Гидрообъемная трансмиссия самоходной машины

(51)16 61/44,15 11/22 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГИДРООБЪЕМНАЯ ТРАНСМИССИЯ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ(71) Заявитель Научно-исследовательское и проектно-технологическое республиканское унитарное предприятие Институт НИПТИС(72) Авторы Пилипенко Владимир Митрофанович Котлобай Анатолий Яковлевич Котлобай Андрей Анатольевич(73) Патентообладатель Научно-исследовательское и проектно-технологическое республиканское унитарное предприятие Институт НИПТИС(57) Гидрообъемная трансмиссия самоходной машины, содержащая насос с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком, обобщенный через дозирующее устройство, включающее гидроцилиндр дозирования, оснащенный распределяющей частью, гидрораспределитель управления, и гидрораспределители реверса и поворота с двумя нерегулируемыми гидромоторами с реверсируемым потоком, вал каждого из которых кинематически связан с колесом борта, отличающаяся тем, что дозирующее устройство объемного типа выполнено в виде двух, связанных в единый блок гидроцилиндров дозирования,1480 два поршня каждого из которых делят полость гидроцилиндра дозирования на две рабочие и дренажную, и соединены между собой штангой, механически связанной посредством рычага со штангой второго гидроцилиндра дозирования, и парораспределителя управления с плунжером, выполненного с электромагнитным управлением по сигналам двух герконов, установленных на корпусе одного гидроцилиндра дозирования и взаимодействующих в крайних позициях поршней гидроцилиндра дозирования с магнитным полем магнита, закрепленного на штанге, каждая из рабочих полостей данного гидроцилиндра дозирования связана в одной позиции гидрораспределителя управления через внутренние полости, образованные шестью кулачками плунжера гидрораспределителя управления, с насосом в первой позиции и баком во второй позиции гидрораспределителя реверса, и в другой позиции гидрораспределителя управления с гидравлической полостью гидропневматического аккумулятора, и через гидрораспределитель поворота с напорной магистралью гидромотора привода колеса данного борта, сливные магистрали гидромоторов привода колес связаны с баком в первой и насосом во второй позиции гидрораспределителя реверса, пневматические полости гидропневматических аккумуляторов связаны между собой.(56) 1. А.с. СССР 1813945 А 1, МПК 16 61/44, 15 11/22 // БИ 17, 1993. 2. Патент РБ 655, МПК 16 61/44,15 В 11/22 // АБ 3(34), 2002. Полезная модель относится к гидрообъемным передачам транспортных машин, преимущественно к приводу ходового оборудования транспортных машин с бортовым поворотом. Известна гидрообъемная трансмиссия самоходной машины, содержащая насос с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком, сообщенный через делитель потока и гидрораспределитель реверса с двумя нерегулируемыми гидромоторами с реверсируемым потоком, вал каждого из которых кинематически связан с колесом борта 1. Конструкция известной гидрообъемной трансмиссии существенно упрощается благодаря исключению одного гидронасоса и применению делителя потока. Возможность регулирования расхода жидкости по бортам расширяет функциональные возможности гидрообъемной трансмиссии, позволяя реализовать схему бортового поворота. Недостатком известной трансмиссии является то, что применение делителя потока с дросселированием потока рабочей жидкости не обеспечивает необходимой точности деления потока рабочей жидкости из насоса по гидромоторам бортов. Это объясняется тем,что малое перемещение плунжера в осевом направлении существенно изменяет площади проходных сечений дросселирующих щелей делителя потоков и, соответственно, расход рабочей жидкости по напорным магистралям гидромоторов. В результате низкой точности деления потока рабочей жидкости гидрообъемная трансмиссия не обеспечивает курсовой устойчивости машины и потребует частого корректирования курса посредством торможения одного из бортов. Известна гидрообъемная трансмиссия самоходной машины, содержащая насос с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком, сообщенный через дозирующее устройство, включающее гидроцилиндр дозирования, оснащенный распределяющей частью, гидрораспределитель управления, и гидрораспределители реверса и поворота с двумя нерегулируемыми гидромоторами с реверсируемым потоком, вал каждого из которых кинематически связан с колесом борта 2. Дозирующее устройство известной гидрообъемной трансмиссии обеспечивает достаточную точность при относительно небольших расходах жидкости, что обеспечивает хорошую курсовую устойчивость машины. 