Гидропривод механизма тракторной навески Советский патент 1981 года по МПК F15B11/02 

(54) ГИДРОПРИВОД МЕХАНИЗМА ТРАКТОРНОЙ НАВЕСКИ

I

Изобретение относится к объемному гидроприводу тракторных механизмов.

Известен гидропривод механизма тракторной навески, содержащий однополостной гидроцилиндр, гидрораспределитель автоматического управления с перепускным и обратным клапанами, снабженный датчиками рабочего давления гидроцилиндра и потребляемой мощности трактора, и каналы для сообщения гидрораспределителя с отводом к гидроцилиндру, с напорной и сливной гидролиниями 1.

Недостатком известного устройства является субъективный выбор давления догрузки, а также то, что контур, содержащий датчик Ьотребляемой мощности, фактически лишь предохраняет двигатель от перегрузок, что снижает экономичность гидропривода.

Цель изобретения - повышение экономичности гидропривода.

Поставленная цель достигается тем, что гидрораспределитель выполнен в виде двух последовательно включенных золотников, один из которых связан с отводом к гидроцилиндру и снабжен датчиком давления.

а другой - датчиком потребляемой мощности трактора.

На чертеже представлена конструктивная схема гидропривода.

Гидропривод механизма тракторной навески содержит однополостный гидроцилиндр (не показан) и гидрораспределитель 1 автоматического управления с перепускным 2 и обратными 3 и 4 клапанами, снабженный датчиками 5 и 6 рабочего давления и потребляемой мощности трактора, и каналы 7-9 для сообщения гидрораспре10делителя 1 с отводом 10 к гидроцилиндру, напорной и сливной гидролиниями. Гидрораспределитель 1 выполнен в виде двух последовательно включенных золотников 11 и 12, один из которых - 11 связан с отводом 15 10 к гидроцилиндру и снабжен датчиком 5 давления, а другой - 12 - датчиком 6 потребляемой мощности трактора. Перепускной клапан 2 управляется клапаном управления 13 по сигналам от золотников II и 12. Обратные клапаны 3 и 4 исключа20ют потоки жидкости из гидроцилиндра к напорной гидролинии при резком смешении золотников 11 и 12. Путем ограничения хода клапана 3 регулировочным устройством 14 осуществляется регулировка коэффициента усиления по расходу жидкости, а путем ограничения хода клапана 4 регулировочным устройством 15 обеспечивается регулировка общего перепада давления на выпускной щели золотника 11 или 12 (изменение частот регулирования). Предохранительный клапан 16 защищает гидросистему от перегрузок. Канал 17 служит для подвода жидкости от распределителя ручного управления (не показан). Для исключения потоков жидкости через распределитель ручного управления при работе распределителя автоматического управления и через последний при работе распределителя ручного управления предусмотрен запорный клапан 18 двухстороннего действия. Перепускной клапан 2 соединяется своим сливным каналом 9 с входом перепускного клапана распределителя ручного управления (не показан). Это обеспечивает возможность ручного управления навесным орудием с помощью распределителя ручного управления независимо от положений золотников 11 и 12. Золотник И через пружины 19 и 20 связан с толкателем 21 механизма регулирования давления срабатывания датчика 5, командная полость 22 которого постоянно сообщена с каналом 7 и выходом обратного клапана 4. Полость 23 золотников 11 и 12 и полость 24 золотника 12 каналом 25 связаны со сливом. Полость 26 золотника 12 связана с выходом обратного клапана 3. Полости 27 и 28 золотников 11 и 12 связаны между собой, с командной полостью 29 клапана 13 и через жиклер 30 - с напорным каналом 8, а через проточку 31 в зoлotникe 12 - со сливным каналом 9. Золотники 11 и 12 имеют также общую полость 32. Подклапанная полость 33 перепускного клапана 2, в которой установлена пружина 34, через жиклер 35 связана с каналом 8, а также с проточкой 36 клапана управления 13. Клапан 13, который удерживается в исходном положении пружиной 37, через полость 38 связан со входом обратного клапана 4 и имеет радиальные сверления 39. Гидропривод работает следующим образом. В режиме работы от датчика 6 потребляемой мощности трактора золотник 11 толкателем 21 переводится в крайнее верхнее положение. Когда золотник 12 находится в нейтральном положении (как на чертеже) полость гидроцилиндра, связанная с отводом 10, заперта золотником 12. Поступающая в канал 8 жидкость от насоса распределяется на три потока. Первый поток через жиклер 30 и командную полость 29, проточку 31 поступает в сливной канал 9 перепускного клапана 2. За счет сопротивления на жиклере 30 давление в командной полости 29 клапана управления 13 очень малое и клапан с помощью пружины 37 занимает крайнее нижнее положение. Второй поток жидкости в сливной канал 9 через жиклер 35 перепускного клапана 2, проточку 36 клапана управления 13 и радиальные сверления 39 в клапане 13 создает на жиклере 35 перепад давления, благодарл которому клапан 2 удерживается в крайнем нижнем положении, преодолевая усилие пружины 34. При этом напорный канал 8 сообщается со сливным каналом 9, обеспечивая третий, основной поток жидкости в сливную гидролинию. Другими словами, перепускной клапан 2 весь расход жидкости от насоса перепускает к распределителю ручного управления. При смещении золотника 12датчиком 6 вверх (например, тяговое сопротивление выросло) перекрывается поток жидкости, проходящий через жиклер 30, в результате чего происходит повыщение давления за жиклером в командной полости 29, т. е. выравнивание давления до и после жиклера. Это давление, которое равно давлению насоса при перепуске, воздействуя на клапан управления 13, преодолевает усилие пружины 37 и смещает клапан вверх. При своем перемещении клапан 13 перекрывает поток жидкости, идущий через жиклер 35 перепускного клапана 2 в канал слива, и сообщает его через полость 38 с клапаном 4. Это приводит к немедленному выравниванию давлений до и после жиклера 35, перемещению пружиной 34 перепускного клапана 2 вверхи разобщению