Гидропривод землеройной машины
EARTHMOVER HYDRAULIC DRIVE

Изобретение относится к землеройным машинам и, в частности, к землеройно-транспортным, например, бульдозерам и скреперам, используемым в строительстве и в горном деле при разработке полезных ископаемых.
Известен гидропривод одноковшового экскаватора, содержащий гидронасос, соединенный с двигателем привода, гидрораспределитель, сообщенный гидролиниями с гидронасосом, гидробаком и с исполнительным механизмом, гидроаккумулятор и обратный гидроклапан. (SU 621842 E02F 9/22).
Недостаток известного гидропривода заключается в повышении затрат энергии на перекачивание гидронасосом рабочей жидкости в нейтральной позиции золотника гидрораспределителя. Рабочий процесс землеройно-транспортных машин включает землеройные и транспортные функции, при этом, например, для самоходного скрепера дальность транспортирования грунта к месту отсыпки может составлять до 2500 метров. Соответственно много времени затрачивается на транспортирование грунта и возвращение к месту его набора, и все это время золотник занимает нейтральную позицию, а гидронасос бесполезно перекачивает рабочую жидкость.
Известен и другой гидропривод землеройно-транспортной машины (SU 1074974 E02F 9/22), являющийся наиболее близким по технической сущности с заявляемым изобретением, и принятый заявителем в качестве прототипа.
Известный гидропривод содержит гидронасос, соединенный кинематически, через управляемую муфту, с двигателем привода, гидроцилиндр привода управления муфтой, в поршневой полости которого установлен упругий элемент, а штоковая полость сообщена гидролинией с гидрораспределителем, сообщенным гидролиниями с гидронасом, гидробаком и с исполнительным органом. Во втором известном гидроприводе, в отличие от первого известного технического решения, обеспечивается отсоединение гидронасоса от приводного двигателя при нейтральной позиции золотника гидрораспределителя. Однако время отсоединения гидронасоса от приводного двигателя является неопределенным, поскольку заданное повышенное давление рабочей жидкости в сливной гидролинии уменьшается вследствие утечек и перетечек рабочей жидкости из замкнутой полости, образованной сочетанием нескольких гидравлических элементов: гидроцилиндр управления муфтой; гидрораспределитель, гидроклапан и гидронасос. Поэтому неизбежны падения давления и неоднократные бесполезные соединения гидронасоса с приводным двигателем и бесполезные затраты энергии. Кроме того, вследствие относительно медленного изменения давления в штоковой полости гидроцилиндра управления процесс включения фрикционной муфты растянут по времени и обусловливает продолжительное скольжение дисков муфты и их повышенный износ, что снижает надежность и долговечность известного гидропривода.
Целью предлагаемого изобретения является уменьшение или устранение, отмеченных в известных технических решениях недостатков. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении компенсации утечек и перетечек рабочей жидкости из замкнутого контура гидроэлементов сообщенных с гидроцилиндром привода муфты в нейтральной позиции золотника гидрораспределителя. А также в обеспечении четкого включени и выключения муфты. Технический результат - снижение затрат энергии на привод гидронасоса за счет надежного отсоединения его от приводного двигателя в течение всего времени нахождения золотника гидрораспрделителя в нейтральной позиции. Одновременно повышается надежность и долговечность муфты за счет уменьшения времени скольжения дисков при ее включении.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что гидропривод землеройной машины, содержащий гидронасос, соединенный кинематически через управляемую муфту с двигателем привода, гидроцилиндр управления муфтой, в поршневой полости которого установлен упругий элемент, а штоковая полость сообщена гидролинией с гидрораспределителем, сообщенным гидролиниями с гидронасосом, гидробаком и с исполнительным органом, снабжен гидроаккумулятором, регулируемым редукционным гидроклапаном и регулируемым гидродросселем.
