КЛАПАН ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЕМ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к средствам управления давлением в гидравлических устройствах.
Известны регуляторы давления, например, сервопривод управления бортовыми фрикционами трактора Т-130 (см. Шарипов В.М. "Ведущие мосты тракторов (конструкция)". Учебное пособие для студентов специальности 150100 "Автомобиле- и тракторостроение". Стр. 1-72, рис. 40, МАМИ, 1998 г., рис. 7.10). Этот регулятор имеет корпус с каналом подвода давления питания, с каналами слива, золотник и толкатель, установленные в расточку корпуса, между которыми установлена пружина сжатия. Толкатель через систему тяг и рычагов соединен с органом управления в кабине транспортного средства. При перемещении толкателя перемещается также и золотник, последний поворачивает рычаг и выключает бортовой фрикцион. Недостатком этого регулятора является то, что он предназначен для управления механически управляемыми механизмами.
Наиболее близким по устройству и назначению является клапан (см. Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Автомобиле- и тракторостроение" направления подготовки дипломированных специалистов "Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы". - М.: Машиностроение, 2004. - 594 с: ил., рис. 8.4.), принятый за прототип. Этот клапан (фиг. 1) имеет корпус 1 с каналом 2 подвода давления питания, с выходным каналом 3 регулируемого давления и с каналом слива 4. Золотник 5 установлен в расточку корпуса с образованием торцевых полостей 6, 7, 8. Полость 6 образована между правыми торцами золотника 5 и корпуса 1. Полость 6 через дроссель 9 в золотнике подключена к полости 7, далее к выходному каналу 3 регулируемого давления и к каналу слива 4. Полость 7 образована между двумя поясками 10 и 11 золотника 5. Третья полость 8 образована между левыми торцами золотника 5 и корпуса 1, постоянно сообщается со сливом. В полости 8 на хвостовой части 12 золотника 5 между толкателем 13 и торцом золотника 5 установлена пружина сжатия 14. На хвостовой части 12 золотника 5 имеется выступ 15, ограничивающий положение толкателя 13 в осевом направлении золотника 5. Толкатель 13 через систему тяг и рычагов соединен с органом управления в кабине транспортного средства. Выходной канал 3 регулируемого давления сообщается с исполнительным цилиндром.
Золотник 5 в зависимости от своего положения соединяет выходной канал 3 регулируемого давления с каналом слива 4 или с каналом 2 подвода давления питания, а через дроссель 9 соединяет с полостью 6. В исходном состоянии канал 2 подвода давления питания перекрыт правым пояском 11 золотника 5, выходной канал 3 регулируемого давления через полость 7 соединен с каналом слива 4, а через дроссель 9 соединен с полостью 6. На толкателе 13 управляющее осевое усилие равно нулю. Давление в полостях 6, 7, в канале 2 давления питания и выходном канале 3 регулируемого давления также равно нулю. Если - в канал 2 подвода давления питания подвести давление питания, а к толкателю 13 приложить осевое управляющее усилие, пружина 14 сожмется и передаст усилие на золотник 5, золотник переместится вправо, перекроет канал слива 4 и откроет канал 2 подвода давления питания. Масло поступит в выходной канал 3 регулируемого давления и заполнит полость исполнительного цилиндра, а также через дроссель 9 заполнит полость 6, и давление начнет воздействовать на площадь правого торца золотника, и золотник переместится влево, уравновешивая усилие на толкателе. Величина давления при этом определяется соотношением площади торца золотника и усилием пружины 14. При дальнейшем перемещении толкателя 13 и сжатии пружины 14 давление в выходном канале 3 регулируемого давления и исполнительном цилиндре увеличится пропорционально перемещению толкателя, а при обратном перемещении, наоборот, уменьшится.
К недостаткам известной конструкции можно отнести отсутствие возможности уменьшения давления при увеличении силы управляющего воздействия.
Задачей полезной модели является уменьшение давления управления по мере увеличения силы управляющего воздействия. Такое уменьшение давления управления необходимо, например, для управления механизмом поворота гусеничных машин. Для выключения многодискового бортового фрикциона с гидравлическим поджатием дисков или для включения постоянно замкнутого тормоза с гидравлическим выключением необходимо снижать давление при перемещении рычага управления поворотом.
