Гидропривод Советский патент 1989 года по МПК F15B11/20 

Изобретение относится к гидроприводам тракторов и сельскохозяйственных машин и может быть использовано в гидроприводах мобильных машин с несколькими потребителями, работающими во взаимонезависимых регулируемых режимах.

Цель изобретения - повышение надежности гидропривода путем исключения клапанных устройств.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема гидропривода с регулируемым насосом; на фиг. 2 - схема нерегулируемого насоса с регулятором потока.

Гидропривод содержит гидробак 1, насос 2 с устройством 3 регулирования расхода и секционный гидрораспределитель, каждая из секций 4 и 5 которого содержит сливную гидромагистраль 6 и управляющую гидромагистраль 7, сообщенную с устройством 3 регулирования расхода насоса 2, две рабочие гидромагистрали 8 и 9 (10 и 11 для секции 5), сообщенные с гидродвигателем 12 (13), а также напорную гидромагистраль 14, в которую включены нормально открытый однокромочный золотник 15 (16) с пружинной 17 (18) и беспружинной 19 (20) полостями, обратный клапан 21 (22) и регулируемый дроссель 23 (24).

Гидропривод снабжен также дросселями 25 (26) и 27, а регулируемый дроссель 23 (24) расположен между напорной гидромагистралью 14 и пружинной полостью 17 (18) однокромочного золотника 15 (16), пружинная полость 17 (18) через один из дросселей 25 (26) связана с беспружинной полостью 19 (20) однокромочного золотника 15 (16) и через гидрораспределитель-золотник 28 (29) в его рабочей позиции с управляющей гидромагистралью 7, сообщенной через дроссель 27 с гибробаком 1. Однокромочные золотники 15 и 16 имеют рабочие окна 30 и 31, обеспечивающие связь между пружинной и беспружинной полостями однокромочного золотника через дроссель и одновременную связь этих полостей с регулятором производительности насоса через общую управляющую магистраль нескольких секций распределителя

Указанное исполнение предлагаемого гидропривода упрощает схему при сохранении всех ее свойств.

Гидропривод работает следующим образом.

При нахождении золотников-распределителей 28 и 29 в нейтральных положениях расход насоса 2 минимален и компенсирует утечки в системе. Гидродвигатели 12 и 13 находятся под воздействием технологических нагрузок Т, и Тг.

Рабочие окна 30 и 31 однокромочных золотников 15 и 16 под воздействием дисциплинирующих пружин открыты на максимальную величину. При перемещении золотникараспределителя 28 в одно из рабочих положений (например, верхнее) рабочая жидкость поступает в гидромагистраль 9 гидродвигателя 12, а также в управляющую гид5 ромагистраль 7, воздействуя на регулятор 3 расхода насоса 2, увеличивая расход и одновременно увеличивая давление Р„ в напорной гидромагистрали 14.

При этом увеличивается и давление Р„,

Q в гидромагистрали 9 до величины, достаточной для приведения в движение гидродвигателя 12, находящегося под воздействием нагрузки Т,.

В гидромагистрали 9 появляется расход

5 рабочей жидкости QHl, которая, проходя через дроссель 23, создает на нем перепад давления ДРдр, , в результате чего давление „. на выходе регулируемого дросселя 23 отличается от давления Рн на вы0 ходе регулируемого дросселя 23 на величину ДРдр. Поскольку давления Рн

и Рд, воздействуют на регулятор 3 расхода насоса 2, то регулятор 3 поддерживает перепад давления , на регулируемом дросселе 23 постоянным, изменяя производитель- ность насоса 2 в соответствии с потреблением. При этом расход через дроссель 23 и скорость движения гидродвигателя 12 не зависят от величины нагрузки, которую он преодолевает, а давление Pv в гидромагист0 рали 14 соответствует давлению РИ1 на входе в гидродвигатель 12, превышает его на величину перепада на регулируемом дросселе 23.

