Гидросистема трёхосного автогрейдера

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Щемелв Анатолий Мефодьевич Зезюлина Елена Викторовна Науменко Анатолий Евгеньевич Бужинский Александр Дмитриевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Гидросистема трехосного автогрейдера, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит две пары гидроцилиндров, прикрепленных одними своими концами к подмоторной раме, а вторыми - к корпусу балансирной тележки, каждая из полостей гидроцилиндров двух пар через соответствующие обратные клапаны соединена одной гидролинией с гидробаком, а второй гидролинией - с блоком гидроаккумуляторов с образованием качающего рабочую жидкость узла блок гидроаккумуляторов гидролинией соединен со входом трехпозиционного распределителя с электромагнитами управления положением его золотника 1, 2 и входом двухпозиционного распределителя с электромагнитом управления положением его золотника 3, причем трехпозиционный распределитель первым выходом через редукционный клапан соединен с блоком тонкой фильтрации рабочей жидкости,11116 1 2008.10.30 а вторым выходом через второй редукционный клапан - с насос-мотором двухпозиционный распределитель выходом соединен с теплогенератором содержит блок управления с датчиками загрузки двигателя внутреннего сгорания, чистоты рабочей жидкости, зарядки блока гидроаккумуляторов и температуры рабочей жидкости, причем блок управления выполнен с возможностью подачи управляющих сигналов на электромагнит 1 для обеспечения включения системы очистки рабочей жидкости при сочетании сигналов датчиков,соответствующих булевому выражению 1 , на электромагнит 2 для обеспечения включения насос-мотора при сочетании сигналов датчиков, соответствующих булевому выражению 2 , на электромагнит 3 для обеспечения включения теплогенератора при сочетании сигналов датчиков, соответствующих булевому выражению 3 ,где- сигнал датчика загрузки двигателя внутреннего сгорания В - сигнал датчика чистоты рабочей жидкости- сигнал датчика зарядки блока гидроаккумуляторов- сигнал датчика температуры рабочей жидкости. Изобретение относится к области строительных и дорожных машин и может быть использовано на автогрейдерах. Известна гидросистема автогрейдера, включающая насос, распределитель, гидроцилиндры и гидробак 1. Отличительной особенностью этой гидросистемы является необходимость подвода от двигателя внутреннего сгорания крутящего момента для обеспечивания функционирования гидросистемы машины. И нагрев жидкости, и ее фильтрация обеспечивается за счет затрат мощности двигателя, что приводит к увеличению себестоимости машино-часа работы машины. Известна машинная гидросистема автогрейдера, включающая насос, распределитель,гидроцилиндры, гидромотор, систему фильтрации и гидробак 2. Отличительной особенностью такой гидросистемы является недостаточная фильтрация рабочей жидкости, что связано с необходимостью дополнительных затрат мощности. Недостаточная фильтрация жидкости приводит к тому, что загрязнители (металл, кварц,окалина и т.п.) вызывает интенсивный износ всех элементов гидропривода, что приводит к снижению объемного к.п.д. гидросистемы, а значит непроизводительным потерям мощности. Задача изобретения повышение эффективности работы гидросистемы автогрейдера. Эта задача решается за счет того, что гидросистема трехосного автогрейдера, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит две пары гидроцилиндров, прикрепленных одними своими концами к подмоторной раме, а вторыми - к корпусу балансирной тележки,каждая из полостей гидроцилиндров двух пар через соответствующие обратные клапаны соединена одной гидролинией с гидробаком, а второй гидролинией - с блоком гидроаккумуляторов с образованием качающего рабочую жидкость узла блок гидроаккумуляторов гидролинией соединен со входом трехпозиционного распределителя с электромагнитами управления положением его золотника 1, 2 и входом двухпозиционного распределителя с электромагнитом управления положением его золотника 3, причем трехпозиционный распределитель первым выходом через редукционный клапан соединен с блоком тонкой фильтрации рабочей жидкости, а вторым выходом через второй редукционный клапан - с насос-мотором двухпозиционный распределитель выходом соединен с теплогенератором содержит блок управления с датчиками загрузки двигателя внутреннего сгорания, чистоты рабочей жидкости, зарядки блока гидроаккумуляторов и температуры рабочей жидкости, причем блок управления выполнен с возможностью подачи управляющих сигналов на электромагнит 1 для обеспечения включения системы очистки рабочей 2 11116 1 2008.10.30 жидкости при сочетании сигналов датчиков, соответствующих булевому выражению 1 , на электромагнит 2 для обеспечения включения насос-мотора при сочетании сигналов датчиков, соответствующих булевому выражению 2 ,на электромагнит 3 для обеспечения включения теплогенератора при сочетании сигналов датчиков, соответствующих булевому выражению 3 ,где А - сигнал датчика загрузки двигателя внутреннего сгорания В - сигнал датчика чистоты рабочей жидкости С - сигнал датчика зарядки блока гидроаккумуляторов- сигнал датчика температуры рабочей жидкости. Крепление дополнительных гидроцилиндров одним концом к подмоторной раме, а вторым к корпусу балансирной тележки обеспечивает при наезде передних колес на препятствие работу гидроцилиндров как качающую гидравлическую жидкость узла. Наличие обратных клапанов обеспечивает открытие и закрытие их при возникновении разряжения