Регулятор мощности двухпоточной аксиально-поршневой гидромашины Советский патент 1992 года по МПК F04B1/26 F04B49/08 

1

(21)4840429/29

(22) 18.06.90

(46) 30.09.92. Бюл. № 36

(71)Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению ВНИИстройдормаш

(72)Ю. В. Козлов, Б. И. Шубенков, М. А. Соловьев, О. Р. Кошечкин и Б. И. Болдырев

(56)Авторское свидетельство СССР № 1198247,кл. F 04 В 49/08, 1984.

(54) РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДВУХПО- ТОЧНОЙ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ГИДРОМАШИНЫ

(57)Использование: в области машиностроения, в устройствах регулирования подачи двухпоточных аксиально-поршневых гидромашин. Сущность изобретения: в регуляторе мощности, содержащем корпус, подпружиненный двуплечий рычаг, подпружиненный двухкромочный золотник, установленный с возможностью взаимодействия с одним из плеч двуплечего рычага, дополнительно установлены дифференциальный поршень, двуплечий рычаг, двухкромочный золотник, два бустера, а в пальцах каждого из дифференциальных поршней установлен датчик давления с возможностью взаимодействия с противоположным контактирующему с золотником плечом двуплечего рычага, корпуса бустеров размещены на корпусе регулятора, а сам бустер через упругий элемент взаимодействует с двух- кромочным золотником, причем полость в корпусе бустера под его торцем сообщена с линией нагнетания противоположного качающего узла. Кроме этого, каждый бустер снабжен упором, а в корпусе бустера на резьбе размещен охватывающий бустер стакан. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

со

С

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам регулирования подачи двухпоточных аксиально-поршневых гидромашин, имеющих область применения в гидроприводе строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других мобильных машин.

Известен регулятор мощности двухпо- точной аксиально-поршневой гидромашины, содержащий корпус, размещенный в нем дифференциальный поршень, палец, закрепленный в дифференциальном поршне и связанный с качающим узлом аксиально- поршневой гидромашины, подпружиненный двуплечий рычаг, ось которого размещена в корпусе, подпружиненный двухкромочный золотник, рабочая камера которого постоянно сообщена со штоковой полостью дифференциального поршня, сообщенной через клапан ИЛИ с линией нагнетания аксиально-поршневой гидромашины большего давления, вторая камера сообщена с дренажом, а проточка, перекрываемая управляющими кромками плунжера золотника, сообщена с поршневой полостью дифференциального поршня. Насос снабжен суммирующим устройством в виде диф- ференциального датчика давления, выполненного заодно с плунжером золотника, и магистралей, связывающих линии нагнетания двух качающих узлов с полостями под дифференциальными площадями плунжера золотника (часть плунжера золотника, выполняющая функции датчика давления).

VJ

( I01

СЛ

О

2

Палец, размещенный в дифференциальном поршне, шарнирно связан с качающими узлами, имея возможность изменять рабочий объем аксиально-поршневой гидромашины при перемещении дифференциального поршня. Система рычагов дает возможность поддерживать на выходе из насоса режим постоянной мощности, не перегружая приводной двигатель 1. Указанная конструкция является прототипом.

Недостатком описанной конструкции является жесткая связь качающих узлов, которая обеспечивает равные потоки каждого качающего узла, что приводит к ограничению потока, создаваемого менее нагруженным качающим узлом (в линии нагнетания которого возникло меньшее давление), более нагруженным качающим узлом. В конеч- ном счете, это сказывается на производительности мобильной машины, в гидроприводе которой применен двухпо- точный насос. Так, например, в приводе рабочего оборудования при совмещении операций, вызывающих рост давления и холостых, т. е. не вызывающих роста давления, ожидаемый рост производительности от параллельного выполнения операций вместо последовательного не достигается, поскольку холостые операции выполняются со скоростью, ограниченной нагрузкой на другом качающем узле из-за наличия жесткой связи между качающими узлами.