При повышении нагрузки T1s преодолеваемой гидродвигателем 12, возрастают давле5 ния Рщ и Рд уменьшается перепад давления А Рдр, на регулируемом дросселе 23, нарушается равновесие регулятора 3 расхода насоса 2 и расход насоса 2 увеличивается, восстанавливая прежнее значение перепада давп ления Рдр на регулируемом дросселе 23 и скорость движения гидродвигателя 12, компенсируя увеличившиеся утечки в гидроприводе. Давление Р, на выходе насоса 2 при этом соответствует новому установившемуся значению нагрузки Тч, действующей на гид5 родвигатель 12.

При уменьшении нагрузки Т,, действующей на гидродвигатель 12, уменьшаются давления Р„, и РЯ1 увеличивается перепад давления ЙРдр, на регулируемом дросселе 23, а

® также прежнее значение скорости гидродвигателя 12. Давление Рр в управляющей магистрали 7 при этом равно давлению Ря, . Однокромочный золотник 15 находится под воздействием равных давлений Рд и РР и

5 дисциплинирующей пружины в крайнем правом положении, не оказывая воздействия на процесс регулирования расхода жидкости,поступающей от насоса 2 через регулируемый дроссель 23 и рабочее окно 30 однокро- мочного золотника 15 к гидродвигателю 12.

Пусть гидродвигатель 13 находится под воздействием нагрузки , причем , где Т, - нагрузка, которую преодолевает гид- родвигатель 12. При переключении золотника-распределителя 29 в одну из рабочих позиций (например, в верхнее положение) рабочая жидкость под давлением Ря поступает в рабочую магистраль 11 (золотник-распределитель 28 при этом находится в крайнем верхнем положении, а гидродвигатель 12 - в движении).

Поскольку нагрузка на гидродвигатель 13 больше нагрузки Тц действующей на гидродвигатель 12 и определяющей величину давления Р„, то величина давления Р„ не достаточна для приведения в движение гидродвигателя 13. Следовательно, расход в рабочей магистрали 11 отсутствует, а давление РДг равно давлению Р. Рабочая жидкость под давлением . Рн, изменяя величину давления Рр, поступает через дроссель 26 в управляющую магистраль 7 и к регулятору 3 расхода насоса 2, что вызывает увеличение производительности насоса 2 и повышение давления Р в напорной магистрали 14. Воз- растание давления Рн происходит до тех пор, пока не придет в движение гидродвигатель 13, преодолевающий большую по величине нагрузку Тг, в рабочей магистрали 11 появляется расход жидкости, который обусловли- вает перепад давления на регулируемом дросселе 24, и давления РА и РР по сравнению с давлением Р„ снижаются, ограничивая величину, расхода насоса 2. Величина давления РЛ1 в рабочей магистрали 11 зависит от величины нагрузки Т15 которую преодоле- вает гидродвигатель 13, а величина давления Рд.1 в рабочей магистрали 9 зависит от величины нагрузки Т,, преодолеваемой гидродвигателем 12. Поскольку Т,-с Тг то Р,. СРц, и рабочая жидкость из рабочей магистрали 11 частично пересекает в рабочую магистраль 9. При этом расход через регулируемый дроссель 23 и скорость движения тидродвигателя 12 отличаются от ранее установленных (до включения гидродвигателя 13).

В данный момент в магистрали 7, связанной через дроссели 25 и 26 с рабочими магистралями 9 и 11, устанавливается давление Рл зависящее от давлений Рд, и Рд.,а также проводимости дросселей 25 и 26. При соотношении нагрузок Т Т, соотношение давлений следующее: ,. Одно- кромочный золотник 16, находящийся под воздействием давлений Pfc, Рр и усилия дисциплинирующей пружины, находится в крайнем правом положении, поскольку РЛх Рр, обеспечивая максимальное открытие рабочего окна 31, а однокромочный золотник 15, находящийся под воздействием

