ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно - горнодобывающим, строительно-дорожным машинам и приводам вспомогательных агрегатов, в частности к гидросистемам, применяемым на транспортных средствах, и более конкретно - к закрытого типа гидросистемам транспортных средств.
Известен бак гидросистемы (заявка на патент РФ №95101774) состоящий из герметичной секции с воздушным колпаком и секции, соединенной с атмосферой через сапун. Между собой секции сообщаются через переливной клапан. Во время работы жидкость заполняет герметичную секцию, если объем сливаемой жидкости больше объема нагнетания жидкость сжимает заключенный в колпаке воздух. При превышении давления настройки клапана, часть жидкости переливается через клапан в секцию, связанную с атмосферой, а при падении давления дополнительным насосом возвращается обратно в герметичную секцию. Недостатком данной схемы является отсутствие разделения сред воздуха и жидкости, что при повышенном давлении вызывает большее растворение воздуха в рабочей жидкости и, как следствие, может приводить к кавитации в насосе и его износу. Использование дополнительных насосов для возврата дренажа и поддержания давления в герметичной секции усложняет систему и ухудшает ее энергетические характеристики. Наличие связи с атмосферой также является недостатком, влияющим на надежность системы.
Наиболее близким аналогом является гидростатическая передача транспортного средства (Авторское свидетельство №1289705), содержащая замкнутый контур с насосом, гидромотором, механизмом управления, системой подпитки. Для возврата дренажных утечек использован эжекторный насос, использующий энергию сливаемого потока. Недостатком данной системы является наличие контура подпитки с насосом, что усложняет схему. Гидробак, сообщенный с атмосферным воздухом, снижает надежность функционирования передачи.
Целью заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности и долговечности, с одновременным повышением технологичности обеспечения подпорного давления.
Поставленная цель решается тем, что гидравлическая передача, содержащая образующие замкнутый гидрообъемный контур насос, предохранительный клапан, сообщающий напорную гидролинию, подключенную к насосу, со сливной гидролинией, подключенной к гидробаку, эжекторный насос, установленный в сливной гидролинии, всасывающий трубопровод которого сообщен с дренажными гидролиниями насоса и предохранительного клапана, и распределитель, характеризующаяся тем, что передача снабжена фильтром, связывающим гидробак, выполненный герметичным, со входом насоса, и подключенным к сливной гидролинии пневмогидроаккумулятора с заправочным устройством, при чем после пневмогидроаккумулятора расположен эжекторный насос, связанный с герметичным гидробаком, содержащим заправочный вентиль, при этом распределитель выполнен четырех ходовым трех позиционным с соединением напорной гидролинии со сливной гидролинией в одной из позиций, а к рабочим отводам распределителя подключен гидроцилиндр с двумя направлениями потока, при чем насос выполнен с одним направлением потока.
Гидравлическая передача в частности может характеризоваться тем, что применяется пневмогидроаккумулятор с мембранным разделением сред.
На фигуре приведена схема гидравлической передачи, где цифрами обозначено: двигатель 1, насос 2, предохранительный клапан 3, распределитель 4, гидроцилиндр 5, гидромотор 6, напорная гидролиния 7, сливная гидролиния 8, пневмогидроаккумулятор 9, эжекторный насос 10, дренажная гидролиния насоса 11, дренажная гидролиния гидромотора 12, гидробак 13, вентиль 14, заправочное устройство 15, фильтр 16.
Гидравлическая передача устроена следующим образом: двигатель 1 соединяется с насосом 2, который, при помощи напорной гидролинии 7 через распределитель 4 связан с гидроцилиндром 5. Либо насос 2 при помощи напорной гидролинии 7 связывается с гидромотором 6. Гидроцилиндр 5 через сливную гидролинию 8 сообщен с пневмогидроаккумулятором 9. Гидромотор 6, при помощи дренажной гидролинии 12 связан с эжекторным насосом 10. Насос 2 при помощи дренажной гидролинии 11 связан с эжекторным насосом 10. Пневмогидроаккумулятор 9 непосредственно связан с заправочным устройством 15. После пневмогидроаккумулятора 9 расположен эжекторный насос 10, связанный с гидробаком 13. Гидробак 13 содержит вентиль 14. Через фильтр 16 гидробак 13 связывается с насосом 2. Предохранительный клапан 3 устанавливается между напорной гидролинией 7 и сливной гидролинией 8.
При этом, в частности, может быть использован пневмогидроаккумулятор с мембранным разделением сред. Мембрана разделяет газовую полость, от жидкости, за счет чего газ с жидкостью не контактирует, и при возникновении давления на газовую полость, газ не растворяется в жидкости. В результате отсутствует негативное влияние растворенного в жидкости газа на гидропередачу (например, кавитация) и увеличивается надежность ее работы, а также долговечность. В результате специфики работы гидравлической передачи (вне закрытых помещений, в условиях высокого содержания пыли и грязи), нежелательные примеси могут попадать внутрь схемы и приводить к ее преждевременному износу. С целью повышения надежности и долговечности, в заявляемой гидравлической передаче может находить применение пневмогидроаккумулятор закрытой конструкции. Изоляция закрытой конструкции от внешней среды, позволяет исключить наличие нежелательных примесей в виде пыли и грязи и тем самым увеличить долговечность конструкции и ее надежность.
