Гидравлическая система инженерной машины
HYDRAULIC SYSTEM OF ENGINEERING MACHINE

Изобретение относится к области военной техники специального назначения, а именно, к инженерным машинам.
Известна гидравлическая система бронированной ремонтно-эвакуационной машины (см. патент РФ №2553620), выбранная в качестве прототипа, содержащая гидробак, маслоохладитель, гидравлический контур основной тяговой лебедки, имеющий гидронасос, трехпозиционный гидрораспределитель, гидромотор с предохранительными клапанами, и гидравлический контур вспомогательной лебедки, имеющий гидронасос, нерегулируемый гидромотор, предохранительно-разгрузочное устройство.
Существенными недостатками данной конструкции являются низкий КПД гидравлического контура вспомогательной лебедки на малых скоростях вследствие перелива рабочей жидкости в слив при регулировании скорости регулятором расхода, ограниченный диапазон регулирования скорости и крутящего момента тяговой лебедки (в пределах регулирования рабочего объема гидронасоса), а также невозможность подключения к гидравлическому контуру основной тяговой лебедки дополнительных гидравлических контуров, позволяющих расширить функциональные возможности, вследствие того, что гидравлический контур основной тяговой лебедки выполнен в замкнутом виде. Кроме того, в известной конструкции отсутствует возможность осуществления намотки лебедок в случае выхода из строя гидронасосов, привода отбора мощности или двигателя машины.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание гидравлической системы инженерной машины свободной от вышеуказанных недостатков.
Указанная задача решается тем, что в гидравлической системе инженерной машины, содержащей гидробак, маслоохладитель, гидравлический контур основной тяговой лебедки, имеющий гидронасос, трехпозиционный гидрораспределитель, гидромотор с предохранительными клапанами, гидравлический контур вспомогательной лебедки, имеющий гидронасос, нерегулируемый гидромотор, предохранительно-разгрузочное устройство, причем гидравлический контур вспомогательной лебедки выполнен с возможностью присоединения к нему гидравлического контура грузоподъемной лебедки и гидравлического контура сошника-бульдозера, согласно изобретению в контур основной тяговой лебедки включено предохранительно-разгрузочное устройство, а гидромотор; с предохранительными клапанами выполнен регулируемым с электроуправлением, гидронасосы контуров основной тяговой и вспомогательной лебедок выполнены регулируемыми с электроуправлением и соединены с упомянутыми контурами через обратные клапаны, в гидравлическую систему включена насосная станция с электроприводом, которая соединена с упомянутыми контурами через обратные клапаны, кроме того, оба упомянутых контура снабжены собственными дополнительными гидравлическими контурами, каждый из которых включает по три трехпозиционных золотника, при этом два золотника первого вновь введенного дополнительного контура попарно соединены с двумя золотниками второго вновь введенного дополнительного контура, кроме того, в гидравлическую систему включен гидравлический силовой контур экскаваторного оборудования, содержащий гидроцилиндр рукояти, гидроцилиндр стрелы, гидроцилиндр ковша, гидромотор поворота стрелы, при этом гидроцилиндр ковша соединен с первой парой золотников, гидроцилиндр стрелы соединен со второй парой золотников, гидроцилиндр рукояти соединен с третьим золотником первого вновь введенного дополнительного контура, а гидромотор поворота стрелы соединен с третьим золотником второго вновь введенного дополнительного контура.
Наиболее полно функциональные возможности инженерной машины могут быть расширены за счет введения в гидравлическую систему машины дополнительного контура гидравлического инструмента, включающего двухпозиционный гидрораспределитель, предохранительный клапан, гидроинструмент, например гидромолот, напорную, сливную и рабочую гидролинии, при этом напорная гидролиния соединена с двухпозиционным гидрораспределителем и одним из гидронасосов, сливная гидролиния соединена с гидроинструментом, предохранительным клапаном, двухпозиционным гидрораспределителем и маслоохладителем, а рабочая гидролиния соединена с гидроинструментом, предохранительным клапаном и двухпозиционным гидрораспределителем.