Рл и Рр и усилия дисциплинирующей пружины, перемещается справа налево, уменьшая величину рабочего окна 30, создавая дополнительное сопротивление в магистрали 9 и увеличивая давление Рда . Движение одно- кромочного золотника 15 прекращается при достижении давлением Pw величины, создающей совместно с дисциплинирующей пружиной усилия, равного усилию, создаваемому Р , которое пропорционально величине давления Pftt. Таким образом, в системе при соотношении нагрузок Та т Т в рабочей магистрали 11 устанавливается давление РЛХ; пропорциональное величине нагрузки Тг, давление Pf, пропорциональное величине давления РЖ1 воздействуя на регулятор 3 расхода насоса 2, устанавливает в напорной магистрали давление Р„ , превышающее давление РЖ1 на величину настройки регулятора расхода насоса 2, давление РД( пропорционально величине давления РДг (поскольку Ря, сравнивается на торцах золотника 15 с давлением Рр , которое пропорционально Pgz. ) и меньше его на незначительную величину, определяемую деформацией дисциплинирующей пружины. Указанные соотношения между давлениями в системе определяют давление на выходе насоса 2, пропорциональное величине большей из нагрузок, преодолеваемых гидродвигателями, а давления РАа и РА, близки между собой.

Указанное обстоятельство позволяет при изменении проводимости регулируемых дросселей 23 и 24 получать различные и стабильные по величине потоки рабочей жидкости к гидродвигателям 12 и 13.

При уменьшении величины нагрузки Т происходит увеличение скорости движения гидродвигателя 12 и уменьшение давлений РИ1 и . равновесие однокромочного золотника 15 нарушается и он перемещается справа налево, увеличивая сопротивление рабочего окна 30 и поднимая давление Рд до прежней величины, а величина давления Рк, пропорциональна значению величины нагрузки Tf. При этом восстанавливается первоначальное значение скорости движения гидродвчгателя 12.

При увеличении нагрузки X, (но не более величины Tz), действующей на гидродвигатель 12, снижается скорость его движения, возрастают Рм„ и Р, , нарушается равновесие сил на золотнике 15 и он перемещается слева направо, уменьшая сопротивление ра- ,бочего окна 30, восстанавливая прежние значения давления Ря« и скорости движения гидродвигателя 12, давление Р при этом соответствует новому значению нагрузки Т, на гидродвигателе 12.

При увеличении нагрузки Т , действующей на гидродвигатель 12, до значения, превышающего нагрузку Тг, действующую на гидродвигатель 13, давления Рн, и Рл, возрастают до величины, превышающей давления Рр И РАг .

Перетечки рабочей жидкости из магистрали 11 через дроссель 26, управляющую магистраль 7 и дроссель 25 в магистраль 9 прекращаются, и поскольку Рд, становится больше РДг (Ti TI.), то давление Рр в магистрали 7 меняет свое значение и превышает по величине давление Р (ранее было РЛ, Рр). Величина давления Pf зависит от РА,, РЛа. и проводимости дросселей 25 и 26, причем между рабочими магистралями 6 и 8 имеют место перетечки жидкости из магистрали 9 в магистраль 11 и устанавливаются соотношение Рд, РР Рдг. Увеличившееся давление Pt сравнивается на торцах золотника 16 с давлением Pftz и усилием дисциплинирующей пружины, при этом золотник 16 перемещается справа налево, увеличивая сопротивление рабочего окна 31. Золотник 15 при этом перемещается под воздействием усилия дисциплинирующей пружины и давлений РЛ, и Рр (РЛ, Рр ) в крайнее правое положение, полностью открывая рабочее окно 30. Таким образом, в управляющей магистрали 7 устанавливается давление Р, , пропорциональное давлению РК, зависящему от наибольшей из нагрузок (Т,), преодолеваемой в данный момент гидродвигателями. Давление Рн в напорной магистрали 14 превышает давление Рщ на величину усилия настройки пружины регулятора расхода насоса 2 и также пропорционально наибольшей из нагрузок, преодолеваемых гидродвигателями (в данном случае Т.,). Давление РД1 по величине близко к давлению РД1 и отличается от него на незначительную ве личи- ну, определяемую усилием дисциплинирующей пружины.

