Регулятор мощности двухпоточной аксиально-поршневой гидромашины

Регулятор мощности двухпоточной аксиально-поршневой гидромашины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1765507 Al (я)з F 04 В 1/26 //49/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6 (CR

1(у

IC) Ч

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840429/29 (22) 18.06.90 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению "ВНИИстройдормаш" (72) Ю. В. Козлов, Б. И. Шубенков, М. А.

Соловьев, О. P. Кошечкин и Б. И. Болдырев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1198247, кл. F 04 В 49/08, 1984, (54) РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДВУХПОТОЧНОЙ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ГИДРОМАШИНЫ (57) Использование: в области машиностроения, в устройствах регулирования подачи двухпоточных аксиально-поршневых гидромашин. Сущность изобретения: в регуляторе мощности, содержащем корпус, подпружиненный двуплечий рычаг, подпруИзобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам регулирования подачи двухпоточных аксиально-поршневых гидромашин, имеющих область применения в гидроприводе строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других мобильных машин.

Известен регулятор мощности двухпоточной аксиально-поршневой гидромашины, содержащий корпус, размещенный в нем дифференциальный поршень, палец, закрепленный в дифференциальном поршне и связанный с качающим узлом аксиальнопоршневой гидромашины, подпружиненный двуплечий рычаг, ось которого размещена в корпусе, подп ружиненн ый двухкромочн ый золотник, рабочая камера которого постожиненный двухкромочный золотник, установленный с возможностью взаимодействия с одним из плеч двуплечего рычага, дополнительно установлены дифференциальный поршень, двуплечий рычаг, двухкромочный золотник, два бустера, а в пальцах каждого из дифференциальных поршней установлен датчик давления с возможностью взаимодействия с противоположным контактирующему с золотником плечом двуплечего рычага, корпуса бустеров размещены на корпусе регулятора, а сам бустер через упругий элемент взаимодействует с двухкромочным золотником, причем полость B корпусе бустера под его торцем сообщена с линией нагнетания противоположного качающего узла, Кроме этого, каждый бустер снабжен упором, а в корпусе бустера на резьбе размещен охватывающий бустер стакан. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. янно сообщена со штоковой полостью дифференциального поршня, сообщенной через клапан ИЛИ с линией нагнетания аксиально-поршневой гидромашины большего давления, вторая камера Сообщена с дренажом, а проточка, перекрываемая управляющими кромками плунжера золотника, сообщена с поршневой полостью дифференциального поршня, Насос снабжен суммирующим устройством в виде дифференциального датчика давления, выполненного заодно с плунжером золотниica, и магистралей, связывающих линии нагнетания двух качающих узлов с полостями под дифференциальными площадями плунжера золотника (часть плунжера золотника, выполняющая функции датчика давления).

1765507

Палец, размещенный в дифференциальном поршне, шарнирно связан с качающими узлами, имея возможность изменять рабочий объем аксиально-поршневой гидромашины при перемещении дифференциального поршня, Система рычагов дает возможность поддерживать на выходе из насоса режим постоянной мощности, не перегружая приводной двигатель (1). Указанная конструкция является прототипом.

Недостатком описанной конструкции является жесткая связь качающих узлов, которая обеспечивает равные потоки каждого качающего узла, что приводит к ограничеwe потока, создаваемого менее нагруженным качающим узлом (в линии нагнетания которого возникло меньшее давление), более нагруженным качающим узлом. В конечном счете, это сказывается на производительности мобильной машины, в гидроприводе которой применен двухпоточный насос. Так, например, в приводе рабочего оборудования при совмещении операций, вызывающих рост давления и

"холостых", т. е. не вызывающих роста давления, ожидаемый рост производительности от параллельного выполнения операций вместо последовательного не достигается, поскольку "холостые" операции выполняются со скоростью, ограниченной нагрузкой на другом качающем узле из-за наличия жесткой связи между качающими узлами.

На фиг. 2 приведен график работы двухпоточного насоса с жесткой связью между качающими узлами. Кривая, изображенная на графике, — линия постоянной мощности для данной конструкции:

N=(Q/2)ðг+ (Q/2)рг=сопзт, (1) где N — мощность двигателя

Q — суммарный поток насоса, складывающийся из двух равных потоков, создавае.мых двумя качающими узлами; р ; рг — давление, возникающее в линиях нагнетания соответственно первого и второго качающего узла.

Суммарный поток насоса, исходя из (1), определяется:

Q=2N/(р1+ р2). (2)

Целью изобретения является увеличение суммарного потока насоса, производительности мобильной машины и снижение времени ее рабочего цикла.

