ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Гидравлическая система
Заявляемая полезная модель относится к гидро-машиностроению, а именно гидрофицированным стационарным и мобильным машинам.
Известна гидравлическая система, сливной и всасывающий маслопроводы которой подключены к гидравлическому баку, при этом во всасывающем маслопроводе имеется отверстие, расположенное в зоне ниже нижнего уровня рабочей жидкости (см. авт. свид. СССР № 1413302, кл. F15 В 1/06, от 30.07.88г., БИ № 28). Если в результате потерь рабочей жидкости уровень её в гидравлическом баке падает, то её подача в гидравлическую систему прекращается, и вместо неё поступает воздух из воздушной среды гидравлического бака.
Указанная гидравлическая система в аварийной ситуации, например, при разрыве маслопроводов, не обеспечивает сохранение рабочей жидкости в объёме, соответствующем разности между исходным и нижним уровнями рабочей жидкости. Кроме этого, на тракторе должна быть предусмотрена дополнительная ёмкость с маслом для долива, так как после снижения уровня рабочей жидкости в гидравлическом баке до отверстия во всасывающем маслопроводе гидравлическая система становится неработоспособной.
Наиболее близким к предлагаемому устройству, как по технической сущности, так и по достигаемому положительному результату является гидравлическая система, содержащая сливной маслопровод, воздухопровод, сообщённый с воздушной средой, и всасывающий маслопровод, соединённые с подключенным к двухуровневому гидравлическому баку коллектором соответственно через его первое, второе и третье отверстия, четыре дросселя, три из которых установлены в коллекторе перед каждым из этих отверстий, в воздухопроводе установлен обратный клапан, а четвёртый дроссель, установлен в коллекторе на участке между входом в коллектор и третьим отверстием (см. патент России № 1822471, кл. F15 В 20/00, от 15.06.93г., БИ № 22).
Недостатком данного устройства является зависимость его работоспособности и объёма потерь рабочей жидкости от её уровня в гидравлическом баке. Например, если уровень рабочей жидкости устанавливается ниже трёх упомянутых отверстий коллектора, то она поступает в гидравлическую систему при запуске и заполнении её внутренних полостей. Если уровень рабочей жидкости выше указанных отверстий, то при нарушении герметичности гидравлической системы в аварийном режиме возрастут соответственно потери рабочей жидкости. Кроме того, четвёртый дроссель, который установлен в гидролинии всасывания, может привести к ухудшению условий всасывания.
Fl5 в 20/00
Предлагаемой полезной моделью решается задача обеспечения работоспособности гидравлической системы в режимах заполнения внутренних полостей гидравлической системы и запуска, исключения возможности дополнительных потерь рабочей жидкости в аварийном режиме работы.
Технический результат - сокращение потерь рабочей жидкости и уменьшение загрязнения окружающей среды.
Для выполнения поставленной задачи предлагается гидравлическая система, содержащая сливной маслопровод, воздухопровод, сообщённый с воздушной средой, и всасывающий маслопровод, соединённые с подключенным к двухуровневому гидравлическому баку коллектором соответственно через его первое, второе и третье отверстия, четыре дросселя, три из которых установлены в коллекторе перед каждым из этих отверстий, в воздухопроводе установлен обратный клапан. При этом одно из двух первых, упомянутых выше отверстий коллектора, а также третье отверстие, расположены выше нижнего уровня рабочей жидкости в гидравлическом баке, параллельно обратному клапану установлен четвёртый дроссель.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. Па фиг. 1 и 2 представлены два исполнения схемы гидравлической системы. Па фиг.1 - схема гидравлической системы с первым отверстием, расположенным выше нижнего уровня рабочей жидкости, исполнение 1. Па фиг.2 - схема гидравлической системы со вторым отверстием, расположенным выше нижнего уровня рабочей жидкости, исполнение 2.