напорного клапана 8 от слив ного 9. В результате этого происходит повышение давления в напорной гидролинии и жидкость через клапан 3 и полость 26 золотника 12 и его открывщуюся щель поступит в полость 32 и далее, через открытую золотниковую щель в канал 7 и к гидроцилиндру. Происходит подъем- орудия. Небольшой поток жидкости одновременно с этим поступает в гидроцилиндр через жиклер 35 перепускного клапана и обратный клапан 4. Благодаря этому потоку осуществляется связь подклапанной полости 33 перепускного клапана 2 с полостью гидроцилиндра. Клапан 2 с одной стороны испытывает воздействие давления насоса, а с другой - давление нагрузки (давление в гидроцилиндре) и усилие пружины 34 клапана, поэтому превыщение давления насоса в сравнении с нагрузкой возможно лишь на величину, создаваемую пружиной. Следовательно, перепад на щелн золотника всегда постоянный и не зависит от перемещения золотника. Если же ограничить ход клапана 4, т. е. увеличить его сопротивление, то перепад вырастает на величину этого сопротивления. Изменяя сопротивление клапана 4, можно управлять перепадом в зависимости от типа трактора и плуга (управление частотой обработки сигнала). Регулировкой клапана 3 можно изменить расход жидкости к золотнику, т. е. изменить общий коэффициент по расходу. По мере подъема обратная связь отведет датчик 6 от золотника 12 и тот вернется в нейтральное положение. При перемещении золотника 12 вниз по сигналу датчика б (например, тяговое сопротивление уменьщилось) полость гидроцилиндра и связанный с ней канал 7 сообщается через открывщуюся щель на золотнике 12 с полостью 24 и далее со сливным каналом 25. Происходит опускание орудия под действием массы орудия. Насос в этом случае разгружен. Потоки жидкости как и при нейтральном положении. По мере опускания обратная связь через датчик 6 вернет золотник 12 в нейтральное положение. Работа управляющего устройства в режиме догрузки ведущих колес обеспечивается золотником 11, при этом золотник 12 устанавливается в крайнее верхнее положение. Положение золотника 11 определяется усилием пружин 19 и 20 и давлением жидкости, подводимым к датчику 5 давления. Повыщение давления в гидроцилиндре вызывает перемещение золотника 11 вниз (опускание), снижение давления - вверх (подъем). При этом положения клапанов и распределение жидкости такое же, как и при работе золотника 12. Наличие двух пружин 19 и 20 у золотника 11 обеспечивает устойчивую работу золотника даже на больших частотах перемещения, так как пружины выполнены с разным щагом, что препятствует возникновению колебаний. Работа управляющего устройства при одновременном включении гидроувеличителя и датчика 6 потребляемой мощности трактора осуществляется двумя золотниками 1 1 и 12. С помощью толкателя 21 пружины 19 и 20 сжимаются до величины, обеспечивающей оптимальную величину догрузки для данного типа трактора. Очевидно, что смещение золотника 11 сжатыми пружинами 19 и 20 приводит к перекрытию полости 27 и должно вызвать нагрузку насоса, но так как в первоначальный момент орудие еще не достигло заданной глубины, то золотник 12 находится в опускании и его полость 28 связана со сливом. Следовательно, насос не нагружается. По мере опускания орудия золотник 12 с помощью обратных связей вернется в нейтральное положение, при котором его полость 28 по-прежнему сообщается со сливом, поэтому, хотя золотник 11 удерживается пружиной в подъеме, насос по-прежнему разгружен и давления в гидроцилиндре нет. Однако изменения сопротивления почвы вызывают циклы заглубления и выглубления орудия с частотой 0,2-1,5 Гц. В первые несколько секунд происходит заглубление орудия на глубину, превыщающую заданную. В этот момент золотник 12 сигналом датчика 6 перемещается вверх, т. е. в подъем, перекрывая от слива свою полость 28, и, так как золотник 11 все это время находится в подъеме, перекрывая также свою полость 27, в этом случае и происходит нагрузка насоса. По мере роста давления золотник 11, на который со стороны датчика 5 это давление действует, вернется в нейтральное положение, разгрузив насос, независимо от положения золотника 12. В цилиндре окажется давление оптимальной величины. Если бы герметичность системы была идеальной и идеальное состояние поля, подвески трактора и т. п., то это давление сохранялось бы как угодно долго. Однако в полевых условиях, в результате вибрации от неровностей, колебания подвески и шин, а также утечек в зазорах золотников давление в гидроцилиндре будет изменяться. Без включенного датчика 6 золотник 11 стремился бы поддерживать заданное давление, включая насос, когда оно в гидроцилиндре падало бы, и выпуская жидкость из гидроцилиндра при его увеличении, разумеется без учета фактического сопротивления почвы Благодаря же сигналу датчика 6 золотник 11 может включить насос при падении давления в гидроцилиндре лишь в том случае, когда и золотник 12 переместится на подъем, что свидетельствует о том, что тяговое усилие выросло. При возрастании же давления в гидроцилиндре сверх оптимального золотник 11 выпустит часть жидкости, переместившись вниз. Золотник 12 воспрепятствовать этому не сможет. Золотник 11 постоянно следит за верхней границей давления, не допуская его превышения сверх оптимального, т. е. на опускании предпочтительное включение отдается ему. С другой стороны, включение насоса на нагрузку и впуск жидкости в гидроцилиндр, происходит лишь в том случае, когда это необходимо и золотнику 12 и золотнику 11. Из этого следует, что превышения давления в гидроцилиндре, несмотря на сигнал датчика 6, выше оптимального не происходит, а падение давления возможно, если это отвечает требованию датчика 6. Допустим, давление в гидроцилиндре падает по причине утечек. Золотник 11 перемещается вверх, на подъем, но если датчик 6 держит золотник 12 в нейтральном положении (тяговое усилие оптимальное), то полость 28 золотника 12 сообщена со сливом и нагрузки не произойдет. В этом случае