Гидравлическая передача работает следующим образом.
После подачи питания на двигатель 1 (не указано на фигуре), приводимый от вала двигателя насос 2, по напорной гидролинии 7, подает рабочую жидкость через распределитель 4 в гидроцилиндр 5. В зависимости от положения распределителя, жидкость может быть направлена к гидродвигателям (гидроцилиндр 5, гидромотор 6). Далее, жидкость по сливной гидролинии 8 поступает в пневмогидроаккумулятор 9, и через эжектор 10 в герметичный гидробак 13. Заправка производится через заправочный вентиль 14 гидробака 13 до верхнего уровня при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра 5.
Создание минимального избыточного давления производится, например, компрессором или насосом (на фигуре не показан) через заправочное устройство 15 и составляет 0,12 МПа. Рабочее давление пневмогидроаккумулятора 9 лежит в диапазоне 0,12-0,35 МПа. Подпорное давление в пневмогидроаккумуляторе обеспечивается за счет сжатия газа в газовой полости жидкостью сливаемого потока. Объем пневмогидроаккумулятора, используемого в заявляемой гидравлической передаче выбирается исходя из разницы объемов поршневой и штоковой полостей, а также температурных приращений и должен превышать это значение, с целью наличия маневрового объема. Таким образом, в заявляемой схеме, пневмогидроаккумулятор, выполняет функции дополнительного бака и устройства, поддерживающего в гидравлической передаче подпорноеное давление, что увеличивает КПД насоса и не дает возникнуть кавитации на входе в насос, которая его разрушает, что, несомненно, ведет к увеличению надежности и долговечности конструкции, а также обеспечивает технологичность поддержания избыточного давления. При определенном подборе параметров пневмогидроаккумулятора и режима работы гидравлической передачи, схема может быть выполнена без гидробака. Во время работы гидравлической передачи, при втягивании штока гидроцилиндра 5, объем поступающей жидкости в гидробак 13 больше, чем объем забираемый из него. Разница этих объемов поступает в пневмогидроаккумулятор 9, уменьшая объем газовой полости и увеличивая избыточное давление в ней и в заявляемой гидравлической передаче.
Для возврата дренажных утечек от насоса 2, гидромотора 6 в схему, находящуюся под избыточным давлением, применен эжекторный насос 10, использующий кинетическую энергию сливаемого потока в сливной гидролинии 8. При прохождении жидкости через эжекторный насос 10, в его всасывающей камере, создается давление, ниже давления в дренажной линии. Под действием разряженного давления, рабочая жидкость по дренажным гидролиниям насоса 11 и дренажным гидролиниям гидромотора 12, отсасывается из дренируемых полостей насоса 2, гидромотора 5, смешивается в эжекторном насосе 10 и поступает в гидробак 13, а оттуда через фильтр 16 поступает в насос 2. Благодаря этому, давление в дренируемых полостях и нагрузка на уплотнительные элементы уменьшается и, как следствие, повышается надежность и долговечность. При работе гидравлической передачи расход рабочей жидкости в сливной гидролинии меняется при изменении направления движения поршня гидроцилиндра. Максимальный расход, и, соответственно, давление, в сливной гидролинии достигаются при втягивании штока поршня гидроцилиндра, минимальные соответственно - при выдвижении. Для обеспечения надежности заявляемой гидравлической передачи, за счет стабильности работы эжекторного насоса, целесообразным является его расположение после пневмогидроаккумулятора. Как было показано, в течение всего цикла движения поршня, давление и расход жидкости в сливной гидролинии меняются. При установке эжекторного насоса до пневмогидроаккумулятора, расход жидкости на входе в эжекторный насос за время цикла изменяется от максимального при втягивании штока, до минимального при выдвижении штока- вот это тоже не нужно, т.к. мы выбрали схему установки после ПГА зачем описывать неправильную схему. При установке эжекторного насоса после пневмогидроаккумулятора, расход жидкости на входе в эжекторный насос не изменяется, в течение всего цикла, так как разницу объемов поршневой и штоковой полостей принимает на себя пневмогидроаккумулятор, что увеличивает надежность и стабильность работы эжекторного насоса и заявляемой гидравлической передачи, в целом. Исходя из вышеизложенного, для надежности и стабильности работы эжекторного насоса и заявляемой гидравлической передачи, в целом, целесообразнее принять его расположение после пневмогидроаккумулятора.
Таким образом, применение в заявляемой гидравлической передаче пневмогидроаккумулятора, сообщенного с эжекторным насосом, располагаемым после пневмогидроаккумулятора, позволяет добиваться заявляемого технического результата, а именно - повышение эксплуатационной надежности и долговечности, с одновременным повышением технологичности обеспечения подпорного давления.
Промышленная применимость.
Заявляемая гидравлическая передача может находить применение в транспортном машиностроении, горнодобывающих и строительно-дорожных машинах, приводах вспомогательных агрегатов. Преимущественно производится на предприятиях машиностроительной отрасли.