На фиг. 2 приведен график работы двух- поточного насоса с жесткой связью между качающими узлами. Кривая, изображенная на графике, - линия постоянной мощности для данной конструкции:

N(Q /2)р 1+ (Q /2) st,(1)

где N - мощность двигателя

Q - суммарный поток насоса, складывающийся из двух равных потоков, создавае- мых двумя качающими узлами;

pi; P2 - давление, возникающее в линиях нагнетания соответственно первого и второго качающего узла.

Суммарный поток насоса, исходя из (1), определяется:

(pi+ p2).(2)

Целью изобретения является увеличение суммарного потока насоса, производительности мобильной машины и снижение времени ее рабочего цикла.

Указанная цель достигается за счет того, что регулятор мощности двухпоточной аксиально-поршневой гидромашины, содержащий корпус, размещенный в корпусе дифференциальный поршень, в котором закреплен палец, связанный с качающим узлом аксиально-поршневой гидромашины, подпружиненный двуплечий рычаг, ось которого размещена в корпусе, подпружиненный двукромочный золотник, одна камера которого постоянно сообщена со штоковой полостью дифференциального поршня, которая сообщена с линией нагнетания качающего узла, другая камера сообщена с дренажом, а проточка, перекрываемая рабочими кромками плунжера золотника, сообщена с поршневой полостью дифференциального

поршня, снабжен дифференциальным порш- нем вуплечим рычагом, двухкромочным золотником, двумя бустерами и двумя корпусами бустеров. В пальцах каждого из дифференциальных поршней установлен

датчик давления с возможностью взаимодействия с противоположным контактирующему с золотником плечом двуплечего рычага. Корпуса бустеров размещены на корпусе регулятора, при этом бустер через

упругий элемент взаимодействует с двухкромочным золотником. Полость в корпусе бустера под его торцем сообщена с линией нагнетания противоположного качающего узла. Бустер снабжен упором, охватываемым стаканом, размещенным в корпусе бустера с возможностью регулирования положения стакана относительно корпуса бустера.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен схематический разрез регулятора мощности; на фиг. 2 - диаграмма p-Q прототипа; на фиг. 3 - диаграмма p-Q предлагаемого решения. Предлагаемый регулятор мощности содержит корпус 1, крышку 2 корпуса, дифференциальный поршень 3, палец 4, закрепленный в дифференциальном поршне 3 и связанный с качающим узлом 5, двуплечий рычаг 7, подпружиненный

устройством 8, двухкромочный золотник 9, состоящий из гильзы 10 и плунжера 11, одна камера которого каналом 12 сообщена со штоковой полостью 13 дифференциального поршня 3, которая сообщена с линией нагнетания 14, другая камера каналом 15 золотника 9 сообщена с дренажом, а проточка золотника 9, перекрываемая управляющими кромками пояска 16, каналом 17 сообщена с поршневой полостью 18 дифференциального поршня 3. Датчик давления 19 размещен в пальце 4. Плунжер 11 золотника 9 через упругий элемент 20 воздействует на бустер 21, снабженный упором 22 и размещенный по скользящей посадке в корпусе бустера 23.

Упор 22 бустера 21 охвачен стаканом 24, размещенным в корпусе бустера 23 с возможностью перемещения вдоль его оси. Ограничитель 25 размещен в стакане 24. Камера 26 сообщена каналом 27 с линией

нагнетания 28 второго качающего узла 29.

Канал 30 сообщает штоковую полость 13 с полостью 31 под торцем датчика давления 19. Дифференциальный поршень 3 может быть подпружинен устройством 32. Регулятор, управляю щий вторым качающим узлом, выполнен аналогично.

Кроме того, корпус 1, крышка 2 корпуса и гильза 10 золотника 9 могут быть выполнены единой деталью.

Регулятор мощности работает следующим образом.

Ро/2 будет приводить к очередным перестройкам регулятора мощности первого качающего узла (фиг. 3, кривая 1), при этом суммарная мощность, потребляемая насосом (фиг. 3, площадь Nn+N 12), будет оставаться неизменной.