Гидравлическая система содержит сливной маслопровод 1, воздухопровод 2, сообщённый с воздушной средой 3, и всасывающий маслопровод 4, соединённые с подключенным к двухуровневому гидравлическому баку 5, уровень рабочей жидкости которого находится в пределах от нижнего 6 до верхнего 7, коллектором 8 соответственно через его первое, второе и третье отверстия 9, 10 и 11, четыре дросселя 12, 13, 14 и 15, три из которых - дроссели 12, 13 и 14 установлены в коллекторе 8 соответственно перед каждым из отверстий 9, 10 и И. В воздухопроводе 2 установлен обратный клапан 16. Одно из двух первых отверстий 9 (фиг.1) или 10 (фиг.2), а также третье отверстие 11 коллектора 8, расположены выше нижнего уровня 6 рабочей жидкости в гидравлическом баке 5. Параллельно обратному клапану 16 установлен четвёртый дроссель 15, который может быть выполнен, например, в виде отверстия или
зазора в обратном клапане 16.
Гидравлическая система работает следующим образом. Гидравлическая система функционирует в режимах: - заполнения рабочей жидкостью внутренних полостей гидравлической системы;
-запуска гидравлической системы при её эксплуатации;
-перепуска и в рабочих режимах гидравлических моторов и гидроцилиндров двухстороннего действия;
-в аварийных режимах гидравлическая система обеспечивает сохранение рабочей жидкости.
Для исключения возможности попадания воздуха в гидравлическую систему при работе в указанных выше режимах, кроме аварийного, проходные сечения дросселей 12, 13 и 14 выбираются с учётом требования, чтобы давление перед дросселем 14 было больше, чем в воздушной полости 3 гидравлического бака 5 в режиме выдвижения штока гидроцилиндра.
В режиме заполнения гидравлической системы в гидравлический бак 5 заливается рабочая жидкость и производится запуск гидравлической системы. Во всасывающую магистраль 4 направляется поток рабочей жидкости непосредственно из гидравлического бака 5 по участку 17 коллектора 8, а по участку 18 коллектора 8 - смесь рабочей жидкости и воздуха, находяш;ихся во внутренней полости участка 18. Воздух, поступающий из внутренних полостей гидравлической системы через сливной маслопровод 1, делится на два потока, один из которых направляется во всасывающий маслопровод 4 по участку 18 коллектора 8 и смешивается с потоком рабочей жидкости, поступающим из гидравлического бака 5 по участку 17 коллектора 8, другой поток - в воздушную полость 3 гидравлического бака 5 по участку 19 коллектора 8. Смесь рабочей жидкости с воздухом из всасывающего маслопровода 4 направляется во внутренние полости гидравлической системы, в результате чего в сливном маслопроводе 1 появляется смесь рабочей жидкости и воздуха, концентрация воздуха в коллекторе 8 на участке 18 и во всасывающем маслопроводе 4 снижается. Одновременно из воздухопровода 2 воздух вытесняется в воздушную полость 3 гидравлического бака 5 через дроссель 15. Через некоторое количество циклов гидравлическая система будет заполнена рабочей жидкостью и готова к работе, а воздух из внутренних полостей гидравлической системы переместится в воздушную полость 3. Уровень рабочей жидкости в гидравлическом баке 5 снижается на величину, соответствуюшую объёму внутренних полостей гидравлической системы.
После выключения гидравлической системы, представленной на фиг. 1, рабочая жидкость в воздухопроводе 2 устанавливается, как и в гидравлическом баке 5, на промежуточном уровне 20, а коллектор 8 заполнен рабочей жидкостью независимо от промежуточного уровня 20. После выключения гидравлической системы, представленной на фиг.2, уровень рабочей жидкости в воздухопроводе 2 находится также на высоте промежуточного уровня 20. Если промежуточный уровень 20 рабочей жидкости в гидравлическом баке 5 ниже отверстий 9 и 10, то часть коллектора 8, расположенная выше промежуточного уровня 20, также заполнена воздухом.
