Объемная гидропередача Советский патент 1992 года по МПК F15B11/04 

Изобретение относится к объемному гидроприводу, а именно к объемным гидропередачам строительных и дорожных машин, где необходимо автоматическое регулирование гидропривода в зависимости от изменения нагрузки на рабочих органах машине.

Цепь изобретения - обеспечение наиболее полного использования мощности приводного двигателя и повышение надежности гидропередачи за счет увеличения числа ступеней регулирования подачи насосного агрегата.

На фиг, 1 представлена конструктивная схема гидропередачи с регулято|эом мощности; на фиг. 2 таблица изменения подачи насосного агрегата в зависимости от комбинаций включения электромагнитов распределителей; на фиг. 3 - график изменений суммарной подачи насосного агрегата в зааисймости от перепада давлений в гидромагмстралях.

Объемная гидропередача содержит пятисекцчонкый (плтипоточный) насосный агрегат 1, гидромотор 2, соединенный напорной 4 и сливной 5 гидромагистралями через управляющий распределитель 3 с насосным агрегатом 1 в замкнутый контур. Между гидромагистрзлями включены блоки предохранительных 6 и обратных 7 клапанов (по доа клапана) и фильтр 8 (через блок обратных клапанов 7). Регулятор мощности включает датчик 9 и 10 давления, установленные соответственно в напорной 4 и сливной 5 гидромагистралях, электронный блок 11 управления, представляющий собой программируемый контроллер, например, на базе микропроцессора, исполнительное устройство, состоящее из электрогидравлических распределителей12-15, установленных между напорной 4 и сливной S гидромагистралями и соответствующими четырьмя секциями насосного агрегата 1.

Пятипоточный насосный агрегат 1 состоит из основных аксиально-поршневых гидромашин 16 и 17, имеющих в наклонных блоках по два ряда поршней, и вспомогательного насоса 18 подпитки, связанных с приводным валом через зубчатое зацепление. На выходе насоса 18 установлен предохранительный клапан 19 и фильтр. Всасывающая магистраль насоса 18 и слив клапана 19 соединены с баком 20. Электрические выходы датчиков 9 и 10 давления соединены с выходом электронного блока 11, а электромагниты 21-27, управляющие соответствующими распределителями 1215, соединены с соответствующими выходами электронного блока 11 (линии соединения не показаны).

Гидропередача работает следующим образом.

Приводной двигатель (не показан) вращает вал насосного агрегата 1 и через зубчатое зацепление-основные насосы 16 и 17 и вспомогательный насос 18. Наклонные блоки аксиально-поршневых гидромашин 16 и 17 имеют по два ряда поршней, образуя четыре секции, рабочие объемы которых qi,

0 q2, рз, Q4 подобраны, например, в соотношении 1:3:9:27. Потоки рабочей жидкости от четырех секций при нейтральном положении распределителей 12-15 (электромагниты 21-27 выключены, закольцованы и

5 соединены со сливной магистралью 5. При различных комбинациях включения электромагнитов 21-27 (фиг. 2) можно получить 40 неповторяющихся значений суммарной подачи, закольцовывая, складывая, вычитая

0 четыре потока от основных гидромашин 16, 17, величины которых образуют геометрическую прогрессию со знаменателем 3 (1+3+9+27 40).

Например, для установления ступени №

5 17 подачи необходимо включить электромагниты 22, 26, 27. При этом меньший рабочий объем qi (внутренний ряд поршней) гидромашины 16 будет включен на вычитание потоков распределителем 12, а больший

0 рабочий объем q2 (наружный ряд поршней), управляемый распределителем 13, остается закольцованным. Аналогично для гйдромашины 17. Внутренний ряд, соответствующий меньшему рабочему объему q3,

5 включен распределителем 14 на вычитание, наружный ряд распределителем 15 - насуммирование. Результирующее значение подачи определяется по формуле Q (-1 qi + О q2 - 1 qa + 1 q4) n,

0 где qi,... 4 - рабочие объемы ссответствующих секций;

n - частота вращения валов гидромашин.

Учитывая, что qi: q2; qa: q4 1:3:9:27, то

5 Q 170амин,

где Омин - qi n - минимальное значение подачи (на ступени 1).

