ГИДРОСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНОЙ МАШИНЫ С РЕГУЛЯТОРОМ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСОМ
HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR ROAD CONSTRUCTION MACHINE WITH PUMP CONTROLLER

Изобретение относится к строительно-дорожным машинам, а именно к машинам, имеющим гидропривод рабочего органа с регулируемым насосом.
Известна гидросистема управления исполнительными рабочими органами строительно-дорожной машины, содержащая регулируемый насос, гидрораспределитель управления, связанный гидролиниями с гидроцилиндрами потребителей (исполнительных рабочих органов), и регулятор сигнала управления регулируемым насосом, соединенный с гидрораспределителем управления (патент на изобретение US 6158462 A1, опубл. 12.12.2000).
При работе машины сигнал от гидроцилиндров исполнительных рабочих органов поступает на гидрораспределитель управления, а далее по гидролиниям управления к регулятору управления регулируемого насосом.
Недостатком известной гидросистемы является то, что данная система обеспечивает регулирование подачи насоса только в зависимости от нагрузки на исполнительных рабочих органах и требует применения специальных сложных гидроаппаратов (LS-гидрораспределителей и LS-гидронасоса), имеющих высокую стоимость. Кроме того, применение известной гидросистемы возможно лишь в контуре конкретного исполнительного рабочего органа.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы гидросистемы управления строительно-дорожной машины при выполнении рабочего цикла путем постоянного непрерывного контроля (по давлению) за нагрузкой из любого контура, осуществляемого корректировкой сигнала управления, поступающего от джойстика на регулируемый насос через регулятор давления, и оптимизация отбираемой мощности двигателя пропорционально изменению нагрузки на соответствующих исполнительных рабочих органах строительно-дорожной машины.
Решение поставленной задачи осуществляется следующим образом.
В гидросистеме управления строительно-дорожной машины, содержащей регулируемый насос, гидрораспределитель, связанный гидролиниями с гидроцилиндрами потребителей (исполнительных рабочих органов), и регулятор для управления насосом, соединенный с гидрораспределителем с возможностью получения сигнала управления от потребителей, согласно заявляемой конструкции регулятор для управления насосом, установленный в гидролинии управления регулируемого насоса, выполнен с возможностью гидравлического управления от джойстика одновременно с гидрораспределителем, а также с возможностью корректировки сигнала управления, поступающего от джойстика на управление регулируемым насосом.
Блок управления джойстика соединен гидролиниями управления как с гидрораспределителем, управляющим цилиндрами потребителей (цилиндром ковша и цилиндрами стрелы), так и с системой управления регулируемого насоса.
В корпусе регулятора для управления насосом выполнены входной канал, соединенный гидролинией с блоком управления джойстика, выходной канал, соединенный с управляющей системой регулируемого насоса, и сливной канал, соединенный с гидробаком, при этом в отверстии корпуса установлен золотник, выполненный с внутренним каналом с возможностью соединения выходного канала со сливным каналом и перекрытия входного канала при достижении заданного давления в напорной гидролинии насоса, сигнал от которой поступает в соответствующую полость управления регулятора для управления насосом, выполненную, например, в штуцере, закрепленном с одной стороны корпуса.
В указанной полости штуцера установлен дроссель, в направляющей штуцера размещен соосно золотнику толкатель с возможностью взаимодействия с указанным золотником, а с противоположной стороны корпуса также соосно золотнику установлена втулка с регулировочным винтом и с пружиной, закрепленной в затворе втулки, торец которой образует в корпусе регулятора для управления насосом также полость управления, соединенную посредством внутреннего канала корпуса с входным каналом регулятора для управления насосом.
Данная конструкция регулятора для управления насосом может быть внедрена в любую систему управления, имеющую регулируемый насос. Например: в контур управления насосом снегоуборочной машины, машины для разработки грунта и т.п., когда управляющим сигналом является сигнал от рабочего органа (привод шнека, метателя), а управляемым - сигнал привода хода машины (для автоматического снижения скорости).
