ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С СОЕДИНИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ НАВЕСНЫХ АГРЕГАТОВ И НАВЕСНОЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ТАКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE WITH COUPLING DEVICE FOR MOUNTING ATTACHMENTS AND MOUNTING ATTACHMENT FOR SAID VEHICLE

Область техники
Настоящее изобретение относится к транспортному средству, в частности к сельскохозяйственному транспортному средству, такому как трактор, с соединительным устройством для установки навесных агрегатов, а также для эксплуатации навесного агрегата, соответствующего этому соединительному устройству.
Уровень техники
Множество навесных агрегатов для использования на тракторах имеют движущиеся компоненты, для привода которых требуются источники приводной мощности. Как правило, требуемая для таких навесных агрегатов приводная энергия отводится от двигателя трактора, например, с помощью вала отбора мощности или посредством гидравлической текучей среды, которая приводится в движение бортовым насосом трактора и циркулирует в линиях низкого и высокого давления трактора и навесного агрегата. Эти линии должны отсоединяться и вновь соединяться друг с другом, когда навесной агрегат на тракторе заменяется.
Под обозначением "Power-Beyond" известны гидравлические системы для тракторов, в которых объемная подача насоса регулируется автоматически в соответствии с потребностью присоединенных потребителей. Насос такой системы постоянно работает вместе с двигателем трактора, чтобы постоянно поддерживать высокое давление в линии высокого давления, даже тогда, когда никакой потребитель не отбирает гидравлической текучей среды из линии высокого давления. Поддержание высокого давления необходимо для того, чтобы, когда потребитель начинает отбирать гидравлическую текучую среду, давление в линии высокого давления снижалось, и могло производиться соответствующее регулирование объемной подачи насоса.
Необходимость постоянной работы насоса вместе с двигателем связана также с недостатками. Поскольку высокое давление постоянно присутствует в навесном агрегате, даже когда он не эксплуатируется, например, во время дорожного движения трактора, в каком-либо негерметичном месте может происходить постоянная потеря гидравлической текучей среды. Использование запорных клапанов (называемых также быстродействующими запорными соединениями) на подлежащих соединению соединительных элементах высокого и низкого давления транспортного средства и навесного агрегата позволяет отсоединять соединительные элементы при работающем двигателе без утечки гидравлической текучей среды, однако для их нового соединения запорный клапан соединительного устройства высокого давления со стороны транспортного средства должен быть открыт против действующего на него давления. Часто для этого не хватает физического усилия пользователя, особенно при больших поперечных сечениях линий. Кроме того, существует значительная опасность того, что, когда линии трактора и навесного агрегата еще не прочно соединены друг с другом, при открытии запорного клапана горячая гидравлическая текучая среда может выйти и травмировать пользователя. Когда пользователь трактора с гидравлической системой "Power-Beyond" хочет заменить приводимый этой системой навесной агрегат на другой, обычно ему не остается ничего другого, как выключить двигатель. В особенности при современных транспортных средствах с дорогостоящим электронным оснащением это приводит к потерям рабочего времени, связанным с пуском электроники из-за нового запуска двигателя.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание транспортного средства, к которому может быть подсоединен гидравлически приводимый навесной агрегат и которое обеспечивает возможность замены навесного агрегата без проблем даже при работающем двигателе транспортного средства.
Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в транспортном средстве, содержащем непрерывно работающий вместе с двигателем и регулируемый по нагрузке гидравлический насос для приема гидравлической текучей среды из области линий низкого давления и подачи гидравлической текучей среды в область линий высокого давления, причем область линий высокого давления содержит соединительный элемент высокого давления, а область линий низкого давления содержит соединительный элемент низкого давления для снабжения присоединяемого к транспортному средству навесного агрегата, перед соединительным элементом высокого давления в области линий высокого давления встроен запорный (отключающий) клапан для запирания потока гидравлической текучей среды к соединительному элементу высокого давления.