Кроме того, для расширения функциональных возможностей гидравлическая система инженерной машины может быть снабжена дополнительным контуром перекоса бульдозера, включающим трехпозиционный гидрораспределитель, блок предохранительных клапанов, два гидроцилиндра с поршневой и штоковой полостями, напорную, сливную и две рабочих гидролинии, при этом напорная гидролиния соединена с трехпозиционным гидрораспределителем и одним из гидронасосов, сливная гидролиния соединена с трехпозиционным гидрораспределителем и маслоохладителем, первая рабочая гидролиния соединена с трехпозиционным гидрораспределителем, блоком предохранительных клапанов, поршневой полостью первого и штоковой полостью второго гидроцилиндров, а вторая рабочая гидролиния соединена с трехпозиционным гидрораспределителем, блоком предохранительных клапанов, поршневой полостью второго и штоковой полостью первого гидроцилиндров.
Заявленные технические признаки существенны, так как они влияют на достигаемый технический результат.
При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное техническое решение не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение обладает новизной.
Предлагаемое техническое решение может быть применено при производстве инженерных машин.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 изображена гидравлическая система инженерной
машины;
- на фиг.2 изображены первый и второй дополнительные гидравлические контуры и силовой гидравлический контур экскаваторного оборудования;
- на фиг. 3 изображен дополнительный контур гидравлического инструмента;
- на фиг. 4 изображен дополнительный контур перекоса бульдозера.
В конкретном исполнении гидравлическая система инженерной машины содержит гидробак 1 (фиг. 1), маслоохладитель 2, гидравлический контур 3 основной тяговой лебедки, имеющий гидронасос 4, трехпозиционный гидрораспределитель 5, гидромотор 6 с
предохранительными клапанами, и гидравлический контур 7 вспомогательной лебедки, имеющий гидронасос 8, нерегулируемый гидромотор 9, предохранительно-разгрузочное устройство 10.
В контур 3 основной тяговой лебедки включено предохранительно-разгрузочное устройство 11, а гидромотор 6 с предохранительными клапанами выполнен регулируемым с электроуправлением, гидронасосы 4 и 8 выполнены регулируемыми с электроуправлением и соединены с упомянутыми контурами 3 и 7 через обратные клапаны 12 и 13, в гидравлическую систему включена насосная станция 14 с электроприводом, которая соединена с контурами 3 и 7 через обратные клапаны 15 и 16, кроме того, контуры 3 и 7 снабжены собственными дополнительными гидравлическими контурами 17 (фиг. 2) и 18, каждый из которых включает по три трехпозиционных золотника 19, 20, 21 и 22, 23, 24 соответственно,  золотник 19 соединен с золотником 24, золотник 20 соединен с золотником 23, также в гидравлическую систему включен гидравлический силовой контур 25 экскаваторного оборудования, содержащий гидроцилиндр 26 рукояти, гидроцилиндр 27 стрелы, гидроцилиндр 28 ковша, гидромотор 29 поворота стрелы, при этом гидроцилиндр 28 ковша соединен с золотниками 19 и 24, гидроцилиндр 27 стрелы соединен с золотниками 20 и 23, гидроцилиндр 26 рукояти соединен с золотником 21, а гидромотор; 29 поворота стрелы соединен с золотником 22.
Дополнительный контур гидравлического инструмента (фиг. 3) содержит двухпозиционный гидрораспределитель 30, предохранительный клапан 31, гидроинструмент 32, напорную гидролинию 33, сливную гидролинию 34 и рабочую гидролинию 35. Напорная гидролиния! 33 соединена с двухпозиционным гидрораспределителем 30 и одним из гидронасосов 4 (фиг. 1) или 8, сливная гидролиния 34 (фиг. 3) соединена с гидроинструментом 32, предохранительным клапаном 31, двухпозиционным гидрораспределителем 30 и маслоохладителем 2 (фиг. 1), а рабочая гидролиния 35 (фиг. 3) соединена с гидроинструментом 32, предохранительным клапаном 31 и двухпозиционным гидрораспределителем 30.
Дополнительный контур перекоса бульдозера (фиг. 4) содержит трехпозиционный гидрораспределитель 36, блок 37 предохранительных клапанов, гидроцилиндры 38 и 39 с поршневыми полостями 40 и 41 и штоковыми полостями 42 и 43, напорную гйдролинию 44, сливную гидролинию 45 и рабочие гидролинии 46 и 47. Напорная гидролиния 44 соединена с трехпозиционным гидрораспределителем 36 и одним из гидронасосов 4 (фиг. 1) или 8, сливная гидролиния 45 (фиг. 4) соединена с трехпозиционным гидрораспределителем 36 и маслоохладителем 2 (фиг. 1), рабочая гидролиния 46 (фиг. 4) соединена с трехпозиционным гидрораспределителем 36, блоком 37 предохранительных клапанов, поршневой полостью 41 гидроцилиндра 39 и штоковой полостью 42 гидроцилиндра 38, а рабочая гидролиния 47 соединена с трехпозиционным гидрораспределителем 36, блоком 37 предохранительных клапанов, поршневой полостью 40 гидроцилиндра 38 и штоковой полостью 43 гидроцилиндра 39.