Указанная цель достигается за счет того, что регулятор мощности двухпоточной аксиально-поршневой гидромашины, содержащий корпус, размещенный в корпусе дифференциальный поршень, в котором закреплен палец, связанный с качающим узлом аксиально-поршневой гидромашины, подпружиненный двуплечий рычаг, ось ко10

55 торого размещена в корпусе, подпружиненный двукромочный золотник, одна камера которого постоянно сообщена со штоковой полостью дифференциального поршня, которая сообщена с линией нагнетания качающего узла, другая камера сообщена с дренажом, а проточка, перекрываемая рабочими кромками плунжера золотника, сообщена с поршневой полостью дифференциального поршня, снабжен дифференциальным поршнем,двуплечим рычагом, двухкромочным золотником, двумя бустерами и двумя корпусами бустеров. В пальцах каждого из дифференциальных поршней установлен датчик давления с возможностью взаимодействия с противоположным контактирующему с золотником плечом двуплечего рычага. Корпуса бустеров размещены на корпусе регулятора, при этом бустер через упругий элемент взаимодействует с двухкромочным золотником. Полость в корпусе бустера под его торцем сообщена с линией нагнетания противоположного качающего узла. Бустер снабжен упором, охватываемым стаканом, размещенным в корпусе бустера с возможностью регулирования положения стакана относительно корпуса бустера.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен схематический разрез регулятора мощности; на фиг.

2 — диаграмма "р — СГ прототипа; на фиг. 3— диаграмма "р — Q" предлагаемого решения.

Предлагаемый регулятор мощности содержит корпус 1, крышку 2 корпуса, дифференциальный поршень 3, палец 4, закрепленный в дифференциальном поршне 3 и связанный с качающим узлом 5, двуплечий рычаг 7, подпружиненный устройством 8, двухкромочный золотник 9, состоящий из гильзы 10 и плунжера 11, одна камера которого каналом 12 сообщена со штоковой полостью 13 дифференциального поршня 3, которая сообщена с линией нагнетания 14, другая камера каналом 15 золотника 9 сообщена с дренажом, а проточка золотника 9, перекрываемая управляющими кромками пояска 16, каналом 17 сообщена с поршневой полостью 18 дифференциального поршня 3. Датчик давления 19 размещен в пальце 4. Плунжер 11 золотника 9 через упругий элемент 20 воздействует на бустер 21, снабженный упором 22 и размещенный по скользящей посадке в корпусе бустера 23, Упор 22 бустера 21 охвачен стаканом 24, размещенным в корпусе бустера 23 с возможностью перемещения вдоль его ocu. Ограничитель 25 размещен в стакане 24.

Камера 26 сообщена каналом 27 с линией нагнетания 28 второго качающего узла 29.

1765507

Канал 30 сообщает штоковую полость 13 с полостью 31 под торцем датчика давления

19. Дифференциальный поршень 3 может быть подпружинен устройством 32. Регулятор, управляющий вторым качающим узлом, Выполнен аналогичнО.

Кроме того, корпус 1, крышка 2 корпуса и гильза 10 золотника 9 могут быть выполнены единой деталью.

Регулятор мощности работает следующим образом.

1. В случае отсутствия нагрузки на одном из качающих узлов давление, повышаясь в линии нагнетания 14, приводит к смещению датчика давления 19, который поворачивает рычаг 7, сжимая пружину 8.

Плунжер золотника 11 под воздействием пружины 20 перемещается, сообщая посредством каналов 17 и 12 полость 18 со штоковой полостью 13 и далее с линией нагнетания 14. B результате разницы площадей дифференциальный поршень 3 перемещается, уменьшая рабочий объем качающего узла 5. При снижении давления в линии 14 процесс повторяется с той разницей, что поршневая полость 18 сообщается со сливом, и дифференциальный поршень перемещается, увеличивая рабочий объем качающего узла 5. В результате насос работает в режиме постоянной мощ-. ности, потребляя одним качающим узлом, в данном случае узлом 5, всю мощность приводного двигателя. На фиг. 3 этот процесс проиллюстрирован кривой 1. П и этом регулирование рабочего съема наЧ 1ется по достижении в линии нагнетания -14 давления, равного ро

2. B случае нагружения обоих качающих узлов, но при условии, что давление в линии нагнетания одного из них не дЬстигло величины ро/2, процесс, описанный для первого варианта, полностью повторяется для этого случая, с той разницей, что возникающее давление в линии нагнетания 28 второго качающего узла 29, воздействуя на торец бустера 21, перемещает его, что вызывает сжатие пружииы 26, перемещение плунжера 11 золотника 9, что приводит к уменьшению рабочего объема в результате процессов, описанных в первом варианте.

При этом, если давление в линии нагнетания 28 стабилизировалось, то регулятор мощности, управляющий рабочим объемом первого качающего узла 5, в результате изменения суммарного усилия пружин 20 и 8 на рычаг 7 автоматически перестроившись, будет реализовать режим постоянной мощности меньшего значения, Дальнейший рост давления в линии нагнетания 28 второго качающего узла 29 вплоть до величины т. е.

Q1=N/2р1; 02=И/2pz.

