Золотниковый клапан Советский патент 1982 года по МПК F16D48/02 F16K31/00 

айб. Полость 11.справа от золотника 4 служит управляющей камерой Исполнительного клапана. В отверстии крышки 3 установлен подвижный толкатель 12, заплечик 13 которого находится в управляющей камере 11. Уплотнение 14 предотвращает утечки рабочей жидкости из камеры 11 по зазору мелуцу толкателем 12. и крышкой 3. В хвостовике толкателя 12 имеется отверстие 15; в которое входит конец индикаторного рычага 16. Последний закреплен на оси 17, запрессованной в бобышки крышки 3. Рычаг 16 имеет фиксатор --муфту 18 со штифтом 19 и. пластинчатой пружиной, свободный изогнутый конец которой входит в канавку 20. В крышке 3 имеется глухое отверстие 21, в которое может входить штифт 19 при повороте рычага 16 муфты 18.

Золотниковый клапан установлен На каретке 22 трансмиссии, в котором выполнены каналы для сообщения клапана с гидросистемой. Соответствующие каналы имеются в корпусе 1 клапана. Канал 23 сообщен с источником давления, каналы 24 и 25, являющиеся входными, - с гидроцилиндрами 26 и 27 трансмиссии, канал 28 с одним из выходов ОСНОВНОГО устройства управления исполнительными золотниками (см. ниже), каналы 29 и 30 - со сливом. Выходной канал 24 является нормально включенным, а канал 25 - нормально выключенным. Усилие сжатия упором 8 и 9 до их полной деформации превышает гидравлическое усилие, действующее на золотник 4 со стороны камеры управления. С этой целью жесткость С упоров 9 и 10 выбрана из соотношени

P-S

С

Р - давление в камере управления 11;

площадь торца золотника 4,

S допускаемое смещение золотXника вследствие деформации упора (обычно х%0,1 - 0,2см)

На принципиальной схеме системы управления трансмиссии (фиг. 2), изображенной упрощенно, представлены лишь те элементы, которые необходимы для пояснения сущности изобретения. Трансмиссия 31 условно изображена гидроцилиндрами 32-36 фркционных муфт (не показаны),

Порядок включения гидроцилиндров указан в таблице.

НейтВклраль

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл Вкл

Вкл

Вкл Вкд

Система управления содержит гидронасос 37 с приводом от элементов трансмиссии, регулятор 38 давления гидронасоса 37, исполнительное устройство 39, состоящее из золотнико вых клапанов 40-43, и основное устройство 44 дистанционного управления испалнительн т1ми клапанами, имеющее выходы 45-48, дренажную гидролинию 49 и шток iO ручного управления.

Вкл

Вкл

Вкл Вкл Вкл Вкл Вкл Вкл

Вкл Вкл

Вкл

Вкл Вкд Вкл Вкл

Напорная гидролиния 51 гидронасоса 37 подключена ко входам устройства 44 и ко входам клапанов 40 и 43. Каждый из клапанов 40-43 имеет конструкцию, соответствующую фиг. 1. Их камеры управления подключены к выходам 45-48 основного устройства 44 управления исполнительными клапанами. Последнее может быть выполнено в виде любой из известных конструкций - многопозиционного распределителя, комллекта электромагнитных клапанов и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Работа при исправном состоянии основного устройства управления .исполнительными клапанами.

В исходном положении золотника 4 .(фиг. 1) жидкость под давлением из канала 23 проходит в канал 24 и. далее в гидроцилиндр 26, который включа ется. Гидроцилиндр 27 через канал 20 сообщен со сливом т.е. выключен. Золотник 4 пружиной 5 прижат к толкателю 12, а последний к упору 10. Усилия пружины 5 не достаточно для полной деформации упора 10, который сохраняет коническую форму.

Для переключения ступеней золотник 4 перемещают из исходного (крайнего правого) положения в крайнее левое. Для этого от основного устройства 44 (фиг. 2) подается жидкость по каналу 28 и управляющую камеру 11. Под действием давления жидкост;и золотник 4 перемещается влево до встречи с упором 9. Гидроцилиндр 26 соединяется со сливом, а в гидроцилиндр 27 подается давление из канала 23. Усилие прижатия золотника 4 здесь также недостаточное для полной деформации упора 9, который сохранит коническую форму. Толкатель 12 удерживается в исходном положении давлением в камере 11..