За счет того, что запорный клапан перемещается в свое запорное положение, соединительный элемент высокого давления может быть отсечен от насоса, так что на участке области линий высокого давления между запорным клапаном и соединительным элементом высокого давления давление отсутствует самое позднее в тот момент, когда навесной агрегат отсоединяется от соединительного элемента высокого давления. Отсутствие давления в соединительном элементе высокого давления позволяет подсоединять к нему ответный соединительный элемент высокого давления навесного агрегата без лишней затраты сил. Поэтому подсоединение может производиться быстро и без проблем, даже если во время соединения соединительных элементов высокого давления транспортного средства и навесного агрегата они временно не соединены друг с другом герметично, так что исключается неуправляемый выход гидравлической текучей среды между соединительными элементами.
Предпочтительно запорный клапан выполнен в виде ходового клапана, который в своем положении запирания потока гидравлической текучей среды к соединительному элементу высокого давления соединяет соединительный элемент высокого давления с областью линий низкого давления. При этом обеспечивается отсутствие давления в соединительном элементе высокого давления непосредственно путем переключения запорного клапана в запорное положение, так что уже перед тем, как пользователь отсоединяет соединительные элементы высокого давления друг от друга, отсутствует избыточное давление, которое могло бы приводить к неуправляемому разбрызгиванию гидравлической текучей среды.
Для обеспечения высокой плотности запорного клапана в запорном положении предпочтительно запорный клапан выполнен в виде седельного клапана. Это позволяет использовать высокое выходное давление насоса для прижима запорного тела запорного клапана к седлу клапана.
Транспортное средство может содержать управляющий блок, который выполнен с возможностью восприятия подсоединения навесного агрегата к соединительному элементу высокого давления и низкого давления и удержания запорного клапана в запорном положении, когда на, по меньшей мере, одном из соединительных элементов не воспринимается подсоединение навесного агрегата и вследствие этого имеется опасность негерметичности.
Целесообразно также, когда вход управления запорного клапана непосредственно или с помощью промежуточных средств соединен с соединительным элементом (разъемом) управления, к которому может быть подсоединен навесной агрегат. Благодаря этому положение запорного клапана может управляться также в зависимости от состояния эксплуатации навесного агрегата. В частности, запорный клапан должен удерживаться в запорном положении, когда навесной агрегат не подсоединен к соединительному элементу управления.
Предпочтительно вход управления запорного клапана и соединительный элемент управления связаны посредством электрической линии передачи сигналов. Такая электрическая линия передачи сигналов облегчает сводить воедино сигналы управления для запорного клапана из различных источников, то есть источников навесного агрегата и/или источников транспортного средства.
В частности, электрическая линия передачи сигналов может быть выполнена в виде шины данных.
Предпочтительно посредством сигнала, получаемого по линии передачи сигналов, запорный клапан может быть переведен в свое открытое положение на ограниченное время. В этом случае, когда при неполадке, такой как нарушение связи между транспортным средством и навесным агрегатом, на запорный клапан уже не поступают сигналы от навесного агрегата, по прошествии ограниченного времени обеспечивается прекращение снабжения навесного агрегата гидравлической текучей средой. В результате гидравлическая текучая среда не может незаметно для водителя вытекать в большом количестве через место течи в навесном агрегате или в соединении между навесным агрегатом и транспортным средством.
Навесной агрегат для использования совместно с описанным транспортным средством содержит соединительный элемент высокого давления, соединительный элемент низкого давления и соединительный элемент управления для соединения с соответствующими соединительными элементами транспортного средства, по меньшей мере, одного гидравлического потребителя и управляющий блок для управления запорным клапаном в соответствии с режимом работы потребителя.
Краткий перечень чертежей
Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из последующего описания примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:
фиг.1 схематично изображает гидравлическую систему трактора и смонтированного на тракторе навесного агрегата согласно первому примеру выполнения изобретения и
фиг.2 изображает часть гидравлической системы трактора и навесного агрегата согласно второму примеру выполнения.
