Гидропривод самоходной машины

(51)60 17/10 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 Резвинский Виктор Михайлович(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси Республиканское унитарное предприятие Минский тракторный завод(57) Гидропривод самоходной машины, содержащий насос, связанный с двигателем, гидромотор привода колес машины, гидромотор привода рабочего оборудования, регулятор скорости, отличающийся тем, что содержит клапан разности давлений, гидравлический логический элемент ИЛИ и гидрораспределитель с двумя обратными клапанами, причем 9101 1 2007.04.30 насос выполнен регулируемым и гидравлически соединен через клапан разности давлений с гидромотором привода колес, а через регулятор скорости и его регулируемый дроссельс гидромотором привода рабочего оборудования, пружинная полость клапана разности давлений гидравлически соединена с регулятором скорости, а его противоположная торцевая полость через гидравлический логический элемент ИЛИ - с напорной гидролинией регулируемого насоса в гидролинию параллельно регулятору скорости включены последовательно соединенные обратный клапан и дроссель, а распределитель с двумя обратными клапанами установлен между гидромоторами в их сливные гидролинии. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах малогабаритных сельскохозяйственных тракторов и дорожно-строительных машин. Известен гидропривод самоходной машины (Петров В.А. Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин. - М. Машиностроение, 1988. - С. 15, рис. 2), содержащий регулируемый насос, связанный с двигателем, гидромотор привода колес машины. Недостатком указанного гидропривода является отсутствие привода рабочего оборудования. Известен также механизм привода вала отбора мощности, т.е. привода рабочего оборудования, транспортного средства (а.с. СССР 1511159, 1989). Механизм имеет регулируемый насос, кинематически связанный с валом отбора мощности (т.е. с валом привода рабочего оборудования). К недостаткам этого механизма следует отнести отсутствие бесступенчатого привода колес машины. Наиболее близким к заявляемому изобретению является гидропривод самоходной машины (а.с. СССР 1636261, 1991). Гидропривод самоходной машины содержит насос и гидромотор системы привода колес машины, насос и гидромотор системы привода навесного рабочего оборудования, причем оба насоса связаны с двигателем машины посредством механической передачи и соединены с соответствующими моторами напорными гидролиниями. Регулятор скорости 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 функционировать 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. В основу изобретения положена задача расширения функциональных возможностей гидропривода самоходной машины. Поставленная задача достигается тем, что гидропривод самоходной машины содержит насос, связанный с двигателем, гидромотор привода колес машины, гидромотор привода рабочего оборудования, регулятор скорости, клапан разности давлений, гидравлический логический элемент ИЛИ и гидрораспределитель с двумя обратными клапанами, причем насос выполнен регулируемым и гидравлически соединен через клапан разности давлений с гидромотором привода колес, а через регулятор скорости и его регулируемый дроссель - с гидромотором привода рабочего оборудования, пружинная полость клапана разности давлений гидравлически соединена с регулятором скорости, а его противоположная торцевая полость через гидравлический логический элемент ИЛИ - с напорной гидролинией регулируемого насоса в гидролинию параллельно регулятору скорости включены последовательно соединенные обратный клапан и дроссель, а 2 9101 1 2007.04.30 распределитель с двумя обратными клапанами установлен между гидромоторами в их сливные гидролинии. Благодаря такому выполнению гидропривода самоходной машины получаем расширение функциональных возможностей гидропривода, а именно бесступенчатое регулирование скоростей привода рабочего оборудования и самоходной машины, возможность реверса и торможения гидромоторов привода машины и привода рабочего оборудования. На фиг. 1 представлена принципиальная схема гидропривода самоходной машины. На фиг. 2 - зависимость скоростей валов гидромоторов и скорости самоходной машины от угла регулирования насоса. Гидропривод самоходной машины включает регулируемый насос 1, связанный с двигателем 2 и соединенный гидролиниями 3 и 4 с гидромотором 5 через клапан 6 разности давлений и гидролиниями 3, 7 и 4 - с гидромотором 8 через регулятор 9 скорости. Торцовая полость 10 клапана 6 через логический элемент ИЛИ 11 соединена с гидролиниями 3 и 4. Пружинная полость 12 клапана 6 соединена с гидролинией 7. Регулятор 9 скорости имеет регулируемый дроссель 13. Гидролинии 3 и 4 защищены предохранительными клапанами 19 и 20. Гидропривод имеет систему подпитки, состоящую из насоса 21 подпитки, переливного клапана 22 и обратных клапанов 23 и 24. Гидроцилиндр 25 и распределитель 26 предназначены для управления подачей насоса 1. Рассмотрим 3 различных условия функционирования машины Движение машины при неработающем 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 неработающем оборудовании. Для отключения рабочего оборудования достаточно полностью закрыть дроссели 13. В режиме движения давление,создаваемое насосом в гидролинии 3 через логический элемент ИЛИ 11, передается в торцовую полость 10 клапана 6 и, преодолевая усилие пружины, сдвигает золотник клапана влево. Рабочая жидкость от насоса 1 по гидролинии 3 через клапан 6 поступает в гидромотор 5, обеспечивая движение самоходной машины. При этом небольшое количество жидкости из полости 12 вытесняется в гидролинию 7 и далее через гидромотор 8 - в гидролинию 4 на всасывание насоса 1. В режиме торможения гидромотор 5 работает как насос и подает жидкость в насос 1,вынуждая его работать в режиме гидромотора. Давление, создаваемое гидромотором 5,через логический элемент ИЛИ 11 передается в торцовую полость 10 клапана 6. Золотник клапана 6 удерживается в нижнем положении или перемещается влево, вытесняя жидкость из полости 12. Т.