Работа при неисправном основном устройстве управления исполнительными клапанами.

При невозможности подачи давления в камеру управления 11 золотник 4 перемещают вручную с псмощью аварийного устройства управления, Для этого муфту 18 фиксатора перемещают вверх индикаторный {ялчаг 16 поворачивают по часовой стрелке и толкателем 12 перемещают золотник 4 влево до встречи с упором 9. Муфту 18 поворачивают на 180 и опускают. Штифт 19 входит в отверстие 21, конец пружины - в канавку 20. Золотник 4 фиксируется в левом рабочем положении.

Устранение заклинивания золОтника

Наиболее распространенным видом оказов исполнительных клапанов является заклинивание, золотника в крайних положениях. Отказ проявляется в том, что при подаче управляющего сигнала (давления) в камеру 11 или при его снятии клапан не срабатывает. При разборке золотник обычно находят заклиненным в одном из крайних положений. Известно, что причиной закли.нивания являются твердые частицы загрязнений, соизмеримые с величиной зазора в золотниковой паре и затягиваемые в этот зазор вместе с утечками рабочей жидкости. Возможно также слипание более мелких частиц в комки в процессе облитерации зазора.

Наличие сопротивления перемещению золотника в определенном напр авлеНИИ свидетельствует о том, что загрязнения попали именно с этого направления. Чаще всего они застревают вблизи входа в зазор.. Повторные

0 попытки перемещения золотника в том же направлении приводят к дальнейшему затягиванию частиц в зазор, усугубляют заклинивание и могут вызвать задиры на поверхности золотниковой

В этом случае целесообразно несколько сдвинуть золотник в противоположном направлении, в результате .чего загрязненйя могут быть выведены из зазора. Однако в известных

0 коне тру К1$иях движению в нужную сторону препятствует упор зрлотнкка или крьшка корпуса, так что золотник зафиксирован с одной стороны загряз.нениями, а, с другой - упеком.

5

В предлагаемой конструкции заклинивание устра-няют следующим образом.

Заклинивание в исхойноН положении , (фиг. 1) опред еляпот путем попытки перемацения золотника 4 индикатор0ным рычагом 16 с нормальным рабочим . усилием (примерно равным усилию пружины 5). Если передвинуть золотник не удается, то рычаг поворачивают против часовой так, что5бы деформировать упОр 1Q заплечиком 13 толкателя 12. Между золотником и затшечиком 13 образуется зазор, на величину которого пружина 5 пере- местит золотник вправр. повторными

0 короткими движениями рычага :i6 добиваются того, чтобы зарязнения были выведены из зазора и золотник смог свободно першлеститься в левое положение. . .

Заклинивание золотника в .левом крайнем положении определяют по отсутствию сопротивления перемещению индикаторного рычага 16 .до. положения фиксации штифтом 19. Для устранения заклинивания рычагом 16 через толкатель 12 нажимают На золотник 4 с усилием,, достаточным для деформации упора 9. Повторными наж.атиями, сопровождаемыми перемещением з.олотника на величину деформации, доби ваются его освобождения для движения вправо.

Заклинивания в промежуточных положениях более редки и устраняются легче ввиду большего свободного хода рычага.16, чем деформация упоров 9 и 10.

Работа системы управления с золотниковым клапаном предлагаемой конструкции.

При работающемдвигателе (не показан) насос 37 подает рабочую жидкость в главную магистраль 51 под давлением, заданным настройкой регулятора 38. При нейтральном пЪложении штока ручного управления 50 основного устройства управления 44 исполнительные клапаны 40-43 находятся в исходном положении(фиг, 2), так как выходы 45-48 устройства 44 сообщены с дренажной гидролинией 49. Жидкость под давлением из гидролинии 51 проходит через клапан 43 в гидро|Цилиндр 35,чт соответствует нейтрали втрансмиссий(см. таблицу).