2 1480 Недостатком известной трансмиссии является недостаточная курсовая устойчивость при использовании технического решения в гидросистемах с большими расходами рабочей жидкости в контурах, в машинах высоких тяговых классов. Это объясняется тем, что при использовании дозирующей системы в гидросистемах с большими расходами рабочей жидкости для ограничения частоты возвратно-поступательного движения плунжера гидроцилиндра дозирования необходимо увеличение диаметра и хода плунжера. Это, при использовании в едином плунжере дозирующего и распределяющего элементов, приведет к увеличению габаритов распределяющей части плунжера, увеличению массы его, динамических нагрузок агрегатов. Использование плунжеров с малыми ходами для ограничения габаритных параметров рациональными пределами приведет к относительно низкой точности деления потока жидкости изза высокой вероятности несвоевременного переключения полостей гидроцилиндра дозирования при переключении плунжера гидрораспределителя управления, снижению курсовой устойчивости машины, необходимости частого корректирования курса машины. Кроме того,при последовательной подаче рабочей жидкости в напорные магистрали гидравлических моторов привода колес бортов увеличивается вероятность потери курсовой устойчивости самоходной машины, поскольку в каждый малый промежуток времени колесо одного борта заторможено, а второго - находится в ведущем режиме, что способствует потере устойчивости движения машины. Негативные последствия такого режима работы усугубляются при увеличении рабочего объема гидроцилиндра дозирования. Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение курсовой устойчивости самоходной машины. Решение поставленной задачи достигается тем, что в гидрообъемной трансмиссии самоходной машины, содержащей насос с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком, сообщенный через дозирующее устройство, включающее гидроцилиндр дозирования, оснащенный распределяющей частью, гидрораспределитель управления, и гидрораспределители реверса и поворота с двумя нерегулируемыми гидромоторами с реверсируемым потоком, вал каждого из которых кинематически связан с колесом борта, дозирующее устройство объемного типа выполнено в виде двух, связанных в единый блок гидроцилиндров дозирования, два поршня каждого из которых делят полость гидроцилиндра дозирования на две рабочие и дренажную, и соединены между собой штангой, механически связанной посредством рычага со штангой второго гидроцилиндра дозирования, и гидрораспределителя управления с плунжером, выполненного с электромагнитным управлением по сигналам двух герконов, установленных на корпусе одного гидроцилиндра дозирования и взаимодействующих в крайних позициях поршней гидроцилиндра дозирования с магнитным полем магнита, закрепленного на штанге, каждая из рабочих полостей данного гидроцилиндра дозирования связана в одной позиции гидрораспределителя управления через внутренние полости, образованные шестью кулачками плунжера гидрораспределителя управления, с насосом в первой позиции и баком во второй позиции гидрораспределителя реверса, и в другой позиции гидрораспределителя управления с гидравлической полостью гидропневматического аккумулятора, и через гидрораспределитель поворота с напорной магистралью гидромотора привода колеса данного борта, сливные магистрали гидромоторов привода колес связаны с баком в первой и насосом во второй позиции гидрораспределителя реверса, пневматические полости гидропневматических аккумуляторов связаны между собой. