Гидропривод самоходной машины

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси Республиканское унитарное предприятие Минский тракторный завод(72) Авторы Королькевич Александр Викторович Шевченко Василий Савельевич Мелешко Михаил Григорьевич Усс Иван Никодимович Кузнецов Антон Дмитриевич Шевик Юрий Михайлович(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси Республиканское унитарное предприятие Минский тракторный завод(57) Гидропривод самоходной машины, содержащий связанный с двигателем регулируемый насос, гидромотор привода колес самоходной машины, напорная гидролиния которого соединена с регулируемым насосом через клапан разности давлений, гидромотор привода рабочего оборудования, напорная гидролиния которого соединена с регулируемым насосом через регулятор расхода, отличающийся тем, что гидромоторы выполнены регулируемыми и управляемыми дополнительными гидроцилиндрами, полости которых соединены между собой по схеме поршневая полость одногоштоковая полость другого и с дополнительным распределителем, торцовые полости которого через дроссели соединены с напорными гидролиниями гидромоторов. 11333 1 2008.12.30 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах малогабаритных сельскохозяйственных тракторов и дорожностроительных машин. Известен гидропривод самоходной машины (А.с. СССР 1636261, опубл. в Бюл.11, 91). Гидропривод содержит насос и гидромотор привода колес машины, насос и гидромотор привода рабочего оборудования, причем оба насоса связаны с двигателем машины посредством механической передачи и соединены с соответствующими моторами напорными гидролиниями. Регулятор скорости (он же согласно ГОСТ 2.781-96 С. 19 регулятор расхода) позволяет регулировать скорость машины. К недостаткам описанного устройства следует отнести отсутствие в схеме возможности регулировать скорость вала гидромотора привода рабочего оборудования. Такая необходимость существует, по крайней мере, по двум причинам скорость вала гидромотора нестабильна, т.к. зависит от технического состояния гидромашин и от температуры рабочей жидкости рабочее оборудование может работать при разных скоростях привода. Например, от сельскохозяйственных тракторов могут требоваться различные скорости привода рабочего оборудования 540, 700, 1000, 3000 об/мин и др. Кроме того, в этой схеме отсутствует возможность реверса и торможения гидромотора привода колес машины и гидромотора привода рабочего оборудования. Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является гидропривод самоходной машины (патент Российской Федерации 2269429 на изобретение Гидропривод самоходной машины, опубликован 10.02.06, Бюл.4). Гидропривод содержит регулируемый насос, связанный с двигателем, гидромотор привода колес самоходной машины,гидромотор привода рабочего оборудования, регулятор расхода, клапан разности давлений, причем регулируемый насос соединен с гидромотором привода колес через клапан разности давлений и гидромотор привода рабочего оборудования соединен с регулируемым насосом через регулятор расхода. К недостаткам описанного устройства следует отнести сравнительно низкий к.п.д. гидропривода при работе гидромоторов с различными перепадами рабочих давлений. В этом случае, поток рабочей жидкости, поступающей к гидромотору с меньшим перепадом давлений, будет дросселироваться, снижая к.п.д. гидропривода. В основу изобретения положена задача повышения к.п.д. гидропривода за счет уменьшения дросселирования потока путем выравнивания перепадов рабочих давлений гидромоторов привода колес машины и привода рабочего оборудования, питаемых от одного регулируемого насоса, путем уменьшения рабочего объема того гидромотора, который работает с меньшим перепадом давления. Поставленная задача решается в гидроприводе самоходной машины, содержащем связанный с двигателем регулируемый насос, гидромотор привода колес самоходной машины,напорная гидролиния которого соединена с регулируемым насосом через клапан разности давлений, гидромотор привода рабочего оборудования, напорная линия которого соединена с регулируемым насосом через регулятор расхода, причем гидромоторы выполнены регулируемыми и управляемыми дополнительными гидроцилиндрами, полости которых соединены между собой по схеме поршневая полость одного - штоковая полость другого и с дополнительным распределителем, торцовые полости которого через дроссели соединены с напорными гидролиниями гидромоторов. Благодаря такому выполнению гидропривода самоходной машины получаем повышение к.