При перемещении штока 50 в положение I выходи 45, 46 и 47 основного устройства 44 сообщаются с гидролинией 51, в результате жидкость поступает в камеры управления клапанов 40, 41 и 43, которые срабатывают. При этом давление подается: в .гидроцилиндры 33 и 36, что соответствует I ступени (см. таблицу) .

Аналогичйо при установке органа управления 50 в другие положения включаются остальные ступени.

Работа системы управления при отказе основного устройства 44.

При невозможности включить как-иелибо ступени с помощью основного устройства 44 водитель выходит из кабины транспортного средства, с помощью индикаторных рычагов устанавливает и фиксирует клапаны 40-43 в положениях, соответствующих необходимой ему ступени. Для предотвращения самопроизвольного движения транспортное средство должно в это время удерживаться на тормозах если двигатель продолжает работать. После включения ступени продолжают движение транспортного средства без устранения отказа основного устройства 44, которое ремонтируют впоследствии в соответствующих условиях.

Диагностика и устранение отказов золотниковых клапанов 40-43При отказе части исполнительных клапанов (заклинивании их золотников) .приводящем к остановке транспортного средства, дальнейшее нормальное движение невозможнобез устренения отказа. Для обнаружения отказавших исполнительн1г1х клапанов на неподвижном транспортном средстве при неработающем двигателе поочередно воздействуют на индикаторнае рычаги клапанов 40-43. Отказавший клапан и положение в нем золотника определяют по большому Ьвободному ходу, либо наоборот,по заклиниванию индикаторных рычагов в исходном положении. Далее, воздействуя на индикаторые рычаги как описано выше, освобождают заклиненные золотники, после чего возможно нормальное движение транспортного средства.

в известных конструкциях систем, управления для диагностики и устранения отказа необходима разборка механизма управления и специальный инструмент для извлечения золотников. При этом затраты времени несрав-. нимо выше и не исключена опасность дальнейшего загрязнения в процессе разборки и сборки системы.

Возможны различные варианты

0 исполнения описанной системы управления. Очевидно, что число золотниковых клапанов может изменяться применительно, к любой конкретной тракемиссии. О.сновное устройство управления 44, изображенное .схематичеСки, может иметь любое из известных конструктивных исполнений. В частности оно может содержать элементы автоматического управления, иметь

механический или электрический привод из кабины к штоку 50, состоять из электромагнитных клапанов и т.д. Возможны также варианты с механической связью штока 12 с золот5 НИКОМ 4. в этом случае для диаггно.стики поочередно устанавливают во все положения шток 50 при неподвижном транспортном средстве, наблюдают за перемещениями индикаторных рычагов и по перемещениям судят:об исправности системы. Воздействием на рычаги устраняют отказы. В данном варианте диагностика облегчается однако резко возрастает износ уплотнений 14, а также сопротивление

5 движению золо.тникам 4. В связи с этим вариант имеет более ограниченное применение.

Предложенное устройство целесообразно применять в первую очередь на ,

0 транспортных средствах, которые по характеру своего назначения длительное время эксплуатируются вдали от стационарных баз обслуживания и в природных условиях, затрудняющих

5 полевой ремонт - в северных, жаркопустынных районах и т.д. Примером являются строительно-дорожные машины, гусеничные и колесные тягачи, тяжелые самосвалы, автопоезда для

0 дальних перевозок, специальные машины и т.д.

. Формула изобретения

Золотниковый клапан преимущественно для систем управления гидроцилиндрами фрикционных муфт транс,миссии, содержащий корпус с напорными и сливными каналами и расположённый в нем подпружиненный по оси золотник, контактирующий с толкателем,

отличающийся тем, что, с целью повышения удобств эксплуатации путем оперативного устранения заклинивания золотника, он снабжен упругими упорами, закрепленными в

J корпусе по обе стороны от золотника,

связанным с толкателем индикаторным рычагом и подвижно смонтированным н нем фиксатором углового положения рычага, при этом жесткость упругих упоров определяется формулой Р- S

С

X

где С - жесткость упругого упора; Р - давление в камере управления;

S - площадь торца золотника; X - величина деформации упора.

Источники информации, принятые эо внимание при экспертизе

2.Патент США № 3705642, кл. 142/4, 1972 (прототип).