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают хорошую курсовую устойчивость самоходной машины при прямолинейном движении посредством точного деления потока рабочей жидкости. Замена гидравлической системы управления гидрораспределителями управления электронной позволит уменьшить массовогабаритные параметры, материалоемкость дозирующей системы трансмиссии. Кроме того,механическая связь штанг гидроцилиндров дозирования и пневматических полостей гидропневматических аккумуляторов бортов обеспечивает одновременность подачи рабочей жид 3 1480 кости по напорным магистралям гидравлических моторов бортов, что улучшает курсовую устойчивость самоходной машины. На чертеже представлена гидравлическая схема гидрообъемной трансмиссии самоходной машины. Гидрообъемная трансмиссия самоходной машины включает насос 1 с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком 2, дозирующее устройство 3 объемного типа, работающее в режимах Деление потока и Суммирование потоков, пятипозиционный гидрораспределитель поворота 4, двухпозиционный гидрораспределитель реверса 5, нерегулируемые гидромоторы 6, 7 с реверсируемым потоком, вал каждого из которых кинематически связан с колесом 8, 9 борта. Дозирующее устройство 3 состоит из гидроцилиндров дозирования 10, 11, объединенных в блок и гидрораспределителя управления 12. Гидроцилиндры дозирования 10, 11 связаны в единый блок. Два поршня 13, 14, 15, 16 каждого гидроцилиндра дозирования 10, 11 делят полость гидроцилиндра дозирования 10,11 на две рабочие 17, 18, 19, 20 и дренажную 21, связанную с баком 2. Поршни 13, 14 и 15,16 соединены между собой попарно штангами 22, 23. На штанге 23 жестко закреплен рычаг 24, взаимодействующий с упорами 25 штанги 22. На образующих поверхностях гидроцилиндров дозирования 10, 11 со стороны дренажных полостей 21 выполнены прорези для обеспечения перемещения рычага 24 со штангами 22, 23. На корпусе гидроцилиндра дозирования 11 установлены два геркона 26, 27, взаимодействующих в крайних позициях поршней 15, 16 с магнитным полем магнита 28, закрепленного на штанге 23. Гидрораспределитель управления 12 выполнен с плунжером 29, подпружиненным пружиной 30, и управляемым посредством электромагнита 31. Питание электромагнита 31 обеспечивается блоком управления 32 по сигналу герконов 26, 27. Шесть кулачков плунжера 29 связывают попарно в крайних позициях каналы двух групп 33, 34, 35, 36 и 37, 38, 39, 40, 41. Рабочие полости 17, 18, 19, 20 гидроцилиндров дозирования 10, 11 связаны с каналами 35, 36, 33, 34 гидрораспределителя управления 12. Каналы 37, 39, 41 гидрораспределителя управления 12 связаны с насосом 1 в первой позиции, и баком 2 во второй позиции гидрораспределителя реверса 5. Каналы 38, 40 гидрораспределителя управления 12 связаны с гидравлическими полостями 42, 43 гидропневматических аккумуляторов 44, 45, и через гидрораспределитель поворота 4 с напорными магистралями гидромоторов 6, 7 привода колес 8, 9. Сливные магистрали гидромоторов 6, 7 связаны с баком 2 в первой и насосом 1 во второй позиции гидрораспределителя реверса 5. Пневматические полости 46, 47 гидропневматических аккумуляторов 44, 45 связаны между собой. Гидрообъемная трансмиссия самоходной машины работает следующим образом. Пневматические полости 46, 47 гидропневматических аккумуляторов 44, 45 заряжаются газом до расчетного давления. При движении машины прямым ходом гидрораспределитель реверса 5 находится в первой позиции, насос 1 подает рабочую жидкость к дозирующему устройству 3, работающему в режиме Деление потока. В исходном положении обмотка электромагнита 31 обесточена, плунжер 29 гидрораспределителя управления 12 под действием пружины 30 находятся в крайнем положении(на чертеже правом). Жидкость от насоса 1 поступает через каналы 39, 35 и 37, 33 гидрораспределителя управления 12 в полости 17, 19 гидроцилиндров дозирования 10, 11. Поршни 13, 15 перемещаются, приводя в движение поршни 14, 16 через штанги 22, 23. Жидкость из полостей 18, 20 через каналы 36, 40 и 34, 38 поступает в гидравлические полости 43, 42 гидропневматических аккумуляторов 45, 44 и далее к гидрораспределителю поворота 4. 