Причем гидроаккумулятор сообщен одной гидролинией, через последовательно включенные регулируемый редукционный гидроклапан и обратный гидроклапан, с полостью подъема исполнительного органа и второй гидролинией сообщен с гидрораспределителем.
Гидрораспределитель выполнен с возможностью соединения, в нейтральной позиции золотника, гидроаккумулятора, через регулируемый гидродроссель, со штоковой полостью гидроцилиндра привода управления муфтой, при этом гидроцилиндр снабжен механизмом регулирования силы упругости, упругого элемента в поршневой его полости.
Предложенный гидропривод землеройной машины отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Так, в предложенном гидроприводе, в замкнутый контур, образуемый гидроцилиндром привода муфты и гидроэлементами с ним соединенными, подключен гидроаккумулятор, компенсирующий утечки рабочей жидкости и обеспечивающий надежное разъединение гидронасоса с приводным двигателем и снижение затрат энергии. Одновременно обеспечивается четкое включение муфты, предотвращающее износ ее дисков.
На чертеже изображен гидропривод землеройной машины. Гидропривод землеройной машины содержит гидронасос 1, соединенный кинематически управляемой фрикционной муфтой 2 с приводным двигателем 3. Гидроцилиндр 4 управления муфтой снабжен упругим элементом 5 и механизмом 6 регулирования его упругости, расположенными в поршневой полости. Штоковая полость гидроцилиндра 4 сообщена гидролинией через регулируемый гидродроссель 7 с гидрораспределителем 8, сообщенным с гидронасосом, гидробаком и с исполнительным органом 9. Гидроаккумулятор 10 сообщен одной гидролинией, через последовательно включенные регулируемый редукционный гидроклапан 11 и обратный гидроклапан 12, с полостью подъема исполнительного органа 9, и второй гидролинией с гидрораспределителем 8. Гидрораспределитель 8 выполнен с возможностью сообщения гидроаккумулятора 10 через регулируемый гидродроссель 7 со штоковой полостью гидроцилинра 4, в нейтральной позиции золотника, Гидропривод землеройной машины действует следующим образом.
В начале работы, при первом включении исполнительного органа 9 для его подъема, происходит зарядка гидроаккумулятора 10, через обратный гидроклапран 12 и регулируемый редукционный гидроклапан 11. Величина давления зарядки задается и поддерживается гидроклапаном 11. Дальнейшее управление исполнительным органом осуществляется традиционно и пояснений не требует. При установке золотника гидрораспределителя в нейтральную позицию, гидроаккумулятор сообщается через регулируемый дроссель 7 со штоковй полостью гидроцилиндра 4 и шток его, преодолевая сопротивление упругого элемента 5, разводит диски муфты 2 и разъединяет валы гидронасоса 1 и приводного двигателя 3. В режиме включения любой рабочей позиции золотника штоковая полость гидроцилиндра 4 сообщается с гидробаком, обеспечивая включение муфты и соединение гидронасоса с двигателем. Используя механизм 6 регулирования упругости упругого элемента 5 и регулируемый гидродроссель 7, устанавливают оптимальную скорость включения и выключения муфты 2, обеспечивающую быстрое по времени и в то же время плавное включение с минимальным износом дисков муфты. Гидроаккумулятор компенсирует утечки рабочей жидкости из замкнутого контура гидроэлементов, сообщенных со штоковой полостью гидроцилиндра 4 в период нахождения золотника гидрораспределителя в нейтральной позиции. Такие периоды могут быть довольно длительными, например, транспортирование самоходным скрепером грунта к месту отсыпки.
Таким образом предложенный гидропривод, в сравнении с прототипом, обеспечивает надежное отсоединение гидронасоса от приводного двигателя при любых временных периодах нахождения золотника гидрораспределителя в нейтральной позиции, что позволяет снизить затраты энергии на привод гидронасоса. Одновременно обеспечивается быстрое по времени, но и плавное включение муфты с минимальным износом фрикционных дисков, а это повышает надежность работы муфты и гидропривода в целом.