Разности давлений Рч-Рд, A Pw и Р„ -PAi Д. Рдр-L определяют расходы жидкости через регулируемые дроссели 23 и 24, следовательно, и скорости движения гидродвигателей 12 и 13. При данном соотношении нагрузок Т, Tj., действующих на гидродвигатели 12 и 13, перепад давления &Рди на регулируемом дросселе 23 поддерживается постоянным пружиной регулятора 3 расхода насоса 2, а перепад давления ДРдр,. на регулируемом дросселе 24 поддерживается постоянным золотником 16, золотник 15 (при X, Tz) находится в крайнем правом положении, не оказывая влияния на стабилизацию перепада давления на регулируемом дросселе 23. При равенстве нагрузок Т, Т7.) преодолеваемых гидродвигателями 12 и 13, давления PHt Рц, Р«,г. Р В , золотники 15 и 16 находятся в крайних правых положениях, не оказывая влияния на про5

цесс регулирования и стабилизации скорости гидродвигателей 12 и 13, а сам процесс стабилизации осуществляется регулятором расхода насоса 2, работающего на две параллельные ветви с одинаковыми сопротивле- лениями.

Обратные клапаны 21 и 22 служат для удержания нагрузки в случае выхода из строя насоса 2. Аналогичным образом гидроQ привод работает при переключении распределителей 28 и 29 в другие рабочие положения.

Описанный порядок работы гидропривода справедлив и для варианта с нерегулируе- 5 мым насосом. Отличие заключается в том, что расход рабочей жидкости регулируется дросселированием избытка.рабочей жидкости в сливную магистраль через регулятор расхода.

Таким образом, предлагаемый гидропривод дает возможность осуществить питание двух и более (по числу секций распределителя) гидродвигателей при одновременной стабилизации скорости движения последних. Скорость каждого гидродвигателя можно регулировать независимо от всех остальных гидродвигателей. Давление в напорной магистрали при этом соответствует наибольшей из нагрузок, преодолеваемых 0 гидродвигателями.

Формула изобретения

Гидропривод, содержащий гидробак, насос с устройством регулирования расхода и

5 секционный гидрораспределитель, каждая секция которого содержит сливную гидромагистраль и управляющую гидромагистраль, сообщенную с устройством регулирования расхода насоса, две рабочие гидромагистрали, сообщенные с гидродвигателем, а также напорную гидромагистраль, в которую включены нормально открытый однокромбчный золотник с пружинной и беспружинной полостями, обратный клапан, регулируемый дроссель, отличаю5 щийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дросселями, а регулируемый дроссель расположен между напорной гидромагистралью и пружинной полостью однокромочного золотника, пружинная полость через один из дросселей связана с бес0 пружинной полостью однокромочного золотника и через гидрораспределитель в его рабочей позиции с управляющей гидромагистралью, сообщенной через другой дроссель с гидробаком.

0

Изобретение может быть использовано в гидроприводах мобильных, преимущественно сельскохозяйственных, машин с несколькими потребителями, работающими во взаимонезависимых регулируемых режимах. Цель изобретения - повышение надежности. Гидропривод содержит гидробак 1, насос 2 с регулятором 3 расхода, гидрораспределитель 28 со сливной гидромагистралью 6, управляющей гидромагистралью 7, рабочими гидромагистралями 8 и 9, напорной гидромагистралью 14, гидродвигатели 12 и 13, однокромочный золотник - регулятор 15 с пружинной 17 и беспружинной 19 полостями, обратный клапан 21, регулируемый дроссель 23. Цель достигается тем, что регулируемый дроссель 23 расположен между напорной гидромагистралью 14 и пружинной полостью 17, которая через дополнительный дроссель 25 связана с беспружинной полостью 19 однокромочного золотника 15 и через гидрораспределитель 28 в его рабочей позиции - с управляющей гидромагистралью 7, сообщенной через другой дроссель 27 с гидробаком 1. 2 ил.

Фиг. 2

-

. 2

--1±.J

- . I г./