4 1480 При прямолинейном движении прямым ходом гидрораспределитель поворота 4 находится в третьей позиции. Жидкость малыми одинаковыми порциями одновременно поступает к гидромоторам 7, 6. В начале движения жидкость поступает в гидравлические полости 43, 42 до повышения давления в них до уровня, достаточного для движения машины Далее, жидкость поступает в напорные магистрали гидромоторов 7, 6. Колеса 9, 8 поворачивается на незначительный одинаковый угол. При связи пневматических полостей 46, 47 давление в этих полостях, и в полостях 42, 43 одинаковое. При различных условиях по сцеплению колес 8, 9 в контурах гидромоторов 6, 7 возникает различное давление. Механическая связь штанг 22, 23 посредством рычага 24 обеспечивает синхронизацию хода поршней обоих гидроцилиндров 10, 11 и одинаковую подачу рабочей жидкости по напорным магистралям гидромоторов 6, 7. При достижении поршнями 14, 16 крайнего положения магнит 28 перемещается в зону геркона 27. Геркон 27 замыкается. Сигнал геркона 27 подается на блок управления 32. При получении блоком управления 32 сигнала от геркона 27, блок управления 32 подает питание на обмотку электромагнита 31 и плунжер 29 гидрораспределителя управления 12 переводятся, во вторую позицию, деформируя пружину 30. Жидкость от насоса 1 поступает через каналы 41, 36 и 39, 34 гидрораспределителя управления 12 в полости 18, 20 гидроцилиндров дозирования 10, 11. Поршни 14, 16 перемещаются, приводя в движение поршни 13, 15 через штанги 22, 23. Жидкость из полостей 17, 19 через каналы 35, 40 и 33, 38 поступает в гидравлические полости 43, 42 гидропневматических аккумуляторов 45, 44 и далее через гидрораспределитель поворота 4 малыми порциями одновременно к гидромоторам 7, 6. Колеса 9, 8 поворачивается на малый одинаковый угол. При достижении поршнями 13, 15 крайнего положения магнит 28 перемещается в зону геркона 26. Геркон 26 замыкается, а геркона 27 размыкается. Сигнал геркона 26 подается на блок управления 32. При получении блоком управления 32 сигнала от геркона 26, блок управления 32 прекращает подачу питания на обмотку электромагнита 31, и плунжер 29 гидрораспределителя управления 12 возвращается в первую позицию под действием пружины 30. Далее цикл закачки жидкости в гидравлические полости 42, 43 гидропневматических аккумуляторов 44, 45 и далее в напорные магистрали гидромоторов 6, 7 продолжается, как описано выше. Гидромоторы 6, 7 получают из дозирующего устройства 3 одинаковые объемы рабочей жидкости, чем обеспечивается необходимая курсовая устойчивость самоходной машины независимо от условий сцепления колес обоих бортов с опорной поверхностью. Наличие механической связи штанг 22, 23 поршней 13, 15 и 14, 16 гидроцилиндров дозирования 10, 11 и пневматических полостей 46, 47 гидропневматических аккумуляторов 44, 45 обеспечивает одновременное поступление рабочей жидкости в напорные магистрали гидромоторов 6, 7, равномерное вращение колес 8, 9. Это исключает появление несанкционированных рассогласований скоростей колес, и повышает курсовую устойчивость машины. Переключение гидравлической связи полостей 17, 18, 19, 20 с насосом 1 на связь с напорными магистралями гидромоторов 6, 7 и обратно происходит в конце хода поршней 13, 14, 15, 16 на малом участке хода. Это увеличивает, в конечном итоге, точность деления потока рабочей жидкости, повышает курсовую устойчивость машины. Изменение скорости движения машины достигается посредством изменения объема насоса 1. Изменение направления движения обеспечивается посредством перевода гидрораспределителя реверса 5 во вторую позицию, в результате чего реверсируются гидромоторы 6, 7. Дозирующее устройство 3 включено в сливные магистрали гидромоторов 6, 7 и работает в режиме Суммирование потоков. 