниях.

Стенд для испытаний с контролем характеристик (фиг. 2) функционирует следующим образом.

В случае контроля параметров, например, первой гидропередачи 7 крутящий момент приводного двигателя 1 с помощью

вала 2 передается валам 3 и 4 гидронасосов 5 и 4 первой 7 н второй 8 гидропередач, при этом благодаря замыканию валов 10 и 11 гидромоторов 12 и 13 соответственно вторая гидропередача 8 может использоваться в качестве нагружающей. Две

гидропередачи 7 и 8 образуют такой же замкнутый гидромеханический контур, в котором аналогично испытаниям обкатки и на ресурс осуществляется рекуперация энергии в статических и динамических режимах

функционирования гидропередач 7 и 8. На базе нагружающей гидропередачи 8 строится следящая по нагружающему воздействию система, воспроизводящая задаваемый параметр режима контроля.

Сигнал с выхода первого задатчика 17 в виде напряжения поступает на вход суммирующего блока 16 и одновременно посредством коммутатора 25 через контакт 31 первой пары 28 - на пропорциональный преобразователь 14, воздействуя на орган 19

регулирования производительности гидронасоса 5, при этом угол Y отклонения органа 19 регулирования контролируемой первой гидропередачи 7 от нулевого положения пропорционален сигналу Uy с выхода первого задатчика 17:

Y. К„п b v,

где - коэффициент пропорциональности преобразователя.

На вход суммирующего блока 16 поступают (кроме сигнала U, от первого задатчика 17) сигнал Улр с выхода второго з.адатчика 18 и сигнал Uoc обратной связи с задатчика 26 перепада давления контролируемой гидропередачи 7. Датчик 27 перепада давления нагружающей второй гидропередачи 8 в это время отключен от системы 9 управления через разомкнутый контакт 36 пары 30, причем полярность сигнала Uoc обратна по отнощению к полярности сигнала . Сигнал Uoc поступает на

вход суммирующего блока 16 посредством коммутатора 25 через контакт 35 третьей пары 30. Суммарный сигнал U, на выходе суммирующий блок 6 равен

,-}-U p-Uoc

,

где Д - перепад давления в гидролиниях контролируемой гидропередачи;

K.g - крутизна характеристики датчика перепада давления.

Суммарный сигнал t/j с выхода суммирующего блока 16 посредством коммутатора 25 поступает на пропорциональный преобразователь 15, а затем на орган регули- (зования производительности гидронасоса 6. 5/гол отключения Уц органа 20 регулирова- |1ия нагружающей второй гидропередачи 8 Ьропорционален напряжению f/j на выходе руммирующего блока 16:

|а перепад давления АР в гидролиниях 37- 4:0 обеих гидропередач 7 и 8 (без учета суммарных потерь на трение) определяется

как

A/i(YK-,).

В итоге

К К ЯП

1+/С-/(„п

UUP,

АР где ,

ZLytfaKC

где в свою очередь g - характерный размер; L - коэффициент утечек гидронасоса; со - скорость вращения вала гидронасоса. Ошибка воспроизведения требуемой величины перепада давления лв за счет введе- Иия сигнала отрицательной обратной связи Уменьшается в (1+ Кпп -Kg) раз при одновременной независимости воспроизведения рараметров YK и А/ режима контроля. I Испытания и контроль параметров второй Ьидропередачи проводятся аналогично при помощи коммутатора 25 через контакты 32, 34 и 36 первой 28, второй 29 и третьей 30 пар. При этом к системе 9 управления вместо датчика 26 перепада давления первой гидропередачи 7 подключается датчик 27 перепада давления гидролиний 39 и 40 второй гидропередачи 8.

Формула изобретения 1. Стенд для испытаний двух объемных регулируемых гидропередач, содержащий

приводной двигатель, вал которого связан с валами гидронасосов первой и второй испытуемых гидропередач, и систему управления, отличающийся тем, что, с целью рекуперирования энергии и повыщения точности воспроизведения параметров режима испытаний каждой из гидропередач, валы гидромоторов двух гидропередач соединены между собой, а система управления содержит два пропорциональных преобразователя, суммирующий блок и два задатчика, один ич которых соединен через один пропорциональный преобразователь с органом регулирования производительности гидронасоса пер - вой испытуемой гидропередачи, а через сум5 мирующий блок, к которому подключен второй задатчик, через другой преобразователь - с органом регулирования производительности гидронасоса второй испытуемой гидропередачи.

0 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что суммирующий блок выполнен в виде двух сумматоров и инвертора, первый сумматор установлен в линии связи первого задатчика с пропорциональным преобразователем,

с- подключенным к первой испытуемой гидропередаче, второй задатчик связан с вторым сумматором через инвертор и непосредственно - с первым сумматором, а первый задатчик связан с пропорциональным- преобразователем, подключенным к второй испы0 туемой гидропередаче, через второй сумматор.

5 из которых пропорциональный преобразователь, связанный с органом регулирования производительности гидронасоса первой испытуемой гидропередачи, подключен к первому задатчику, и к суммирующему блоку непосредственно, через вторую пару кон тактов пропорциональный преобразователь, связанный с второй испытуемой гидропередачей, подключен к суммирующему блоку и к первому задатчику, а через третью пару два датчика перепада давления, установлен ные каждый в гидролиниях одной из гидропередач, подключены к суммирующему блоку.

9u,z.2