При запуске гидравлической системы её внутренние полости, кроме упомянутой верхней части коллектора 8 (фиг.2), заполнены рабочей жидкостью, поэтому гидравлическая система, практически, готова к работе сразу после непродолжительной работы в режиме перепуска. Рабочая жидкость из всасывающего маслопровода 4 поступает в гидравлическую систему и возвращается в сливной маслопровод 1 и коллектор 8. Часть сливного потока через дроссель 12 направляется в гидравлический бак 5 по участку 19 коллектора 8, другая часть - по участку 18 коллектора 8 направляется во всасывающий маслопровод 4. Воздухопровод 2 заполняется рабочей жидкостью. В гидравлической системе, представленной на фиг. 2, если промежуточный уровень 20 рабочей жидкости находится ниже отверстий 9 и 10, то небольшое количество воздуха, содержащегося в верхней части коллектора 8 поступает в гидравлическую систему, но в процессе работы в режиме перепуска уходит в воздушную полость 3 гидравлического бака 5 также, как при заполнении внутренних полостей гидравлической системы.
Аналогично происходит вытеснение воздуха из внутренних полостей гидроцилиндров.
В процессе работы гидравлической системы обратный клапан 16 закрыт, что уменьшает сброс в гидравлический бак 5 рабочей жидкости, направленной из сливного маслопровода 1 во всасывающий 4. Небольшая часть потока в коллекторе 8 рабочей жидкости сбрасывается в гидравлический бак 5 через дроссель 15 из-за перепада давления на воздухопроводе 2, что в рабочих режимах препятствует попаданию воздуха из воздушной полости 3 гидравлического бака 5 в гидравлическую систему.
Предусмотренное повышение давления перед дросселем 14 позволяет обеспечить циркуляцию рабочей жидкости в контуре коллектора 8 без введения дополнительного гидравлического сопротивления на участке 17 коллектора 8 и улучшить условия всасывания насоса.
При аварийном режиме работы гидравлической системы, вследствие потерь рабочей жидкости, поток в сливном маслопроводе уменьшается, давление на входе в отверстие 10 коллектора 8 падает и во всасывающий маслопровод через обратный клапан 16 попадает воздух, при этом подача рабочей жидкости в гидравлическую систему прекращается.
поставленной задачи. Например, при положении отверстия 11 ниже нижнего уровня 6 рабочей жидкости в гидравлическом баке 5, будут иметь место дополнительные её потери в аварийном режиме из-за перепада высот рабочей жидкости в гидравлическом баке 5 и отверстия 11. Аналогично, дополнительные потери рабочей жидкости будут иметь место, если отверстия 9 и 10 коллектора 8 расположены ниже нижнего уровня 6 рабочей жидкости в гидравлическом баке 5.
Если все три отверстия 9, 10 и 11 находятся выше верхнего уровня 7, то независимо от промежуточного уровня 20 при заполнении гидравлической системы рабочей жидкостью и при запуске исключается поступление рабочей жидкости в гидравлическую систему.
Положение отметок нижнего 6 и верхнего 7 уровней рабочей жидкости в гидравлическом баке 5 регламентируется изготовителем трактора.
В процессе эксплуатации уровень рабочей жидкости в гидравлическом баке 5 снижается в результате аварийных потерь, а также при ремонте или замене узлов и агрегатов, заполнении внутренних полостей выносных гидроцилиндров, капельных утечек в соединениях и т.п.. Действительный уровень становится ниже отверстий Ни 10 (фиг. 1) или 9 и 10 (фиг.2). При снижении уровня рабочей жидкости в гидравлическом баке 5 до нижнего уровня 6 производится долив масла. В условиях эксплуатации это не всегда возможно, особенно на сельскохозяйственных тракторах, на которых обычно не предусматривается ёмкость для долива рабочей жидкости. Предлагаемое устройство не препятствует работе гидравлической системы в данном нештатном режиме, что позволяет не прерывать рабочий процесс до конца смены. Однако при этом требуется контролировать температурный режим гидравлической системы более строго, чем при штатных режимах.
Для тракторов ДТ-75, ВТ-100, Т-28Х, ЛТЗ-60 и Т-150К разработаны, изготовлены и получены положительные результаты испытаний опытных образцов устройства на Волгоградском, Липецком и Ташкентском тракторных заводах, а также в НАТИ и BPIM.