п.д. гидропривода, за счет уменьшения дросселирования потока путем регулирования рабочего объема гидромотора. На чертеже представлена принципиальная схема гидропривода самоходной машины. Гидропривод самоходной машины включает регулируемый насос 1, связанный с двигателем 2 и соединенный гидролиниями 4 и 5 с гидромотором 6 привода колес машины через клапан 7 разности давлений и гидролиниями 4, 8 и 5 -с гидромотором 9 привода рабочего оборудования через регулятор 10 расхода, состоящий из редукционного клапана 11 2 11333 1 2008.12.30 и регулируемого дросселя 12. Торцовая полость 13 клапана 7 через логический элемент 14 ИЛИ соединена с гидролиниями 4 и 5. Торцовая полость 15 клапана 7 соединена с гидролинией 8. Для управления гидромоторами 6 и 9 установлены гидроцилиндры 16 и 17, соединенные с распределителем 18. Кроме того, распределитель 18 гидролинией 19 соединен с насосом подпитки 20 и баком 21, а торцевые полости 22 и 23 распределителя 18 соединены с напорными гидролиниями 4 и 8 гидромоторов 6 и 9. Дроссели 24 и 25 предназначены для устранения колебаний в гидросистеме. Запорный клапан 26 предназначен для получения реверса гидромотора 6 привода колес машины подачей рабочей жидкости от насоса 1 по гидролинии 5 в гидромотор 6. Запорный клапан 27,предназначен для получения реверса гидромотора 9 привода рабочего оборудования. Параллельно запорным клапанам 26 и 27 установлены обратные клапаны 28 и 29. Гидролинии 4 и 5 защищены предохранительными клапанами 30 и 31. Гидропривод имеет систему подпитки, состоящую из насоса 20 подпитки, переливного клапана 32 и обратных клапанов 33 и 34. Гидроцилиндр 35 и распределитель 36 предназначены для управления подачей насоса 1. Рассмотрим 3 различных условия функционирования машины. Движение машины при отключенном рабочем оборудовании. Работа рабочего оборудования без движения машин. Работа рабочего оборудования при движении машины. Указанные варианты совместной работы машины и оборудования рассмотрим на режимах тяги, торможения гидроприводом и реверса. Движение машины при отключенном рабочем оборудовании. Для отключения рабочего оборудования достаточно полностью закрыть дроссели 12 и 24. При увеличении подачи насосом 1 давление, создаваемое насосом, по гидролинии 3 через логический элемент 14 ИЛИ передается в торцовую полость 13 клапана 7 и, преодолевая усилие пружины, сдвигает клапан 7 в положение открыто. Рабочая жидкость от насоса 1 по гидролинии 3 через клапан 7 поступает в гидромотор 6, обеспечивая движение самоходной машины. В режиме торможения гидромотор 6 работает как насос и подает жидкость в насос 1,вынуждая его работать в режиме гидромотора. Давление, создаваемое гидромотором 6 через логический элемент 14 ИЛИ передается в торцовую полость 13 клапана 7. Клапан 7 удерживается в положении открыто. От попадания жидкости из гидромотора 6 в гидромотор 9 последний защищен обратным клапаном 29. Для получения реверса машины необходимо открыть дроссель 12, а запорный клапан 26 переключить в положение соединения гидролинии 5 с гидромотором 6. В режиме реверса насос 1 подает жидкость в гидролинию 5. Давление насоса через элемент 14 ИЛИ передается в полость 13 клапана 7. Из полости 15 жидкость выдавливается через дроссель 12 и редукционный клапан 11 в гидролинию 4 насоса 1. Из гидролинии 5 через запорный клапан 26 поток подается в гидромотор 6 и далее по гидролинии 3 через клапан 7 поступает в насос 1. Обратный клапан 29 препятствует проникновению потока в гидромотор 9, предотвращая нежелательный реверс последнего. Для работы рабочего оборудования без движения машины ее необходимо затормозить,например, рабочим или стояночным тормозом. При подаче насоса 1 поток из гидролинии 4 через регулятор 10 расхода по гидролинии 8 жидкость поступает в гидромотор 9. Дросселем 12 и гидромашиной 1 регулируют требуемую частоту вращения вала гидромотора 9. При торможении рабочего оборудования трансмиссией гидромотор 9 работает в режиме насоса и подает жидкость в гидролинию 5 и далее в насос 1, работающий в режиме гидромотора. Слив из насоса 1 по гидролиниям 4 и 8 через открытый регулятор 10 расхода поступает на всасывание гидромотора 9. Поступить в гидромотор 6 поток не может, т.