PL178017B1 - Sposób i układ regulacji przemieszczaniem członu wykonawczego maszyny roboczej - Google Patents

Abstract

1 Sposób regulacji przemieszczaniem czlonu wykonawczego maszyny roboczej, zwlaszcza hydraulicznie uruchamianego me- chanizmu podnoszacego ciagnika rolniczego, ktorego sterowanie przeprowadza sie zaworem proporcjonalnym, którego wyjscia ste- rujace w zaleznosci od nastawienia nadajnika wartosci zadanej ste- ruje sie za pomoca elektronicznego urzadzenia regulujacego, aby przestawic czlon wykonawczy w pierwszy lub drugi stan roboczy az do osiagniecia ustalonej wstepnie wartosci zadanej, a podczas regu- lowania porównuje sie wartosc rzeczywista czlonu wykonawczego zwartoscia zadana, ustalona przez nadajnik wartosci zadanej, 1 przy odchylce wartosci zadanej od wartosci rzeczywistej blokuje sie za pomoca urzadzenia regulujacego pierwszy 1 drugi stan roboczy 1 w zaleznosci od wartosci zadanej steruje sie czlonem wykonawczym, a nastepnie znosi sie blokade pierwszego i drugiego stanu robocze- go, znamienny tym. ze przy odchylce wartosci zadanej od wartosci rzeczywistej okresla sie wskazniki stanu blokady dla pierwszego sta- nu roboczego w kierunku podnoszenia czlonu wykonawczego i dla drugiego stanu roboczego w kierunku opuszczania czlonu wykonaw- czego i po ich okresleniu przerywa sie sterowanie czlonu wykonaw- czego i z chwila potrzeby odblokowania jednego z obu stanów roboczych nadajnik wartosci zadanej przestawia sie poza obszar polozenia neutralnego w jednym z obu kierunków i z powrotem cofa sie go poza obszar polozenia neutralnego i tym samym odblokowuje sie dany wskaznik stanu blokady FIG la P L 17 8 0 1 7 B 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji przemieszczaniem członu wykonawczego maszyny roboczej, zwłaszcza hydraulicznie uruchamianego mechanizmu podnoszącego ciągnika rolniczego oraz elektrohydrauliczny układ regulacji przemieszczaniem członu wykonawczego maszyny roboczej, zwłaszcza ciągnika rolniczego.

Tego rodzaju regulacje są stosowane zwłaszcza w maszynach roboczych, które są zaopatrzone w człon wykonawczy, przykładowo mechanizm podnoszący, uruchamiany przez układ hydrauliczny maszyny roboczej, przykładowo ciągnika rolniczego, aby utrzymać w żądanym położeniu względnym na ciągniku zawi4szeni4 trzypunktowe ze sprzężonymi urządzeniami zewnętrznymi lub ładowarkę czołową i tym podobne.

W najczęściej stosowanych systemach regulacji mechanizmów podnoszących stosowany jest mechaniczno-hydrauliczny układ regulacji dla narzędzi podnoszących ciągnika, w którym sprzęt zewnętrzny jest sterowany przez główny zawór regulacyjny, który jest sterowany przez hydrauliczny obwód sterujący. Przy tego rodzaju serwohydraulicznych systemach regulacji, znanych jako system SHR, do sterowania członem wykonawczym są stosowane elementy hydrauliki. Z uwagi na pewność hydraulicznych 4l4mentów konstrukcyjnych systemy SHR także w niekorzystnych warunkach roboczych pracują praktycznie bezzakSóceniowo, przy czym nakład na nadzór jest zredukowany do minimum. Ponieważ dla włączania głównego zaworu regulacyjnego musi być zastosowany oddzielny hydrauliczny obwód sterowania z wieloma urządzeniami zaworowymi, to jest wymagany znaczny techniczny nakład. Ponadto obwód sterowania jest przeznaczony do całkowicie określonego zadania tak, że jego dopasowanie do różnorodnych zadań jest względnie trudne, a przez to jest utrudnione utworzenie systemów modułowych do ciągników rolniczych o różnorodnych zakresach zastosowania.

Aby te niedogodności usunąć, w ostatnich latach opracowano wzmocniony, 4lektrohyaraulicnnie działający system regulacji mechanizmu podnoszącego, zwany systemem EHR (np. opis patentowy DE 2655906 C). W tych układach sterowanie głównego zaworu regulacyjnego, określającego położenie mechanizmu podnoszenia, odbywa się przez urządzenie regulujące, którejest połączone z nadajnikiem wartości zadanej. Elektronika urządzenia regulującego w prosty sposób może być dopasowana do różnorodnych rodzajów regulacji i zakresów zastosowania, bez potrzeby istotnych zmian składników hydrauliki w obwodzie mocy.

Przy pracy opisanych systemów SHR/EHR okazało się, że przez niezamierzone przestawi4nie suwaka tłokowego głównego zaworu regulacyjnego, np. z powodu defektu lub manipulacji na czujniku siły podczas postoju ciągnika lub przestawienie nadajnika wartości zadanej, spowodowane przez omyłkowe przestawienie dźwigni wartości zadanej, przy uruchomieniu ciągnika może dochodzić do niezamierzonych zmian w położeniu sprzętu zewnętrznego. Jeżeli silnik ciągnika jest uruchamiany w położeniu parkowania, to wtedy z rozruchem pompy hydraulicznej i układu regulacji następuj abardzo szybko zmiany w położeniu sprzętu zewnętrznego tak, że osoby, które przebywają w obszarze ciągnika rolniczego, są w nl4benpiecz4ństwi4.