имеющееся давление и отвечает требованиям сигнала датчика 6.

Золотник 11 в результате падения давления может сместиться вверх (на подъем), а для стабилизации тягового усилия необходимо заглублять орудие, т. е. золотник 12 будет в QnycKaHHH. В этом случае происходит опускание через полости 32 и 24. Подъем в транспортное положение осуществляется золотником распределителя ручного управления. Жидкость от распределителя поступает к каналу 17, перебрасывает запорный клапан 18 в верхнее положение, и далее через канал 10 поступает к гидроцилиндРУПредлагаемый гидропривод позволяет понизить уровень давления в гидроцилиндре, уменьшить частоту включения насоса и количество горючего потребляемого трактором, что обеспечивает повышение экономичности.

Формула изобретения Гидропривод механизма тракторной навески, содержащий однополостной гидроцилиндр, гидрораспределитель автоматического управления с перепускным и обратным клапанами, снабженный датчиками рабочего давления гидроцилиндра и потребляемой мощности трактора, и каналы для сообщения гидрораспределителя с отводом к гидроцилиндру, с напорной и сливной гидролиниями, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, гидрораспределитель выполнен в виде двух последовательно включенных золотников, один из которых связан с отводом к гидроцилиндру и снабжен датчиком давления, а другой - датчиком потребляемой мощности трактора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 1557696, кл. Н 45 а 67/00, опублик. 1966. Zf 28 38 39 13 гЗ 36 30