к. при работе гидромотора 5 в режиме насоса гидролиния 3 становится всасывающей и давление в ней падает, то жидкость из полости 12 выдавливается в гидролинию 3 через дроссель 18 и клапан 17. Для получения реверса машины необходимо распределитель 14 переключить в положение прямого соединения гидролинии 4 с гидромотором 5. В режиме реверса насос 1 подает жидкость в гидролинию 4. Давление насоса через элемент ИЛИ 11 передается в полость 10 клапана 6. Из полости 12 жидкость выдавливается через дроссель 18 и клапан 17 в гидролинию 3 насоса 1. Из гидролинии 4 через открытый распределитель 14 поток подается в гидромотор 5 и далее по гидролинии 3 через клапан 6 поступает в насос 1. Обратный клапан 16 препятствует проникновению потока в гидромотор 8. Для функционирования рабочего оборудования в стационарном положении машины ее необходимо затормозить, например, рабочим или стояночным тормозом. При подаче насоса 1 поток из гидролинии 3 через регулятор 9 скорости жидкость поступает в гидромотор 8. Дросселем 13 регулируют требуемую частоту вращения вала гидромотора 8. 3 9101 1 2007.04.30 При торможении рабочего оборудования трансмиссией гидромотор 8 работает в режиме насоса и подает жидкость в гидролинию 4 и далее в насос 1, работающий в режиме гидромотора. Слив из насоса 1 по гидролиниям 3 и 7 через открытый регулятор 9 скорости поступает на всасывание гидромотора 8. Поступить в гидромотор 5 поток не может, т.к. этому препятствует обратный клапан 15 и, кроме того, он заторможен. Для реверсивного движения рабочего оборудования распределитель 14 необходимо перевести в правое положение, соединив гидролинию 4 с гидромотором 8 напрямую (без обратного клапана). В режиме реверса рабочего оборудования насос 1 подает жидкость по гидролинии 4 в гидромотор 8. Далее по гидролиниям 7 и 3 через регулятор 9 скорости поток поступает на всасывание насоса 1. Работа рабочего оборудования при движении машины. Изменяя подачу насоса 1, дросселем 13 отрегулировать требуемую частоту вращения вала гидромотора 8. После этого, плавно увеличивая подачу насоса 1, приводят машину в движение. Т.к. регулятор 9 скорости пропускает через себя только определенный расход жидкости, то избыток подачи увеличивает давление в гидролинии 3. Под действием этого давления открывается клапан 6 и часть подачи насоса 1 поступает в гидромотор 5 привода колес машины. В случае работы гидромотора 8 при большем перепаде давлений, чем у гидромотора 5, поток, поступающий к гидромотору 5, дросселируется клапаном разности давлений 6. При большем перепаде давлений на гидромоторе 5 поток на гидромотор 8 дросселируется регулятором 9 скорости. Работа гидропривода происходит следующим образом. При увеличении подачи насоса поток поступает вначале только в гидромотор 8, т.к. клапан 6 закрыт, регулятор 9 скорости открыт. При достижении отрегулированной частоты вращения вала гидромотора 8 избыточный поток жидкости от насоса 1 открывает клапан 6 и поступает в гидромотор 5. Т.о. частота вращения вала гидромотора 8 привода рабочего оборудования остается постоянной (или может меняться по заданной программе за счет регулирования дросселем 13), а скорость движения самоходной машины регулируется насосом 1. При торможении гидромоторов 5 и 8 уменьшают подачу насоса 1. При уменьшении расхода гидромоторы 5 и 8 работают за счет инерционных сил машины и рабочего оборудования в режиме насосов и подают жидкость в гидролинию 4 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 препятствуют обратные клапаны 15 или 16 остановленного гидромотора. Таким образом соблюдаются требования техники безопасности. Одновременный реверс и машины, и рабочего оборудования - явление нежелательное. Реверс каждого из гидромоторов в отдельности рассмотрен выше. Из графика фиг. 2 видны изменения частот вращения валов гидромоторов рабочего оборудования Р.О. и машины 0, 1 и 2 в зависимости от угла регулирования насоса . Для примера принимаем равными рабочие объемы гидромотора привода колес машины и насоса, а рабочий объем гидромотора рабочего оборудования составляет 0,5 объема насоса. Максимальную частоту вращения валов всех гидромашин принимаем равную Р.О.3000 об/мин. Этой частоте вращения вала гидромотора привода колес машины соответствует скорость машины, равная 15 км/ч. При заторможенном вале гидромотора рабочего оборудования (Р.О.0) частота вращения вала гидромотора привода колес машины в зависимости от угла регулирования насоса будет изменяться по линии ОВ. Правая шкала позволяет определить скорость машины при соответствующих оборотах вала гидромотора привода колес машины. При частоте вращения вала гидромотора рабочего оборудования Р.О.3000 об/мин подача на 4 9101 1 2007.04.30 соса до угла регулирования 15 будет поступать в гидромотор рабочего оборудования,а при 15 - в гидромотор привода колес машины. Линия ЕД показывает зависимость частоты вращения вала гидромотора привода колес машины и ее скорости от угла регулирования насоса. В предложенном устройстве один регулируемый насос обеспечивает работу машины и рабочего оборудования в режиме бесступенчатого регулирования, что позволяет расширить функциональные возможности самоходной машины. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5