W tym celu został utworzony układ zabezpieczający, za pomocą którego zostaje zablokowane urządzenie przestawiające, działające przy niezgodności wartości rzeczywistej z wartością zadaną. Do tego samego celu służy włącznik mostkujący, za pomocą którego jest unieruchamiany układ zabezpieczający, aby móc pro4prowadoić prace naprawcze lub konserwacyjne.

W opisie patentowym DE 4312644 zgłaszający jest zaproponowany włącznik zabezpieczający dla systemu SHR, w którym główny zawór regulacyjny jest łączony z dwoma zaworami bezpieczeństwa, które najpierw wtedy pozwalają na podnoszenie lub opuszczanie mechanizmu

178 017 podnoszącego przy odchyłce regulacyjnej na tłoku głównego zaworu regulacyjnego, gdy osoba obsługująca przesunie dźwignię nastawcząpoza położenie neutralne, w celu na stawienia wartości zadanej. Najpierw przez przesunięcie poza położenie neutralne oba zawory zabezpieczające ciśnienie sterowania są połączone do wejścia sterującego głównego zaworu regulacyjnego. To znaczy, przy niezamierzonym przestawieniu dźwigni sterującej wychylenie mechanizmu podnoszącego następuje dopiero wtedy, gdy użytkownik powtórnie przesunie dźwignię nastawczą poza położenie naturalne. W ten sposób pewnie jest uniemożliwione omyłkowe obniżanie lub opuszczanie mechanizmu podnoszącego lub urządzeń dodatkowych.

W następnym opisie patentowym DE 4406669 zgłaszającego jest zaproponowany włącznik zabezpieczający, w którym sterowanie odbiornikami jest możliwe dopiero wtedy, gdy zawór blokujący, umieszczony w obwodzie sterującym głównego zaworu regulacyjnego, jest przesunięty z położenia blokowania w położenie przejściowe.

Znanyjest system EHR, w którym obsługujący przy włączeniu systemu regulacji musi uruchomić włącznik aktywujący, aby rozpocząć właściwy proces odblokowania. To znaczy przy wyłączonym włączniku aktywującym, niezależnie od położenia nadajnika wartości zadanej, nie może odbywać się żadne sterowanie odbiornikiem. Przy pracy tego rodzaju urządzeń jednakże okazało się, że osoby obsługujące wraz z włączeniem silnika automatycznie uruchamiały także włącznik aktywujący, bez sprawdzenia, czy system regulacji przy włączeniu znajduje się w równowadze. Ponadto przy tych urządzeniach na pulpicie obsługowym jest potrzebny dodatkowy element uruchamiający, tak zwany włącznik aktywujący, przez co jest podwyższony techniczny nakład.

Włącznik aktywujący nie przynosi więc żadnego dodatkowego zabezpieczenia, ponieważ obsługujący zupełnie nie może rozpoznać stanu w obwodzie sterującym tak, że odpowiedzialność za bezpieczeństwo nadal leży na obsługującym.

Zadaniem wynalazku jest stworzenie sposobu i układu regulacji dla hydraulicznie uruchamianego członu wykonawczego maszyny roboczej, które przy minimalnym technicznym nakładzie zaspokajają istniejące wymogi bezpieczeństwa.

Zadanie to w odniesieniu do sposobu regulacji zostało rozwiązane dzięki temu, że przy odchyłce wartości zadanej od wartości rzeczywistej określa się wskaźniki stanu blokady dla pierwszego stanu roboczego w kierunku podnoszenia członu wykonawczego i dla drugiego stanu roboczego w kierunku opuszczania członu wykonawczego i po ich określeniu przerywa się sterowanie członu wykonawczego i z chwiląpotrzeby odblokowaniajednego z obu stanów roboczych nadajnik wartości zadanej przestawia się poza obszar położenia neutralnego w jednym z obu kierunków i z powrotem cofa się go poza obszar położenia neutralnego i tym samym odblokowuje się dany wskaźnik stanu blokady.

Zadanie według wynalazku w odniesieniu do elektrohydraulicznego układu regulacji zostało rozwiązane dzięki temu, że dwa włączniki do blokowania stanów roboczych odbiornika są włączone wzajemnie przeciwnie w ten sposób, że one w celu odblokowania stanów roboczych są aktywowane kolejno przez przeciwne, pojedyncze uruchomienia nadajnika wartości zadanej.

Korzystnie urządzenie zaworowe ma elektromagnetycznie uruchamiany zawór proporcjonalny, który jest połączony z urządzeniem regulującym, a do wejść sterujących zaworu proporcjonalnego są przyłączone przewody ciśnienia sterowania, w których jest umieszczone urządzenie zaworowe, pozostające w połączeniu z urządzeniem regulującym, przez które jest blokowane sterowanie zaworu proporcjonalnego.