Осуществление изобретения
Гидравлическая система со стороны трактора является решением по развитию известной системы "Power-Beyond". Она содержит регулируемый насос 1, который жестко соединен с непоказанным дизельным двигателем и вращается, когда дизельный двигатель работает. Всасывающее подсоединение регулируемого насоса 1 соединено с баком 2 для гидравлической текучей среды; напорное подсоединение сообщается с линией 3 высокого давления. Объемная подача регулируемого насоса 1 регулируется исполнительным цилиндром 4. Зависимость регулирования от нагрузки достигается с помощью ходового клапана, работающего в качестве клапана 5 разности регулируемых давлений, который соединяет исполнительный цилиндр 4 либо с баком 2, либо с линией 3 высокого давления. Положение клапана 5 разности давлений определяется противодействующими друг другу давлениями линии 3 высокого давления и сигнальной линии 6 давления нагрузки. Давление в сигнальной линии 6 давления нагрузки не может быть выше давления в линии 3 высокого давления. Пока разность между двумя давлениями находится ниже заданной предельной величины, клапан 5 разности давлений занимает показанное на чертеже положение, в котором гидравлическая текучая среда течет из исполнительного цилиндра 4 в бак 2, и объемная подача насоса 1 повышается. Когда получаемый в результате этого рост давления в линии 3 высокого давления вызывает переключение клапана 5 разности давлений, исполнительный цилиндр 4 соединяется с линией 3 высокого давления, гидравлическая текучая среда поступает в него, и объемная подача насоса 1 снижается. Посредством повторного переключения между положениями клапана 5 разности давлений устанавливается равновесное давление в линии 3 высокого давления.
Как показано на чертеже, между клапаном 5 разности давлений и исполнительным цилиндром 4 может быть встроен предохранительный клапан 7, который управляется только давлением в линии 3 высокого давления. При нормальных условиях эксплуатации предохранительный клапан 7 всегда находится в показанном на чертеже положении соединения исполнительного цилиндра 4 с клапаном 5 разности давлений. Только при превышении наибольшего допустимого давления в линии 3 высокого давления предохранительный клапан 7 устанавливает сообщение между линией 3 высокого давления и исполнительным цилиндром 4, которое вызывает выдвижение исполнительного цилиндра 4 и снижение объемной подачи регулируемого насоса 1.
Линия 3 высокого давления снабжает непоказанных потребителей трактора через ходовые клапаны 8а, 8b. На чертеже показаны два таких ходовых клапана, а на практике их число может варьироваться в соответствии с числом снабжаемых потребителей. Здесь ходовые клапаны 8а, 8b показаны в запорном положении, в котором потребитель отсечен как от линии 3 высокого давления, так и от ведущей к баку 2 линии 9 низкого давления. В запорном положении ходовых клапанов 8а или 8b с линией 9 низкого давления соединен участок 6а или 6b сигнальной линии давления нагрузки. Из запорного положения ходовые клапаны 8а, 8b могут переключаться в два открытых положения, в которых они соединяют относящихся к ним потребителей с линиями 3, 9 высокого и низкого давления и сигнальную линию 6 давления нагрузки с линией 3 высокого давления.
Линия 3 высокого давления транспортного средства заканчивается на стороне транспортного средства соединительным элементом 10 высокого давления на задней части трактора. С этим соединительным элементом 10 высокого давления разъемно соединен ответный соединительный элемент 11 линии 12 высокого давления, проходящей на стороне навесного агрегата. Соответственно линия 9 низкого давления и сигнальная линия 6 давления нагрузки проходят на стороне транспортного средства до соединительного элемента 13 низкого давления и соединительного элемента 14 сигнальной линии давления нагрузки, с которыми разъемно соединены ответные соединительные элементы 15, 16 навесного агрегата.
Линии 18, 19, 20 высокого давления, низкого давления и давления нагрузки продолжают на стороне навесного агрегата соответствующие линии транспортного средства. В навесном агрегате показан единственный ходовой клапан 21, который связан с линиями 18, 19, 20 для снабжения непоказанного потребителя навесного агрегата. Как это показано на стороне трактора, на стороне навесного агрегата несколько ходовых клапанов могут быть подсоединены параллельно к линиям 18, 19 высокого давления и низкого давления для снабжения нескольких потребителей.