Работа гидравлической системы инженерной машины осуществляется следующим образом.
Намотка или размотка троса основной тяговой лебедки осуществляется при нахождении трехпозиционного гидрораспределителя 5 в одной из рабочих позиций. При этом гидронасос 4 через трехпозиционный гидрораспределитель 5 подает рабочую жидкость на гидромотор 6, который передает крутящий момент на барабаны основной тяговой лебедки, при этом производится намотка или размотка троса в зависимости от включенной позиции гидрораспределителя 5. В отличие от прототипа регулировка скорости работы основной тяговой лебедки осуществляется не только за счет изменения рабочего объема гидронасоса 4, но и за счет изменения рабочего объема гидромотора 6, в результате чего кратно увеличивается диапазон регулирования скорости и крутящего момента тяговой лебедки (кратность равна отношению максимального значения рабочего объема гидромотора 6 к его минимальному значению). При остановке основной тяговой лебедки гидрораспределитель 5 возвращается в нейтральную позицию, а гидронасос 4 разгружается от давления посредством предохранительно-разгрузочного устройства 11.
Работа гидравлического контура 7 вспомогательной лебедки осуществляется аналогично прототипу с отличиями в части регулирования скорости намотки и размотки троса. Регулирование скорости осуществляется за счет изменения рабочего объема гидронасоса 8, что позволяет минимизировать утечки рабочей жидкости при изменении подачи от гидронасоса 8, тем самым, в сравнении с прототипом, повышается КПД гидравлического контура 7 на малых скоростях.
Для обеспечения аварийной намотки тросов лебедок (в случае выхода из строя гидронасосов 4 и 8, привода отбора мощности или двигателя машины) в гидравлическую систему включена насосная станция 14 с электроприводом, работающая от аккумуляторов инженерной машины. В целях исключения влияния насосной станции 14 и гидронасосов 4 и 8 друг; на друга они соединены с контурами 3 и 7 через обратные клапаны 12, 13, 15, 16.
Система охлаждения гидравлического контура 3 основной тяговой лебедки и гидравлического контура 7 вспомогательной лебедки выполнены аналогично. Нагретая рабочая жидкость из обоих контуров поступает в маслоохладитель 2, а затем в гидробак 1, откуда охлажденная рабочая жидкость поступает к гидронасосам 4 и 8, а также к насосной станции 14.
Исполнение контуров 3 и 7 в открытом виде (без закольцовки рабочей жидкости) позволяет присоединять к ним дополнительные гидравлические контуры. В конкретном исполнении гидравлический контур 3 основной тяговой лебедки снабжен дополнительным гидравлическим контуром 17, гидравлический контур 7 вспомогательной лебедки снабжен дополнительным гидравлическим контуром 18, а в гидравлическую систему включен гидравлический силовой контур 25, это позволяет расширить функциональные возможности прототипа за счет оснащения экскаваторным оборудованием. - Работа экскаваторного оборудования осуществляется следующим образом. Для обеспечения перемещения рукояти включается золотник 21, рабочая жидкость от гидронасоса 4 через золотник 21 поступает к гидроцилиндру 26 рукояти, обеспечивая ее перемещение. Для обеспечения поворота стрелы включается золотник 22, рабочая жидкость от гидронасоса 8 через золотник 22 поступает к гидромотору 29 поворота стрелы, обеспечивая ее поворот. Поскольку операции перемещения рукояти и поворота стрелы выполняются независимо (перемещение рукояти приводится в действие от контуров 3 и 17, а поворот стрелы приводится в действие от контуров 7 и 18), то обеспечивается возможность совмещения данных операций. Для обеспечения перемещения ковша включается золотник 19, рабочая жидкость от гидронасоса 4 через золотник 19 поступает к гидроцилиндру 28 ковша, обеспечивая его перемещение, при этом возможно совмещение операции перемещения ковша с операциями контура 18 (поворот стрелы, перемещение стрелы). При необходимости совмещения операции перемещения ковша с операциями контура 17 (перемещение ковша, перемещение стрелы) вместо золотника 19 включается золотник 24, рабочая жидкость от гидронасоса 8 через золотник 24 поступает к гидроцилиндру 28 ковша, обеспечивая его перемещение. Для обеспечения перемещения стрелы включается золотник 20, рабочая жидкость от гидронасоса 4 через золотник 20 поступает к гидроцилиндру 27 стрелы, обеспечивая ее перемещение, при этом возможно совмещение операции перемещения стрелы с операциями контура 18 (поворот стрелы, перемещение ковша). При необходимости совмещения операции перемещения стрелы с операциями контура 17 (перемещение рукояти, перемещение ковша) вместо золотника 20 включается золотник 23, рабочая жидкость от гидронасоса 8 через золотник 23 поступает к гидроцилиндру 27 стрелы, обеспечивая ее перемещение. В результате обеспечивается функционирование экскаваторного оборудования с возможностью одновременного выполнения двух операций.