Zgodnie z wynalazkiem każde urządzenie zaworowe w położeniu włączania blokującym sterowanie zaworu proporcjonalnego, jest połączone, poprzez przyporządkowany przewód sterowania, ze zbiornikiem, z tym, że urządzenie zaworowe w położeniu umożliwiającym sterowanie zaworem proporcjonalnym, jest połączone, przez odpowiedni przewód sterowania, z przewodem prowadzącym ciśnienie pilotowe.

Korzystnie urządzenie zaworowejest zaworem regulującym ciśnienie z trzema sterowanymi przyłączami, którego jedno przyłącze wyjściowe jest połączone z przewodem sterowania, drugie przyłącze wejściowe jest połączone z przewodem ciśnienia pilotującego a trzecie przyłącze jest

178 017 połączone ze zbiornikiem z tym, że urządzenie zaworowe zawiera elektromagnes, który jest połączony sterująco z urządzeniem regulującym.

Przez wspomniane środki przy włączaniu układu regulacji, przykładowo przy włączeniu ciągnika rolniczego lub przy przejściu od napędu na tylne koła, w którym jest wyłączony system regulacji, do pracy normalnej, sterowanie członem wykonawczym jest wtedy przerwane, gdy wartość zadana członu wykonawczego odbiega od nastawionej wartości zadanej tak, że pewnie jest uniemożliwione niezamierzone sterowanie odbiornikiem wykonawczym - mechanizmem podnoszącym, który może być tylko wtedy sterowany, gdy osoba obsługująca świadomie zniesie stan blokady'.

Zaletą wynalazku jest także to, że w celu przezbrojenia już używanych ciągników rolniczych na system regulacji według wynalazku, w znanych rozwiązaniach są potrzebne jedynie zmiany w urządzeniu regulującym i w obwodzie sterowania głównego zaworu regulującego. W obwodzie mocy dla mechanizmu podnoszącego nie są wymagane istotne żadne zmiany tak, że wytwórcy mogą proponować ciągniki rolnicze, częściowo z systemami EHR lub SHR, mające jednakową logikę włączania. W obu przypadkach musi być jedynie dopasowany obwód sterowania, podczas gdy obwód mocy praktycznie pozostaje nie zmieniony.

Zazwyczaj regulowanie mechanizmu podnoszenia odbywa się zależnie od położenia (regulacja położenia) lub zależnie od siły (regulacja siły). Ponadto jest także możliwe regulowanie mieszane z regulowaniem siły i położenia. Przy regulowaniu siły, sile odpowiada opór ruchu, a przez to pośrednio określona głębokość pługu przy stałej prędkości jazdy. Przy odchyłce regulacji głębokość wnikania pługa w grunt zmienia się dotąd, aż nastawiona siła (opór ruchu) odpowiada wykrytej wartości rzeczywistej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy pierwszej postaci wykonania, fig. Ib - wariant układu połączeń, pokazanego na fig. 1a, fig. 2 - hydrauliczny schemat ideowy połączeń, fig. 3 - schemat blokowy urządzenia do regulacji, a fig. 4 - sieć działań sposobu regulacji według wynalazku.

Na figurze 1 jest schematycznie pokazany elektrohydraulicznie działający system regulacji, zwany systemem EHR, do regulacji przemieszczanego członu wykonawczego 2, w postaci mechanizmu podnoszącego ciągnika rolniczego. W celu podnoszenia mechanizmu podnoszącego 2 jest on zasilany przez hydrauliczną pompę 4, która może być pompą regulacyjną lub pompą zębatą. System EHRjest zasilany za pomocą cieczy hydraulicznej, która w celu obniżenia mechanizmu podnoszącego 2 jest kierowana do zbiornika T. Sterowanie mechanizmu podnoszącego 2 następuje przez elektromagnetyczny zawór proporcjonalny 6, który korzystnie posiada trzy położenia włączania dla funkcji podnoszenie/opuszczanie.

Wynalazek przy tym nie jest ograniczony do zaworu 3-drogowego, przedstawionego na fig. 1, lecz do wszystkich przestawialnych układów zaworowych, które zawierająfunkcje podnoszenia/opuszczania.

Zawór 3-drogowy może być zastąpiony przez zawory pojedyncze, które mogą realizować funkcje podnoszenia/opuszczania. Tego rodzaju wariant jest przedstawiony na fig. 1b, gdzie 3-drogowy zawór proporcjonalny 6 został zastąpiony przez dwa 2-drogowe zawory proporcjonalne 6a, 6b, z których zaworowi 6a jest przyporządkowana funkcja opuszczania, a zaworowi 6b fuńkcja podnoszenia.

W położeniu neutralnym N jest blokowane do- i odprowadzenie cieczy hydraulicznej do lub od mechanizmu podnoszącego 2. W położeniu podnoszenia h pompa hydrauliczna 4 jest połączona z mechanizmem podnoszącym 2 tak, że ciecz hydrauliczna jest tłoczona do mechanizmu podnoszącego 2, którego tłok roboczy powoduje ruch podnoszenia mechanizmu podnoszącego 2.