Этот случай отличается от описанных выше тем, что бустер 21 под влиянием давления в линии нагнетания 28 перемещается в свое крайнее левое положение, и упор 22 бустера 21 опирается на стакан 24. Аналогичный процесс происходит с бустером регулятора второго качающего узла. После того, как бустеры обоих качающих узлов займут левое крайнее положение, регуляторы мощности окажутся перестроенными

на потребление половинной (в данном случае, при настройке обоих качающих узлов на давление ро/2) мощности приводного двигателя (фиг, 3, кривая 2). Давление начала регулирования р0 может быть установлено от ро/2, что обеспечивается смещением стакана 24 влево (уменьшение ро) либо вправо (увеличение РО). Один из качающих узлов в этом случае будет потреблять большую мощность, другой - меньшую, в зависимости от требований потребителя, суммарная потребляемая мощность (как и в предыдущих случаях) неизменна.

Благодаря описанному решению обеспечивается рост суммарного потока насоса.

Это подтверждается следующим.

Мощность, потребляемая насосом, для предлагаемого решения определяется вы- ражени ём:

i N CHpi+ Q2P2,(3)

где N - потребляемая мощность;

pi; P2 - давление в линиях нагнетания первогб и вторёго качающих узлов.

Рассмотрим наименее благоприятный случай, когда pi p0/2; р2 ро/2, тогда:

,(4)

т. е.

Qi N/2pi; Q2 N/2P2.(5)

Суммарный поток: Qs Qi + Q2 (N/2)(pi + pa)/(pip2). (6)

Разделив выражение (6) на (2) имеем:

QJL N(Pi + P2)(pi + P2) (Pi + P2)2 ТГ2pip22N4рф2

или

+P1P2)2

Q 4pi/p2

Полученная зависимость Qt (pi/p2) имеет один минимум в точке pi/p2 1, т. е. Это означает, что во всех случаях, кроме равенства давления в линиях нагнетания абаше «ахающих узлов (крайне редкая ситуация реальных машинах), суммарный потек, рзэ&ийвемый насосом с предлагаемым- р р Ай1 ©ф®1и мощности, больше сум- март0та потока простила. В случае равенств давлений pt и рг потоки прототипа и прейлагаеюда5© решения равны.

Рэст суммарного потока насоса, снабженного предлагаемым регулятором мощности, mffcMO связан с производительностью мобильней машины, уменьшением времени ее рабочего цикла.

Формула изобретения 1. Peryjsetop мощности двухпоточной аксиальнв-Явфшневой гидромашины, содержащий , размещенный в нем диф- фер«яц«вл ный поршень, в котором закреплен пйй«ц, связанный с одним качающим ЗйШ насоса, подпружиненный дву- плечмй , аеь которого размещена в керяуее, падпружиненный двухкромочный золотник, ОДНА камера которого постоянно сообщена со штоковой полостью диффе- ренцяалън го поршня, сообщенной с ля- нией нагнетания качающего узла насоса, втора камера - с дренажом, а проточка,

8 I 7 V 3

1AJ

5 0 5

перекрываемая управляющими кромками плунжера золотника, - с поршневой полостью дифференциального поршня, причем золотник установлен с возможностью взаимодействия с одним из плеч двуплечего рычага, отличающийся тем, что, с целью увеличения подачи путем независимого управления качающими узлами, он дополнительно снабжен дифференциальным поршнем, двуплечим рычагом, двухкромоч- ным золотником, двумя бустерами и двумя корпусами бустеров, в пальцах каждого из дифференциальных поршней установлен датчик давления с возможностью взаимодействия с противоположным контактирующему с золотником плечом двухплечего рычага, корпуса бустеров размещены на корпусе регулятора, при этом бустер установлен с возможностью взаимодействия через упругий элемент с двухкромочным золотником, а полость в корпусе бустера под его торцом сообщена с линией нагнетания противоположного качающего узла.

13 15 J6 2021 23 25 24

Pi; я

Q

Q