Комбинации включения электромагнитов, соответствующие различным ступеням

0 регулирования подачи, занесены в программу электродного блока. Таким образом, устанавливая рукояткой управления на блоке 11 исходную ступень производительности насосного агрегата 1, оператор подает соответствующий расход Q в напорную магистраль 4. При переключении распределителя 3 из нейтрального положения гидромотор 2 получает вращение. Насос 18 через фильтр 8 и блок обратных клапанов 7 компенсирует утечки рабочей жидкости из закрытого контура, образованного насосным агрегатом 1, гидромотором 2 и магистралями 4 и 5. Давление лодпитки настраивается клапаном 19.

При наличии момента сопротивления на валу гидромотора 2 (например, к рабочему органу машины приложена нагрузка), в гидромагистралях 4 и 5 возникает перепад давления Р, Электрические сигналы от датчиков 9 и tO, соответствующие уровням давлений в гидромагистралях 4 и 5, поступа ют на вход электронного блока 11. На основании 0азности сигналов от датчиков 9 и 10, соответствующей перепаду Р, в блоке 11 вычисляется значение требуемого расхода по формуле

- P-Q NHOM,

где N ном - номинальная мощность приводного двигателя.

Вычисленное значение Q округляется до ближайшего из сорока возможных значе ний подач насосного агрегата 1. Затем формируются сигналы на выходе электронного блока 11 на включение соответствующей комбинации электромагнитов согласно таблице, занесенной в программу электронного блока 11,

Управляющие сигналы выдерживаются на выходах электронного блока 11 в течение заданного интервала времени ДТ, величина которого определяется быстродействием электронного блока 11 и электрогидравлических распределителей 12-15, Затем на основании действительного перепада Р вычисления повторяются и формируются на следующий период АТ сигналы, соответствующие новой комбинации включения электромагнитов 21-27 и т,д.

При достижении давлений в любой из магистралей 4 и 5 уровня настройки предохранительных клапанов 6 электромагниты 21-27 отключаются и распределители 12-15 переводятся в нейтральное положение.

Таким образом, идеальная гипербола постоянной мощности (фиг. 3, непрерывная линия) заменяется с высокой точнбстью ступенчатой зависимостью (фиг, 3. ломаная линия).

- Предлагаемая гидропередача позволяет обеспечить отбор постоянной мощности приводного двигателя. Применение в качестве регулятора мощности программируемого контроллера, управляющего четырьмя электрогидравлическими распределителями, позволяет реализовать без усложнения конструкции насосного агрегата сорок ступеней регулирования подачи и свести к минимуму отклонения от требуемого закона регулирования.

Формула изобретения Объемная тдропере Дача, содержащая пятмпоточный насосный агрегат, гидромотор соединенный гидромагистралями через управляющий распределитель с насосным агрегатом, предохранительные и обратные клапаны, фильтр, установленные в гидромагистралях, регулятор мощности, включающий в себя первый датчик давления, установленный в напорной магистрали, блок управления, связанный с датчиком давления, исполнительное устройство, связанное с блоком управления и секциями насосного агрегата,

отличающаяся тем, что, с целью обеспечения наиболее полного использования мощности приводного двигателя и повышения надежности гидропередачи за счет увеличения числа ступеней регулирования подачи насосного агрегата, регулятор мощности снабжен вторым датчиком давления, установленным в сливной гидромагистрали и подключенным к блоку управления, который выполнен в виде электронного программного устройства, а исполнительное устройство - в виде четырех трехпозиционных четырехлинейных электрогидравлических распределителей, установленных на четырех секциях насосного агрегата, причем в нейтральном положении распределителей вход и йыход соответствующих секций соединены со сливной магистралью, а при переключении из нейтрального положения выход соединяется с напорной магистралью, а вход - со сливной, или наоборот.

Ф(-3.

012

Ступени nodaw Фиг.З

39 0

Изобретение обеспечивает наибол(эе полное использование мощности приводного двигателя и повышение надежности гидропередачи за счет увеличения числа ступеней.регулирования поДачи насосного агрегата. Гидромотор 2 соединен ч^ез уп-25fF<R8W иj /f э/>&5ктро- нагнитан19Пю