W położeniu opuszczania S zaworu proporcjonalnego 6 cylinder roboczy mechanizmu podnoszącego 2 jest połączony ze zbiornikiem T tak, że ciecz hydrauliczna, odprężona pomiędzy zaworem proporcjonalnym 6 a mechanizmem podnoszenia 2, jest kierowana do zbiornika T tak, że tłok roboczy powoduje opuszczanie mechanizmu podnoszącego 2.

178 017

Przestawianie zaworu proporcjonalnego 6 następuje przez urządzenie regulujące 8, które steruje pracą elektromagnesów zaworu proporcjonalnego 6. Ruch roboczy mechanizmu podnoszącego 2, jest nastawiany przez urządzenie dźwigniowe 10, którego sygnały wartości zadanej sąkierowane do urządzenia regulującego 8. W pokazanych przykładach wykonania mechanizm podnoszący 2 pracuje w trybie regulacji położenia, siły i/lub w trybie mieszanym.

Wynalazek może być oczywiście także używany w systemach, które sąukierunkowane na regulację siły lub położenia.

Do pomiaru położenia i siły stosuje się nie pokazane czujniki, które wykrywają położenie mechanizmu podnoszącego 2 i przekazują sygnały, przedstawiające wartość rzeczywistąmechanizmu podnoszącego 2 do urządzenia regulacyjnego 8. W zależności od nastawionej wartości zadanej i wykrytej wartości rzeczywistej do zaworu proporcjonalnego 6 są podawane sygnały wyjściowe, które jako sygnały włączające są doprowadzone do elektromagnesów zaworu proporcjonalnego 6. W przypadku, gdy wartość rzeczywista zgadza się z wartością zadaną zawór proporcjonalny 6 pozostaje w swoim położeniu neutralnym N, ustalonym przez naprężenie wstępne sprężyny. W przypadku, gdy wartość rzeczywista i wartość zadana różnią się, przez przełączanie zaworu proporcjonalnego 6 następuje podnoszenie lub opuszczanie mechanizmu podnoszącego 2.

Podczas, gdy w opisanym przykładzie wykonania sygnały wyjściowe urządzenia regulującego 8 są doprowadzane bezpośrednio do elektromagnesów zaworu proporcjonalnego 6, w przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 2, do włączenia zaworu proporcjonalnego 6 jest zastosowany oddzielnie hydrauliczny obwód sterujący.

W tym przykładzie wykonania zawór proporcjonalny 6 jest wykonanyjako zawór 6/3-drogowy, którego suwak zaworowy jest w położeniu neutralnym N naprężony wstępnie przez dwie sprężyny. Przez zawór proporcjonalny 6 jest sterowany przykładowo w postaci mechanizmu podnoszącego 2 obwód mocy do zasilania odbiornika (Z) i obwód sterowania do sterowania suwakiem tłokowym zaworu proporcjonalnego 6.

Przewód ciśnieniowy P prowadzący ciśnienie pompy jest doprowadzony do przyłącza I położenia neutralnego 1 zaworu proporcjonalnego 6 i poprowadzony dalej od przeciwległego przyłącza L do jednostki blokującej 12, która jest połączona z odbiornikiem Z.

Wysterowanie jednostki blokującej 12 następuje przez przewód sterujący 14, który jest doprowadzony do przyłącza J zaworu proporcjonalnego 6. Przeciwległe do niego przyłącze G zaworu proporcjonalnego 6 jest połączone z przewodem pilotowym P1, prowadzącym ciśnienie pilotowe do obwodu sterującego.

Ciśnienie sterowania do wysterowania jednostki blokującej 12 jest odprowadzane pomiędzy dwa dławiki 16,17 i przez odcinek przewodu częściowego 14a przewodu sterującego 14 jest doprowadzone do jednostki blokującej 12. Odcinek przewodu częściowego 14b zawierający dławik 17 jest doprowadzony do zbiornika T

Od przewodu ciśnieniowego P rozgałęzia się odcinek przewodu 18, który jest doprowadzony do wejścia zaworu ograniczającego ciśnienie 20, którego wyjście jest połączone ze zbiornikiem T. Zawór ograniczający ciśnienie 20 poprzez naprężoną wstępnie sprężynę znajduje się w swoim położeniu blokowania (fig. 2). Od odcinka przewodu 18 rozgałęzia się odcinek przewodu sterującego 22, który jest doprowadzony do wejścia sterującego zaworu ograniczającego ciśnienie 20. Na odcinku przewodu sterującego 22 jest umieszczony dławik 24, oraz zawór zwrotny 26, który jest otwierany w kierunku do zaworu ograniczającego ciśnienie 20. Pomiędzy zaworem zwrotnym 26 a dławikiem 24 znajduje się rozgałęzienie X, od którego rozgałęzia się przewód 28, który obchodzi zawór zwrotny 26 i w którym jest umieszczony dławik 30.

Przewód 28 jest doprowadzony do odcinka przewodu ciśnieniowego P pomiędzy jednostkąblokującą 12 a zaworem proporcjonalnym 6. W przewodzie 28 ponad odgałęzienie X, jest usytuowany dławik 32 i zawór zwrotny 34, który uniemożliwia odpływ z przewodu ciśnieniowego P w kierunku od strony wejścia sterującego zaworu ograniczającego ciśnienie 20. Pomiędzy dławikiem 32 a rozgałęzieniem X odchodzi przewód odciążający 36, któryjest doprowadzony do przyłącza K zaworu proporcjonalnego 6, a następnie dalej przez przeciwległe (fig. 2) przyłącze

178 017

H zaworu proporcjonalnego 6 do zbiornika T. Przez przewód odciążający 36 ciśnienie sterujące w przewodach 22 i 28 jest odprowadzane do zbiornika T.