Сигнальные линии 6, 20 давления нагрузки образуют древовидную структуру, которая, отходя от управляющего подсоединения клапана 5 разности давлений, проходит с ответвлениями к каждому отдельному ходовому клапану 8, 8а, 21. В каждом разветвлении сигнальной линии 6 давления нагрузки расположен переключающий клапан 22. Переключающие клапаны 22 установлены таким образом, что каждый из них пропускает выходное высокое давление от одного из ходовых клапанов 8а, 8b, 21 к клапану 5 разности давлений в обратном направлении древовидной структуры и не пропускает его ни к одному из других ходовых клапанов. Поэтому высокое давление подается сигнальной линией 6 давления нагрузки к клапану 5 разности давлений всегда, когда, по меньшей мере, один из ходовых клапанов 8, 8а, 21 находится в положении пропускания; только тогда, когда все ходовые клапаны 8, 8а, 21 находятся в запорном положении, как это показано на фиг.1, давление в сигнальной линии 6 давления нагрузки является низким.
В линии высокого давления на стороне транспортного средства вблизи соединительного элемента 10 высокого давления перед ним встроен запорный клапан 23. В показанном на чертеже положении запорный клапан 23 соединяет соединительный элемент 10 высокого давления с линией 9 низкого давления. Запорный клапан 23 выполнен в виде седельного клапана, то есть разность давлений между обращенным к насосу 1 впуском запорного клапана 23 и его обращенным к соединительному элементу 10 высокого давления выпуском удерживает уплотнительное телом клапана 23 прижатым к седлу клапана. В показанном положении запорного клапана 23 в линии 18 высокого давления на стороне навесного агрегата давления нет, и потребитель навесного агрегата не может приводиться независимо от положения ходового клапана 21. Переключающий клапан 22, расположенный рядом с соединительным элементом 14 давления нагрузки, отвечает за то, что также и в соединительных элементах 14, 16 давления нагрузки нет давления, когда один из потребителей на стороне транспортного средства находится в эксплуатации, и его ходовой клапан 8а или 8b выдает высокое давление в сигнальную линию 6 высокого давления. Таким образом, в этом положении запорного клапана 23 даже при работающем двигателе и работающих потребителях транспортного средства можно без проблем отсоединять соединительные элементы 10 и 11, 14 и 16 или 13 и 15 друг от друга и заменять один навесной агрегат на другой.
Во втором, открытом положении запорного клапана 23 линии 12, 18 высокого давления транспортного средства и навесного агрегата соединены друг с другом, и потребитель навесного агрегата может приводиться в действие.
Для обеспечения возможности удобного соединения друг с другом соединительных элементов 10 и 11, 13 и 15 или 14 и 16 линии 18, 19, 20 на стороне навесного агрегата, по меньшей мере, частично выполнены в виде гибких шлангов. Ненадлежащее обращение со шлангами или неполадки в ходе работы могут приводить к образованию течи в шлангах. В таком случае путем перемещения запорного клапана 23 в показанное на чертеже положение предотвращается доступ гидравлической текучей среды к месту течи. Соответственно, при этом нет необходимости производить демонтаж навесного агрегата на месте, чтобы устранить дальнейший выпуск гидравлической текучей среды через течь. Можно отправить транспортное средство с навесным агрегатом своим ходом в мастерскую, чтобы устранить дефект.
В простом примере выполнения запорный клапан 23 может быть заперт вручную пользователем. Предпочтительно он переключается электрически, и для дистанционного управления запорным клапаном 23 в кабине водителя установлен элемент 24 управления. В частности, элемент 24 управления может быть связан с управляющим блоком 26 запорного клапана 23 шиной 25 данных, такой как шина типа ISO-Bus.
Как это показано на фиг.1 для соединительного элемента 10 высокого давления, соединительные элементы 10, 13, 14 могут быть оснащены датчиками 17 для восприятия наличия соответствующих ответных соединительных элементов 11, 15 или 16 на стороне навесного агрегата. Датчики 17 могут быть связаны с управляющим блоком 26, так что в противодействие случайным другим командам, получаемым через шину 25 данных, он удерживает запорный клапан 23 в запорном положении до тех пор, пока все датчики 17 не сообщат о наличии соответствующих ответных соединительных элементов.