к. этому препятствует обратный клапан 28. Для реверсивного движения рабочего оборудования запорный клапан 27 необходимо перевести в положение открыто, соединив гидролинию 5 с гидромотором 9. В режиме 3 11333 1 2008.12.30 реверса рабочего оборудования насос 1 подает жидкость по гидролинии 5 в гидромотор 9. Далее по гидролиниям 8 и 4 через регулятор 10 расхода поток поступает на всасывание насоса 1. Работа рабочего оборудования при движении машины. Изменяя подачу насоса 1, дросселем 12 регулируют требуемую частоту вращения вала гидромотора 9. После этого открывают дроссель 24 и, плавно увеличивая подачу насоса 1, приводят машину в движение. Так как регулятор 10 расхода пропускает через себя только определенный расход жидкости, то избыток подачи увеличивает давление в гидролинии 3. Под действием этого давления открывается клапан 7 и часть подачи насоса 1 поступает в гидромотор 6 привода колес машины. При этом частота вращения вала гидромотора 9 привода рабочего оборудования остается постоянной, а скорость движения самоходной машины регулируется насосом 1. Работа гидропривода происходит следующим образом. При увеличении подачи насоса поток поступает вначале только в гидромотор 9, т.к. клапан 7 закрыт, регулятор 10 расхода открыт. При достижении отрегулированной частоты вращения вала гидромотора 9, излишний поток от насоса 1 открывает клапан 7 и поступает в гидромотор 6. В случае работы одного из гидромоторов, например гидромотора 9 привода рабочего оборудования,при большем перепаде давлений, чем у гидромотора 6, большее давление гидролинии 8 передается в торцовую полость 23 распределителя 18 и переключает его вправо. Поток рабочей жидкости по гидролинии 19 через распределитель 18 поступает в гидроцилиндр 17,который регулирует гидромотор 6 на уменьшение его рабочего объема. Для преодоления внешнего загружающего момента при уменьшении рабочего объема гидромотора 6 его рабочее давление в подводящей гидролинии 4 увеличивается. Соединение полостей гидроцилиндров 16 и 17 по схеме поршневая полость одного гидроцилиндра - штоковая полость другого позволяет гидроцилиндру 16 удерживать рабочий объем гидромотора 9 максимальным. При выравнивании давлений в гидролиниях 4 и 8 распределитель 18 под действием торцовой пружины полости 22 занимает свое нейтральное положение. Перепад рабочих давлений обоих гидромоторов 6 и 9 примерно (в пределах точности регулирования) одинаков, потери в дросселирующих элементах минимальные, что благоприятно сказывается на к.п.д. гидропривода в целом. При выравнивании перепадов давлений с помощью регулирования рабочих объемов гидромоторов частота вращения их валов изменяется. Подбором проходных сечений дросселей 24 и 25 этот процесс можно сделать достаточно медленным, с тем, чтобы оператор мог корректировать частоту вращения того гидромотора, объем которого изменяется. Предлагаемый гидропривод самоходной машины может быть использован в упрощенном варианте, когда один из гидромоторов остается регулируемым, второй - нерегулируемым. Объем регулируемого гидромотора, в этом случае, при проектировании должен выбираться несколько больше расчетного, с тем, чтобы была возможность уменьшить его с целью выравнивания перепадов давлений на гидромоторах. Работает такой гидропривод аналогично описанному. Для торможения гидромоторов 6 и 9 уменьшают подачу насоса 1. При уменьшении расхода гидромоторы 6 и 9 работают за счет приведенных масс машины и рабочего оборудования в режиме насосов и подают жидкость в гидролинию 5 и далее в насос 1. При остановке любого из гидромоторов и работе второго в режиме насоса за счет использования энергии маховых масс подаче потока рабочей жидкости в остановившийся гидромотор и получению нежелательного самопроизвольного реверса препятствует обратный клапан 28 или 29 остановленного гидромотора. В предложенном устройстве благодаря выравниванию перепадов давлений на гидромоторах, работающих от одного насоса, достигнуто повышение к.п.д. гидропривода. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4