W położeniu neutralnym N przyłącza J, L, G i I zaworu proporcjonalnego 6 są zablokowane, podczas gdy przyłącza K i H są między sobą połączone tak, że ciśnienie sterujące w odgałęzieniu przewodu 28 i w odcinku przewodu sterującego 22 jest odprowadzane w kierunku do zbiornika T. Na stronę zaworu ograniczającego ciśnienie 20, według fig. 2, oddziaływuje tylko naprężenie wstępne sprężyny, podczas gdy najego lewąstronę oddziaływuje ciśnienie pompy, doprowadzane przewodem ciśnieniowym P poprzez przewód sterujący 38, który odgałęzia się od odcinka przewodu 18. Dzięki temu suwak tłokowy zaworu ograniczającego ciśnienie 20 wbrew naprężeniu wstępnemu sprężyny, jest umieszczony w położeniu otwarcia tak, że ciecz hydrauliczna jest kierowana z powrotem do zbiornika T. Ponieważ przyłącza G i I są zablokowane, to nie jest możliwe ani doprowadzanie cieczy hydraulicznej do mechanizmu podnoszenia 2 ani odblokowanie jednostki blokującej 12.

Jeżeli tłok suwakowy zaworu proporcjonalnego 6 jest umieszczony w położeniu podnoszenia h, prawym na fig. 2, to przyłącza J, K, G i H są zamknięte, podczas gdy przyłącza L i I są połączone między sobąprzez suwak tłokowy. Dzięki temu ciecz hydraulicznajest przez przewód ciśnieniowy P i jednostkę blokującą 12 tłoczona do zbiornika Z. Ponieważ przewód odciążający zbiornik 36 w tym położeniu włączeniajest zablokowany, to w odcinku przewodu sterującego 22 rozbudowuje się ciśnienie sterowania, które dodatkowo do naprężenia wstępnego sprężyny zaworu ograniczającego ciśnienie 20, wbrew ciśnieniu w przewodzie sterującym 38, zasila go w jego położeniu blokowania tak, że tłoczenie cieczy hydraulicznej do zbiornika T jest przerwane.

W jednym położeniu roboczym, odpowiadającym położeniu opuszczenia S suwaka tłokowego zaworu proporcjonalnego 6, lewym na fig. 2, przyłącza K i L sąpołączone z przyłączem H, podczas, gdy przyłącze J jest zablokowane, a przyłącza J i G są między sąpołączone tak, że ciśnienie pilotowe doprowadzone przewodem pilotowym P1, jest przez zawór proporcjonalny 6 doprowadzone do jednostki blokującej 12. Ciśnienie pilotowe jest tak dobrane, że ono wystarcza aby jednostka blokująca 12 przemieściła się z położenia blokowania do położenia umożliwiającego odpływ cieczy hydraulicznej z odbiornika Z do zaworu proporcjonalnego 6. Ponieważ w położeniu opuszczenia S przyłącze L jest połączone z przyłączem H, to ciecz hydrauliczna odpływająca przez dolny na fig. 2 odcinek przewodu odciążającego zbiornik 36 jest kierowana do zbiornika T. Jednocześnie dotyczy to ciśnienia sterującego w odcinku przewodu sterującego 22 tak, że zawór ograniczający ciśnienie 20, jak u góry napisano, jest umieszczany w swoim położeniu otwarcia, a ciecz hydrauliczna jest przez pompę 2 tłoczona w obiegu i do zbiornika T. W odniesieniu do wyżej opisanych elementów konstrukcyjnych nie istniej e żadna istotna różnica pomiędzy serwohydraulicznym systemem regulacji, zwanym systemem SHR a systemem EHR.

Od przewodu pilotowego P1 odgałęzia się przewód sterowania 40, który ze swojej strony rozgałęzia się na dwa odcinki przewodu sterowania 41 i 42, które są doprowadzone do wejść sterujących zaworu proporcjonalnego 6. Przez zmiany ciśnienia sterującego w odcinkach przewodu sterowania 41,42 suwak tłokowy zaworu proporcjonalnego 6 przesuwa się ze swoj ego położenia neutralnego N do położenia podnoszenia h lub położenia opuszczenia S.

W obszarze pomiędzy wejściami sterującymi zaworu proporcjonalnego 6 a odgałęzieniami od przewodu sterowania 40, w odcinkach przewodu sterowania 41, 42, jest usytuowany elektromagnetycznie uruchamiany zawór regulacji ciśnienia 44, 45. Zawór regulacji ciśnienia 44, przyporządkowany do wejścia sterującego zaworu proporcjonalnego 6, lewego na fig. 2, jest oznaczany także jako zawór opuszczania, a zawór regulacji ciśnienia 45, przyporządkowany prawemu wejściu sterującemu, jako zawór podnoszenia, ponieważ one są przyporządkowane położeniu opuszczania, lub podnoszenia zaworu proporcjonalnego 6.