Работа дополнительного контура гидравлического инструмента осуществляется следующим образом. При включении двухпозиционного гидрораспределителя 30 рабочая жидкость от гидронасоса 4 или 8 через напорную гидролинию 33, гидрораспределитель 30 и рабочую гидролинию 35 поступает к гидроинструменту 32, приводя его в действие. Поток рабочей жидкости, пройдя через гидроинструмент 32, попадает в сливную гидролинию 34, помимо этого, избыточная рабочая жидкость из рабочей гидролинии 35 через предохранительный клапан 31 также попадает в сливную гидролинию 34, откуда через маслоохладитель 2 рабочая жидкость поступает в гидробак 1.
В прототипе посредством гидравлического контура сошника-бульдозера реализован только подъем и опускание сошника-бульдозера, при этом нож бульдозера расположен параллельно горизонтальной плоскости. Для производства бульдозерных работ на уклоне требуется возможность изменять угол наклона ножа бульдозера, что обеспечивается дополнительным контуром перекоса бульдозера, работа которого осуществляется следующим образом. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 36 рабочая жидкость от гидронасоса 4 или 8 через напорную гидролинию 44, гидрораспределитель 36, рабочую гидролинию 46 (или 47) и блок 37 предохранительных клапанов поступает к поршневой полости 41 гидроцилиндра 39 и штоковой полости 42 гидроцилиндра 38 (или к поршневой полости 40 гидроцилиндра 38 и штоковой полости 43 гидроцилиндра 39). При этом гидроцилиндр 38 втягивается, а гидроцилиндр 39 выдвигается (или гидроцилиндр 38 выдвигается, а гидроцилиндр 39 втягивается), переводя нож бульдозера в наклонное положение. При этом рабочая жидкость из противоположных полостей гидроцилиндров 38 и 39 через рабочую гидролинию 47 (или 46), гидрораспределитель 36, сливную гидролинию 45, маслоохладитель 2 поступает в гидробак 1. По достижении требуемого угла наклона трехпозиционный гидрораспределитель 36 выключается и нож бульдозера фиксируется за счет гидравлического запирания рабочей жидкости. При производстве дальнейших бульдозерных работ от воздействия грунта на сошник-бульдозер возникают осевые усилия, действующие на гидроцилиндры 38 и 39, что приводит к повышению в них давления рабочей жидкости. Для предотвращения усилий, могущих привести к поломке конструкции, при достижении критической величины давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах 38 и 39 происходит срабатывание блока 37 предохранительных клапанов, перераспределяющего рабочую жидкость между полостями 40, 41, 42, 43. Возможность перераспределения рабочей жидкости обеспечивается тем, что объем полостей 40 и 43, соединенных с рабочей гидролинией 47, равен объему полостей 41 и 42, соединенных с рабочей гидролинией 46. В результате перераспределения рабочей жидкости происходит сдавание гидроцилиндров 38 и 39 с соответствующим уменьшением угла наклона ножа бульдозера и уменьшением усилий.
Таким образом, применение заявленного изобретения позволяет устранить недостатки прототипа, а именно:
- повысить КПД гидравлического контура вспомогательной лебедки на малых скоростях;
- кратно увеличить диапазон регулирования скорости и крутящего момента тяговой лебедки;
- расширить функциональные возможности машины;
- обеспечить аварийную намотку лебедок в случае выхода из строя гидронасосов, привода отбора мощности или двигателя машины.