Суммарный поток;

Q = Q1+ Qz = (N/2)(p1+ рг) (р1р2). (6)

50 Разделив выражение (6) на (2) имеем:

Q< N p1 + рг}(р1+ pZ) (p1+ р;) (Т 2р1р22й 4р1р2 или (5) 55

Q 1+p1p2

Q 4р1 рг

Полученная зависимость Qg /Q=f(p1/р2) имеет один минимум в точке p1/р2=1, т, е. р1=рг. Это означает, что во всех случаях, кроме равенства давления в линиях нагнеp>/2 будет приводить к очередным перестройкам регулятора мощности первого качающего узла (фиг. 3, кривая 1), при этом суммарная мощность, потребляемая насо5 сом (фиг. 3, площадь йц+М г), будет оставаться неизменной.

3. Случай нагружения обоих качающих узлов, при этом давление в линиях нагнетания обоих качающих узлов превышает ро/2.

10 Этот случай отличается от описанных выше тем, что бустер 21 под влиянием давления в линии нагнетания 28 перемещается в свое крайнее левое положение, и упор 22 бустера 21 опирается на стакан 24. Анало15 гичный процесс происходит с бустером регулятора второго качающего узла. После того, как бустеры обоих качающих узлов займут левое крайнее положение, регуляторы мощности окажутся перестроенными

20 на потребление половинной (в данном случае, при настройке обоих качающих узлов на давление ро/2) мощности приводного двигателя (фиг, 3, кривая 2). Давление начала регулирования ро может быть установле25 но от ро/2, что обеспечивается смещением стакана 24 влево (уменьшение ро) либо вправо (увеличение ро), Один из качающих узлов в этом случае будет потреблять большую мощность, другой — меньшую, в зави30 симости от требований потребителя, суммарная потребляемая мощность (как и в предыдущих случаях) неизменна.

Благодаря описанному решению обеспечивается рост суммарного потока насоса.

35 Это подтверждается следующим, Мощность, потребляемая насосом, для предлагаемого. решения определяется вы1:= раже нием:

N=G1р1+ Огр2, (3)

40 где N - г1отребляемая мощность; р1; г — давление в линиях нагнетания первого и вторбго качающих узлов.

Рассмотрим наименее благоприятный случай, когда р1> р,/2; р» po/2, тогда:

45 Q1p1= Q2p2= Й/2, (4) 1765507

ZZ таньа Обажх арчающих узлов (крайне редкая сит ацмж В еальных машинах), суммарный полк, 33Фивэемый насосом с предлагаемым pe ìéæ мощности, больше суммармега йотока прбтотипа. В случае равеи@таа давлений р1 и р потоки прототипа и:ЩФДлагйеюв е рещения равны.

Роост суммарного патока насоса, снабженнжо щщ агаемым регулятором мощности„пфимо авязан с произведительностью мобильией: иЗшины, уменьшением времени ее раб@чачй цикла.

Формула. изобретения

1. Pefyhafep мощности двухпоточной

Эксиальн4-т%Ффщневой гидромашины, содержащий@ФфпуЮ, размещенный в нем диффер4йцмальиый поршень, в котором

ЭзмрЖъщй ММц, связанный с одним качакйцим: $346s4 взноса, подпружиненный двуплЕчий рмтк, а. ь которр р размещена в

«6рщ@э, пйфпфужиненный двухкромочный змотиик, щрвФ камера которого постоянно сообщена с0 атоковой пол@стью диффе= рвнцмалънв о поршня, сообщенной с ли= ниах нагнетания качающего узла насоса, второй камера- — с дренажом, э проточка, 8 2 7, 771 перекрываемая управляющими кромками плунжера золотника, — с поршневой полостью дифференциального поршня, причем золотник установлен с воэможностью взаи5 модействия с одним из плеч двуплечего рычага,отличающийсятем,что, сцелью увеличения подачи путем независимого управления качающими узлами, он дополнительно снабжен дифференциальным

l0 поршнем, двуплечим рычагом, двухкромочным золотником, двумя бустерами и двумя корпусами бустеров, в пальцах каждого из дифференциальных поршней установлен датчик давления с возможностью взаимо15 действия с противоположным контактирующему с золотником плечом двухплечего рычага, корпуса бустеров размещены на корпусе регулятора, при этом бустер установлен с возможностью взаимодействия че20 рез упругий элемент с двухкромочным золотником, а полость в корпусе бустера под его торцом сообщена с линией нагнетания противоположного качающего узла, 2. Регулятор по и, 1, о т л и ч а ю щ и й25 с я тем, что каждый бустер снабжен упором, а в корпусе бустера на резьбе размещен охватывающий бустер стакан, 1д 7У 1Х1/ m Z7 ZZ д д

1765507

Я +(Я Рг

i л х

Фг. 3

Составитель Ю.Козлов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Лисина

Редактор Л,Народная

Заказ 3370 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

,О