Oba te zawory mająjednakowąbudowę z trzema sterowanymi przyłączami A, B i C. Odcinki przewodu sterowania 41,42 sądoprowadzone do przyłącza A odpowiedniego zaworu regulacji ciśnienia 44, 45. Wyjście C zaworu regulacji ciśnienia 44, 54 jest połączone z odcinkiem przewodu sterującego 4142, który jest doprowadzony do wejść sterujących zaworu proporcjo8

178 017 nalnego 6. Przyłącze B każdego zaworu regulacji ciśnienia 44, 45 jest połączone z przewodem odciążającym 46, który jest doprowadzony do zbiornika T.

W położeniu podstawowym każdy zawór regulacji ciśnienia 44,45 jest poprzez naprężenie wstępne sprężyny, znajduje się w położeniu łączącym przyłącza A i C tak, że przewody sterowania 41,42 sąpołączone ze zbiornikiem T. To znaczy w położeniu podstawowym zaworu regulacji ciśnienia 44,45 (fig. 2) do wejść sterujących zaworu proporcjonalnego 6 nie dochodzi żadne ciśnienie sterowania tak, że suwak tłokowy zaworu proporcjonalnego 6 znajduje się w swoim, pokazanym położeniu neutralnym N. Od przewodów sterowania 41, 42 odgałęzia się przewód powrotny 48, który jest doprowadzony z powrotem do zasilanego sprężyną wejścia sterującego zaworu regulacji ciśnienia 44,45 tak, że przez ciśnienie, panujące w przewodzie powrotnym 48, jest podtrzymywane oddziaływanie sprężyny.

Ponieważ elektromagnesy zaworów regulacji ciśnienia 44,45 sąpołączone z urządzeniem regulującym 8 to z chwilą pojawienia się sygnału wejściowego, kierowanego przez urządzenie regulujące 8, wbrew działaniu sprężyny i ciśnienia panującego w przewodzie powrotnym 48, to zawory te są przedstawiane w położenie łączące przyłącza A i C.

Jeżeli przykładowo elektromagnes zaworu regulacji ciśnienia 45 - (zawór podnoszenia) jest wzbudzony, to ciśnienie pilotowe przez odcinek przewodu ciśnienia sterowania 41, 42 jest doprowadzone do prawego wejścia sterującego suwaka tłokowego zaworu proporcjonalnego 6 tak, że on jest umieszczany w opisanym położeniu podnoszącym h. Odpowiednio, przy uruchomieniu zaworu regulacji ciśnienia 44 - zaworu opuszczania, suwak tłokowy zostanie przesunięty do położenia opuszczania S. Zawory regulacji ciśnienia 44,45 są tak wykonane, że jest możliwe nastawianie dwóch położeń pośrednich, w których przyłącza A, C i B, C sąmiędzy sobapołączone tak, że tylko przepływ częściowy jest kierowany do wejścia sterującego. Urządzenie regulujące 8 również może być tak wykonane, że oba zawory podnoszenia/opuszczania 44, 45 jednocześnie są uruchamiane, przy czym suwaki tłokowe zaworów podnoszenia/opuszczenia 44,45 sąprzesuwane w różne położenia tak, że na wejściach sterujących zaworu proporcjonalnego 6 występuje różnica ciśnień.

Następnie będzie bliżej wyjaśniony, za pomocą fig. 3 i 4, sposób regulacji, który jest przeznaczony do mechanizmu podnoszącego 2 ciągnika rolniczego.

Na pulpicie obsługowym (nie pokazanym) ciągnika rolniczego jest usytuowane urządzenie 10 dźwigniowe (fig. 1), za pomocą którego jest wybierany rodzaj regulacji: tryb siły, tryb położenia, tryb mieszany; położenie transportowe, a także jest przeprowadzane właściwie sterowanie mechanizmu podnoszącego 2.

Sygnały, wynikające z nastawienia dźwigni urządzenia dźwigniowego 10 są doprowadzone do mikrokontrolera w urządzeniu regulującym 8.

Jak już wyjaśniono w związku z fig. 1 na mechanizmie podnoszącym 2 są umieszczone czujniki do wykrywania położenia mechanizmu podnoszącego i siły działającej na mechanizm podnoszący, które dostarczają sygnały wejściowe, reprezentujące wartości rzeczywiste.

Mikrokontroler urządzenia regulującego 8 porównuje sygnały wartości zadanej z sygnałami wartości rzeczywistej i wyznacza następnie odpowiednio wskaźnik stanu blokady, zapomocąktórego wpływa się na działanie zaworów ograniczających ciśnienie - na zawór podnoszenia 44, i na zawór opuszczania 45. W pokazanym przykładzie wykonania wskaźnik stanu blokady jest umieszczony w zaworze podnoszenia 44 u w zaworze opuszczania 45. Przy wyznaczonym wskaźniku stanu blokady nie jest możliwe uruchamianie odpowiedniego zaworu, niezależnie od ustalonej wartości zadanej i rzeczywistej.

Następnie zapomocąfig. 4 będzie opisany program sterujący urządzeniem regulującym 8.