Согласно предпочтительному решению по развитию изобретения шина данных проходит через разъемный соединительный элемент 28 управления в навесной агрегат, а на стороне навесного агрегата предусмотрен управляющий блок 27, который управляет ходовым клапаном 21 или, при их наличии, несколькими ходовыми клапанами навесного агрегата, а также запорным клапаном 23 путем направления команд через шину 25 данных в управляющий блок 26. Управляющий блок 27 является специфическим для типа навесного агрегата и его функции. Так например, когда навесной агрегат представляет собой тюковой пресс, управляемыми управляющим блоком 27 потребителями являются исполнительный цилиндр для высотной регулировки подборщика, прессовальные вальцы и исполнительный цилиндр для открывания корпуса пресса. Пока подборщик опущен и находится в положении подбора прессуемой массы, работают либо прессовальные вальцы, либо исполнительный цилиндр для открывания корпуса, и управляющий блок 27 удерживает запорный клапан 23 в открытом положении. Если в противоположность этому подборщик поднят и не может подбирать прессуемую массу, другие потребители также не действуют, и управляющий блок 27 разрешает перевод запорного клапана 23 в запорное положение. Таким образом, в линиях 18, 19, 20 тюкового пресса автоматически отсутствует давление, когда он не работает. Когда для подготовки к эксплуатации тюковой пресс получает команду на опускание подборщика, вначале управляющий блок 27 перемещает запорный клапан 23 в открытое положение, чтобы обеспечить давление в линии 18, необходимое для установки подборщика.
Управляющий блок 27 может управлять запорным клапаном 23 через шину 25 данных небольшим числом команд, которые побуждают запорный клапан 23 изменить свое положение или занять предписываемое командой положение и оставаться в нем до поступления следующей команды. Однако если вследствие помехи или отказа шины связь между управляющим блоком 27 навесного агрегата и управляющим блоком 26 запорного клапана 23 прерывается, может случаться, что запорный клапан 23 остается в открытом положении, и потребители навесного агрегата продолжают приводиться, хотя управляющий блок 27 еще не может правильно управлять их работой. Это может устраняться путем того, что команды, направляемые от управляющего блока 27 на запорный клапан 23, действуют только ограниченное время на его перевод в открытое положение. Если управляющий блок 27 работает правильно, и эти команды поступают с достаточно высокой частотой, запорный клапан 23 остается в открытом положении и обеспечивается непрерывное снабжение потребителей навесного агрегата гидравлической энергией. Однако если нарушения в навесном агрегате приводят к тому, что эти команды перестают поступать, запорный клапан 23 переходит в запорное положение, и потребители останавливаются. За счет этого исключается ошибочное управление.
Согласно показанному на фиг.2 упрощенному варианту элемент 24 управления выполнен в виде выключателя, от которого линия управления 29 проходит через реле 30 ко входу 31 управления запорного клапана 23. Управляемое управляющим блоком 27 реле 30 здесь показано на стороне навесного агрегата, а линия 29 управления проходит через соединительный элемент 28 управления. Альтернативно реле 30 может быть расположено на стороне трактора, а участок линии управления между управляющим блоком 27 и реле 30 может проходить через соединительный элемент 28 управления. Когда выключатель 24 и реле 30 замкнуты, на входе 31 управления имеется активный потенциал, и запорный клапан 23 открыт.Когда либо выключатель 24, либо реле 30 размыкаются только один раз или линия 29 прерывается у соединительного элемента 28 управления, вход 31 управления принимает равновесный потенциал, и запорный клапан 23 переходит в запорное положение.
Перечень условных обозначений
1 Регулируемый насос
2 Бак
3 Линия высокого давления
4 Исполнительный цилиндр
5 Клапан разности давлений
6 Сигнальная линия давления нагрузки
7 Предохранительный клапан
8 Ходовой клапан
9 Линия низкого давления
10 Соединительный элемент высокого давления
11 Соединительный элемент высокого давления
12 Линия высокого давления
13 Соединительный элемент низкого давления
14 Соединительный элемент сигнальной линии давления нагрузки
15 Соединительный элемент низкого давления
16 Соединительный элемент сигнальной линии давления нагрузки
17 Датчик
18 Линия высокого давления
19 Линия низкого давления
20 Сигнальная линия давления нагрузки
21 Ходовой клапан
22 Переключающий клапан
23 Запорный клапан
24 Элемент управления
25 Шина данных
26 Управляющий блок
27 Управляющий блок
28 Соединительный элемент управления
29 Линия управления
30 Реле
31 Вход управления