Указанный технический результат достигается тем, что в клапане для управления давлением в гидравлических устройствах между золотником и корпусом дополнительно установлена пружина, в хвостовой части золотника предусмотрена цилиндрическая полость, в которую установлен плунжер, и которая через дроссельное отверстие сообщается с выходным каналом и через сверление в плунжере - с каналом слива, а на золотнике предусмотрен выступ.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 2 изображен клапан для управления давлением;
- на фиг. 3 - график зависимости давления от времени.
Клапан (фиг. 2) содержит корпус 1 с каналом 2 подвода давления питания, с выходным каналом 3 регулируемого давления, каналами слива 4 и 5. Во внутренней расточке корпуса 1 размещен золотник 6 с образованием торцевых полостей 7, 8, 9. Полость 7 образована между правыми торцами золотника 6 и корпуса 1 и постоянно сообщается с каналом слива 5. В полости 7 между торцами золотника 6 и корпуса 1 установлена пружина сжатия 10. Полость 8 образована между двумя поясками золотника бив зависимости от положения золотника сообщается с каналом 2 подвода давления питания и с выходным каналом 3 регулируемого давления. Полость 9 образована между левыми торцами золотника 6 и корпуса 1 и постоянно сообщается с каналом слива 4. В полость 9 установлен толкатель 11, а между торцами толкателя и золотника - пружина сжатия 12. В зависимости от положения золотника 6 полость 9 имеет возможность сообщаться с выходным каналом 3 регулируемого давления. В хвостовой части золотника 6 предусмотрена цилиндрическая полость 13, в которую установлен плунжер 14. Полость 13 через дроссель 15 сообщается с выходным каналом 3 регулируемого давления и через канал 16 в плунжере 14 с каналом слива 4. Плунжер 14 с правой стороны контактирует с торцом толкателя 11. На правом торце золотника 6 имеется выступ 17, ограничивающий ход золотника.
Клапан работает следующим образом. Если рабочая жидкость не подается в канал 2 подвода давления питания, то пружина сжатия 10 перемещает золотник 6 влево, до упора в выступ 17. При этом канал 2 подвода давления питания через полость 8 сообщается с выходным каналом 3 регулируемого давления. Во всех полостях 7, 8, 9 и 13 давление равно нулю. При подаче рабочей жидкости в канал 2 подвода давления питания жидкость через полость 8 и выходной канал 3 регулируемого давления поступает в исполнительный цилиндр, заполняет его, и давление начинает расти, часть масла через дроссель 15, канал 16 и полость 9 поступает в канал слива 4. Положение золотника 6 не меняется. Давление в выходном канале 3 регулируемого давления и исполнительном цилиндре увеличивается до рабочего, и поршень исполнительного цилиндра перемещается в рабочее положение. При перемещении толкателя 11 вместе с плунжером 14 вправо канал 16 перекроется хвостовиком золотника 6, и в полости 13 появится давление. Одновременно с этим сжимается пружина сжатия 12. Гидравлическая сила в полости 13 и сила упругости пружины сжатия 12 перемещают золотник 6 вправо, преодолевая усилие пружины сжатия 10. Левый поясок золотника 6 перекрывает подвод масла из полости 8 в выходной канал 3 регулируемого давления и соединяет последний через полость 9 с каналом слива 4, часть масла сливается и давление снижается. Величина давления при этом определяется соотношением сил пружин сжатия 10, 12 и диаметра плунжера 14. По мере перемещения толкателя усилие пружины сжатия 12 увеличивается, а давление в выходном канале 3 регулируемого давления уменьшается. При дальнейшем перемещении толкатель упирается в торец хвостовика золотника 6 и принудительно перемещает золотник вправо, соединяя выходной канал 3 регулируемого давления с каналом слива 4, давление падает до нуля. При перемещении толкателя в обратном направлении процесс повторяется в обратной последовательности.
График зависимости давления жидкости в выходном канале регулируемого давления от перемещения толкателя показан на фиг.3. Участок АБ - рабочее давление в выходном канале регулируемого давления и в исполнительном цилиндре. Участок БВ - изменение давления при перемещении толкателя, когда канал 16 в плунжере перекрывается золотником. Участок ВГ - снижение давления в выходном канале регулируемого давления. ГД - снижение давления до нуля, когда толкатель взаимодействует с торцом золотника.
Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить давление в исполнительном цилиндре по мере перемещения толкателя и управлять, например, бортовым фрикционом или постоянно замкнутым тормозом.