Przy uruchomieniu układu regulacji, przykładowo przez włączenie silnika lub przy przejściu z pracy tylnej ciągnika do normalnej pracy regulowania, najpierw oba wskaźniki stanu blokady, to znaczy wskaźnik stanu podnoszenia i wskaźnik stanu opuszczania są blokowane, zgodnie z krokiem programu 50. Następnie w kroku 52 następuje odpytywanie według nastawionego trybu regulowania. W przypadku gdyjest nastawiony tryb regulowania siłąto program cofa się z powrotem do 50, a użytkownik ciągnika otrzymuje meldunek ostrzegawczy, za pomocąktó178 017 rego jest on wzywany do przełączenia z trybu regulacji siłą na inny tryb. W przypadku gdy tryb regulacji siłą nie jest włączony, w kroku 54 wartość zadana dla położenia mechanizmu podnoszącego jest sprawdzana z wartością rzeczywistą położenia mechanizmu podnoszącego 2.

Dla przypadku, gdy wartość zadana jest mniejsza od nastawionej wartości rzeczywistej, system znajduje się w tak zwanym stanie opuszczenia, w którym najpierw są blokowane oba wskaźniki stanu blokady. Aby odblokować wskaźniki stanu blokady, nadajnik wartości zadanej, to znaczy dźwignia wartości zadanej musi być przestawiona w kierunku podnoszenia lub opuszczania (krok 56,58 na fig. 4). Blokada wskaźnika stanu blokady opuszczania jest zniesiona, gdy dźwignia wartości zadanej ze stanu równowagi - położenie neutralne N, w którym wartość zadana jest równa wartości rzeczywistej, jest przeprowadzona w kierunku podnoszenia. Przy tym przypadku ruchu dźwigni wartości zadanej mechanizm podnoszenia nie porusza się, ponieważ wskaźnik stanu podnoszenia nadal jest wyznaczony tak, że uruchomienie zaworu podnoszenia 45 nie jest możliwe. Program sprawdza w kroku 62 czy oba wskaźniki stanu są odblokowane; gdy to nie ma miejsca, program powraca ponownie z powrotem do kroku 54 tak, że zawory podnoszenia/opuszczania 44, 45 me są sterowane. Zniesienie blokady wskaźnika stanu podnoszenia zachodzi, gdy dźwignia wartości zadanej porusza się ponownie w kierunku opuszczania, przy czym przy przejściu przez położenie neutralne blokady wskaźnik stanu podnoszenia (krok 58) jest zniesiony. A więc przy dwukrotnym przejściu przez położenie neutralne blokady obydwu wskaźników stanu sąznoszone tak, że warunek według kroku 62 na fig. 4 jest spełniony i odbywa się sterowanie zaworów podnoszenia/opuszczania 44,45 w zależności od położenia dźwigni wartości zadanej. A więc przy dalszym ruchu dźwigni wartości zadanej, po przejściu przez położenie neutralne, w kierunku opuszczania mechanizm podnoszący 2 jest opuszczany, podczas gdy przy ruchu w kierunku podnoszenia mechanizm podnoszący 2 jest podnoszony'.

W opisanym odpytywaniu w kroku 54 jest przewidziana pewna wartość tolerancji, tak zwane pasmo nieczułe tak, że wartość zadana i wartość rzeczywista muszą zgadzać się jedynie wewnątrz ustalonego obszaru.

Dla przypadku, gdy w kroku 54 jest ustalone, że wartość zadana mechanizmu podnoszeniajest większa od wartości rzeczywistej, system znajduje się w stanie „podnoszenie”. Aby odblokować oba wskaźniki stanu zabezpieczenia dźwignia wartości zadanej musi być, odwrotnie niż w opisanym przypadku, umieszczona najpierw w położeniu opuszczenia, przy czym wskaźnik stanu podnoszenia przy przejściu przez położenie neutralne jest odblokowany, aponieważ wskaźnik stanu opuszczania jest jeszcze odblokowywany, a więc zatem zawory podnoszenia/opuszczania 45, 45 nie są sterowane to mechanizm podnoszący nie postępuje za ruchem dźwigni wartości zadanej.

Przy następującym ruchu powrotnym dźwigni wartości zadanej i powtórnym przejściu przez położenie neutralne jest znoszony wskaźnik stanu opuszczania tak, że może odbywać się sterowanie zaworów podnoszenia/opuszczania 45, 44.

Dla przypadku, gdy w kroku programu 54 jest ustalone, że wartość zadana, wewnątrz ustalonego pasma nieczułości jest równa wartości rzeczywistej, oba wskaźniki stanu zabezpieczenia (podnoszenie, opuszczania), zgodnie z oprogramowaniem są ustawione na zero tak, że mechanizm podnoszący może natychmiast postępować za ruchem dźwigni wartości zadanej.

Przez opisany system regulacji jest zapewnione, że mechanizm podnoszący lub inny odbiornik pojazdu użytkowego nie może być przestawiony przez omyłkowe wytrącenie z równowagi systemu regulacji tak, że w dalekim stopniu jest wykluczone niebezpieczeństwo otaczających osób lub transportowanego towaru, itd.