и давления в качающем узле. Наличие блока гидроаккумуляторов обеспечивает накопление жидкости и отдачу ее по мере потребности одному из потребителей. Наличие трехпозиционного распределителя с электромагнитным управлением обеспечивает подачу жидкости в зависимости от сигнала, подаваемого на соответствующий электромагнит, или на дополнительную фильтрацию жидкости или на насос-мотор, который обеспечивает снижение загрузки двигателя. Наличие двухпозиционного распределителя обеспечивает при подаче сигнала на электромагнит этого распределителя направление жидкости от блока гидроаккумулятора на теплогенератор. Установка в машине датчиков А - загрузки двигателя В - чистоты рабочей жидкости С - зарядки блока гидроаккумуляторов- температуры рабочей жидкости обеспечивает подачу сигналов высокого или низкого уровней на блок управления (контроллер). Переработка сигналов, подаваемых от датчиков в блоке управления, обеспечивает подачу сигнала (напряжения) на соответствующий электромагнит распределителей в соответствии с соответствующим булевым выражением. На фиг. 1 показана гидравлическая схема интеллектуальной гидросистемы трехосного автогрейдера. Интеллектуальная гидросистема автогрейдера состоит из двух пар гидроцилиндров 1 и 2. Каждая из полостей гидроцилиндров 1 и 2 соединены через обратные клапаны 3, 4, 5 и 6 с блоком гидроаккумуляторов 7. Одновременно обе полости гидроцилиндров 1 и 2 соединены через другие обратные клапаны 8 и 9 с гидробаком 10. Блок гидроаккумуляторов 7 гидравлически соединен с трехпозиционным распределителем 11 и двухпозиционным распределителем 12. Оба золотника распределителей 11 и 12 управляются при помощи электромагнитов У 1 У 2 У 3. Напряжение на электромагниты подается от блока управления (контроллера 13). В машине установлено ряд датчиков А - датчик загрузки двигателя внутреннего сгорания В - датчик степени загрязнения рабочей жидкости С - датчик степени зарядки блока гидроаккумуляторов- датчик температуры гидравлической жидкости. Один выход распределителя 11 соединен через редукционный клапан 14 с блоком фильтров 18, первый из которых является фильтром грубой очистки, а другие, установленные последовательно, являются фильтрами тонкой очистки. Второй выход распределителя 11 соединен через редукционный клапан с насос-мотором 19 и далее пускает жидкость в гидросистему машины. Выход двухпозиционного распределителя соединен через редукционный клапан 17 с теплогенератором 18. Работает интеллектуальная гидросистема следующим образом. При наезде передних колес автогрейдера на препятствие происходит поворот основной рамы и подмоторной рамы машины относительно оси балансирной тележки автогрейдера. При этом происходит взаимное перемещение основной и подмоторной рамы относительно балансирной тележки. Взаимное перемещение рамы и тележки вызывает перемещение поршней гидроцилиндров 1 и 2. При этом одном направлении перемещения жидкость через обратные клапаны подается в гидроаккумуляторы 7 и одновременно в противоположные полости 3 11116 1 2008.10.30 гидроцилиндров 1 и 2 жидкость через обратные 9 подсасывается из гидробака 10. При попадании передних колес в углубление штоки гидроцилиндров 1 и 2 двигаются в противоположном направлении, и цикл повторяется. После зарядки блока гидроаккумуляторов 7,о чем идет сигнал на блок управления 13 от датчика С при одновременном сигнале от датчиков А, В, , блок управления 13 вырабатывает сигнал о подаче напряжения нВ на один из электромагнитов У 1, У 2 или У 3, в результате чего подается жидкость на одно из устройств. Электрическая схема блока управления 13 работает в соответствии с булевыми выражениями отдельными для управления каждым электромагнитом. При этом приоритеты выбраны следующим образом 1. Нагрев жидкости при температуре ее ниже оптимальной. Это связано с тем, что при всасывании холодной жидкости насосом возможно возникновение кавитации и выхода насоса из строя. Перекачка холодной вязкой жидкости приводит к увеличению сопротивления и потерь энергии на ее перекачку. 2. Дополнительная очистка гидравлической жидкости при помощи фильтров тонкой очистки. Дополнительную фильтрацию необходимо проводить при рабочей температуре жидкости, т.к. снижается сопротивление в фильтрах. Дополнительная очистка уменьшает количество загрязнителей, а следовательно, и износ элементов гидросистемы машины. 3. Направление жидкости на подкрутку двигателя в числе приоритетов остается на последнем месте, т.к. реализация этого приоритета снижает расход топлива при работе машины. Эти приоритеты были решены путем составления таблиц истинности, реализации булевых выражений, упрощения их при помощи карт Карно и получения упрощенных булевых выражений, на базе которых конструировался блок управления. Таким образом, при помощи качающего узла была получена энергия (жидкость, находящаяся под давлением в гидроаккумуляторах). Затем эта энергия была реализована с приоритетами, указанными реже, что позволяло повысить техническое состояние гидросистемы машины, ее функционирование, повысить долговечность и надежность гидросистемы, снизить расход топлива, потребляемого двигателем внутреннего сгорания, что в общем случае можно сформулировать, как улучшение эффективности работы гидросистемы. Источники информации 1. Щемелев Проектирование гидропривода машин для земляных работ / Щемелев - Мог. ММИ. - С. 164, рис. 3.13. 2. Щемелев Проектирование гидропривода машин для земляных работ / Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4