1480 При работе дозирующей системы 3 в данном режиме блок управления 32 меняет алгоритм работы при положении магнита 28 в зоне срабатывания геркона 27 питание катушки электромагнита 31 выключается, а при положении магнита 28 в зоне срабатывания геркона 26 - питание катушки электромагнита 31 включается. При движении задним ходом жидкость от насоса 1 через гидрораспределитель реверса 5 во второй позиции подается в напорные магистрали гидромоторов 6, 7, минуя дозирующее устройство 3. Слив рабочей жидкости из гидромоторов 6, 7 осуществляется через дозирующее устройство 3. При положении плунжера 29 гидрораспределителя управления 12 в первой позиции под действием пружины 30, жидкость из сливных магистралей гидромоторов 6, 7 через каналы 38, 34 и 40, 36 гидрораспределителя управления 12 поступает в полости 20, 18 гидроцилиндров дозирования 10, 11. Поршни 14, 16, 13, 15 перемещаются и жидкость из полостей 17, 19 через каналы 35, 39 и 33, 37, гидрораспределитель реверса 5 поступает на слив в бак 2. Одновременно рабочая жидкость из сливных магистралей гидромоторов 6, 7 поступает в гидравлические полости 42, 43 гидропневматических аккумуляторов 44, 45,поднимая давление в них. При достижении поршнями 13, 15, 14, 16 крайнего положения магнит 28 входит в зону срабатывания геркона 26. Геркон 26 замыкается. Сигнал геркона 26 подается на блок управления 32. При получении блоком управления 32 сигнала от геркона 26, блок управления 32 включает питание обмотки электромагнита 31. Плунжер 29 гидрораспределителя управления 12 переводятся во вторую позицию, деформируя пружину 30. Жидкость из сливных магистралей гидромоторов 6, 7 через каналы 38, 33, 40, 35 гидрораспределителя управления 12 поступает в полости 19, 17 гидроцилиндров дозирования 11, 10. Поршни 13, 15 и 14, 16 перемещаются и жидкость из полостей 18, 20 через каналы 36, 41 и 34, 39, гидрораспределитель реверса 5 поступает на слив в бак 2. Одновременно рабочая жидкость из сливных магистралей гидромоторов 6, 7 поступает в гидравлические полости 42, 43 гидропневматических аккумуляторов 44, 45, поднимая давление в них. При достижении поршнями 14, 16, 13, 15 крайнего положения магнит 28 уходит из зоны срабатывания геркона 26 и входит в зону срабатывания геркона 27. Геркон 26 размыкается, геркон 27 замыкается. Сигнал геркона 27 подается на блок управления 32. При получении блоком управления 32 сигнала от геркона 27, блок управления 32 выключает питание обмотки электромагнита 31. Плунжер 29 гидрораспределителя управления 12 переводятся в первую позицию под действием пружины 30. Далее цикл работы дозирующего устройства 3 в режиме Суммирование потоков при движении машины задним ходом продолжается, как описано выше. Дозирующее устройство 3 обеспечивает высокую точность суммирования потоков, и хорошую курсовую устойчивость при движении. Гидрообъемная трансмиссия обеспечивает возможность маневрирования самоходной машины посредством рассогласования скоростей движения колес 8, 9. Гидрораспределитель поворота 4 обеспечивает два режима поворота плавный и резкий. При плавном повороте гидрораспределитель поворота 4 переводится во вторую либо четвертую позицию. Так, при положении гидрораспределителя 4 во второй позиции полость 42 гидропневматического аккумулятора 44 и напорная магистраль гидромотора 6 соединяются со сливом в бак 2. Колесо 8 движется в ведомом режиме. Колесо 9 сохраняет ведущий режим, поскольку напорная магистраль гидромотора 7 соединена с насосом 1 через дозирующее устройство 3. Гидрообъемная трансмиссия обеспечивает самоходной машине плавный поворот. Плавный поворот в другую сторону обеспечивается при переводе распределителя 4 в четвертую позицию. Резкий поворот обеспечивается при первой и пятой позициях гидрораспределителя поворота 4. При положении гидрораспределителя 4 в первой позиции напорная магистраль напорная магистраль гидромотора 6 запирается, колесо 8 затормаживается. Весь рас 6 1480 ход жидкости, обеспечиваемый насосом 1 подается в напорную магистраль гидромотора 7, обеспечивая удвоенную частоту вращения колеса 9. Резкий поворот в другую сторону достигается переводом гидрораспределителя 4 в пятую позицию. При этом гидромотор 7 и, соответственно, колесо 9 затормаживаются, а гидромотор 6 и колесо 8 вращаются с удвоенной частотой вращения. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает высокую курсовую устойчивость за счет точного деления потока рабочей жидкости на по гидромоторам привода колес. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7