На фиг. 1 представлена схема гидросистемы управления строительно-дорожной машины.
На фиг. 2 представлена конструкция регулятора для управления насосом.
Гидросистема управления строительно-дорожной машины содержит гидробак 1, регулируемый насос 2 (далее насос 2), приводимый в действие от двигателя (на фиг. 1 условно не показан), в напорной гидролинии 3 которого установлен гидрораспределитель 4 с возможностью соединения с полостями соответственно гидроцилиндра ковша 5 и гидроцилиндров стрелы 6. Блок управления 7 джойстика соединен гидролиниями управления 8 с гидрораспределителем 4 и гидролинией управления 9 с регулируемым насосом 2, в которой установлен регулятор 10 для управления насосом 2 (далее регулятор 10). Блок управления 7 джойстиком сообщается с блоком запитки 11.
Регулятор 10 выполнен с возможностью регулирования давления управления, поступающего к насосу 2, и содержит корпус 12, в котором выполнены входной канал 13, выходной канал 14, сливной канал 15 и перпендикулярное указанным каналам отверстие, в котором установлен с возможностью перемещения золотник 16 с внутренним каналом 17.
С одной стороны в корпусе 12 закреплен штуцер 18, в направляющей которого установлен соосно золотнику 16 толкатель 19, а в полости управления 20 - дроссель 21.
С другой стороны корпуса 12 установлена втулка 22, в которой размещен также соосно золотнику 16 регулировочный винт 23 с пружиной 24. Полость управления 25 с торца втулки 22 соединена с входным каналом 13 внутренним каналом 26, а полость управления 20 штуцера 18 соединена с напорной гидролинией 3.
Работа гидросистемы управления строительно-дорожной машины с регулятором для управления насосом осуществляется следующим образом.
При работе машины сигнал от блока управления джойстика 7 поступает в соответствующие гидролинии управления 8 гидрораспределителем 4 и далее в соответствующие полости гидроцилиндра ковша 5 и гидроцилиндров стрелы 6, а также одновременно - через регулятор 10 на управление насосом 2.
В нейтральном положении джойстика рабочая жидкость от блока управления 7 поступает по гидролинии управления 9 к входному каналу 13 регулятора 10, далее по внутреннему каналу 17 золотника 16 в выходной канал 14 и затем на управление насосом 2. Одновременно рабочая жидкость из входного канала 13 поступает по внутреннему каналу 26 в полость 25 корпуса 12, таким образом, золотник 16 находится в равновесном состоянии, т.к. давление в полости 25 и выходном канале 14 одинаково. Регулируемый насос 2 работает в номинальном режиме.
В момент набора ковшом материала давление в напорной гидролинии 3 насоса 2 возрастает пропорционально росту нагрузки в гидроцилиндрах 5 и 6.
Соответственно возрастает давление в полости управления 20 регулятора 10. При достижении в полости управления 20 давления рабочей жидкости, оказываемого на толкатель 19, значений усилия настройки пружины 24, происходит перемещение золотника 16. Выходной канал 14 соединяется со сливным каналом 15.
Таким образом, давление управления, поступающее к насосу 2 через выходной канал 14, будет уменьшаться и, следовательно, будет уменьшаться подача насоса 2 и потребляемая им мощность двигателя, что позволяет двигателю работать в номинальном режиме, при этом высвобождается полезная мощность двигателя для привода других систем, требующих дополнительную мощность в данный момент (в первую очередь на привод хода).
Испытания погрузчиков АМКОДОР 330 и АМКОДОР 340 с установленными в гидросистеме регуляторами для управления насосами показали следующее:
- улучшенное заполнение ковша материалом;
- стабильная работа двигателя на номинальных оборотах;
- более комфортное управление рабочим циклом, снижение количества манипуляций органами управления.
Применение заявляемой гидросистемы управления строительно-дорожной машины с регулятором управления насосом позволяет высвобождать до 50% мощности, потребляемой насосом для реализации привода хода при цикле набора ковша (вгрызания в породу) землеройной машины, например фронтального погрузчика.