W opisanych przykładach wykonania włącznik zabezpieczający działa zasadniczo wtedy, gdy system przy włączeniu odbiornika jest nierównowadze, to znaczy gdy wartość zadana znajduje się poza obszarem odblokowania, ustalonym dla położenia mechanizmu podnoszącego. Oczywiście może być przewidziane, że włącznik zabezpieczający działa zawsze tak, że sprzęt zewnętrzny jest uruchamiany dopiero po zniesieniu obu blokad.

178 017

FIG. la

178 017

Użytkownik

FIG. Ib

178 017

FIG. 2

178 017

-^Wartości zadane^Siła

Położenie

Mieszanie

Wjsokośi transportowa

Położenie zabezpieczone	Odblokowanie	Zablokowanie
Podnoszenie	0
Opuszczanie	0	1

Zawór-podnoszenie

Zawór-opuszczanie

Sita

Położenie

I_Z Wartośd | \ riegywlsto_J

MIKROKONTROLER

FIG. 3

178 017 (START)

( Koniec)

FIG. 4

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób regulacji przemieszczaniem członu wykonawczego maszyny roboczej, zwłaszcza hydraulicznie uruchamianego mechanizmu podnoszącego ciągnika rolniczego, którego sterowanie przeprowadza się zaworem proporcjonalnym, którego wyjścia sterujące w zależności od nastawienia nadajnika wartości zadanej steruje się za pomocąelektronicznego urządzenia regulującego, aby przestawić człon wykonawczy w pierwszy lub drugi stan roboczy aż do osiągnięcia ustalonej wstępnie wartości zadanej, a podczas regulowania porównuje się wartość rzeczywistą członu wykonawczego z wartością zadaną, ustalonąprzez nadajnik wartości zadanej, i przy odchyłce war tości zadanej od wartości rzeczywistej blokuje się za pomocą urządzenia regulującego pierwszy i drugi stan roboczy i w zależności od wartości zadanej steruje się członem wykonawczym, a następnie znosi się blokadę pierwszego i drugiego stanu roboczego, znamienny tym, że przy odchyłce wartości zadanej od wartości rzeczywistej określa się wskaźniki stanu blokady dla pierwszego stanu roboczego w kierunku podnoszenia członu wykonawczego i dla drugiego stanu roboczego w kierunku opuszczania członu wykonawczego i po ich określeniu przerywa się sterowanie członu wykonawczego i z chwilą potrzeby odblokowania jednego z obu stanów roboczych nadajnik wartości zadanej przestawia się poza obszar położenia neutralnego w jednym z obu kierunków i z powrotem cofa się go poza obszar położenia neutralnego i tym samym odblokowuje się dany wskaźnik stanu blokady.
2. 2. Elektrohydrauliczny układ regulacji przemieszczaniem członu wykonawczego maszyny roboczej, zwłaszcza hydraulicznie uruchamianego mechanizmu podnoszącego ciągnika rolniczego, którego sterowanie następuje przez urządzenie zaworowe, którego wejścia sterujące są sterowane za pomocą elektronicznego urządzenia regulującego w zależności od nastawienia nadajnika wartości zadanej, a urządzenie zaworowe oprócz położenia neutralnego posiada dwa położenia robocze, odpowiadające stanom roboczym odbiornika mechanizmu podnoszącego, przy czym urządzeniu regulującemu jest przyporządkowany włącznik do blokowania pierwszego stanu roboczego i drugi włącznik do blokowania drugiego stanu roboczego, gdy wartość zadana położenia przy włączaniu układu regulacji leży poza obszarem odblokowania, przewidzianym dla położenia odbiornika, który jest sterowany, gdy nadajnik wartości zadanej został przeprowadzony przez obszar odblokowania, znamienny tym, że dwa włączniki do blokowania stanów roboczych odbiornika (2) są włączone wzajemnie przeciwnie w ten sposób, że one w celu odblokowania stanów roboczych są aktywowane kolejno przez przeciwne, pojedyncze uruchomienia nadajnika wartości zadanej (10).
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że urządzenie zaworowe ma elektromagnetycznie uruchamiany zawór proporcjonalny (6), któryjest połączony z urządzeniem regulującym (8).
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że do wejść sterujących zaworu proporcjonalnego (6) są przyłączone przewody ciśnienia sterowania (41, 42), w których jest umieszczone urządzenie zaworowe (44,45), pozostające w połączeniu z urządzeniem regulującym, przez które jest blokowane sterowanie zaworu proporcjonalnego (6).
5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że każde urządzenie zaworowe (44, 45) w położeniu włączania, blokującym sterowanie zaworu proporcjonalnego (6), jest połączone, poprzez przyporządkowany przewód sterowania (41, 42), ze zbiornikiem (T).
6. 6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że urządzenie zaworowe (44,45), w położeniu umożliwiającym sterowanie zaworem proporcjonalnym (6), jest połączone, przez odpowiedni przewód sterowania (41, 42), z przewodem (P1) prowadzącym ciśnienie pilotowe.
7. 7. Układ według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że urządzenie zaworowe jest zaworem regulującym ciśnienie z trzema sterowanymi przyłączami (A, B, C), którego jedno przyłącze

   178 017 wyjściowe (C) jest połączone z przewodem sterowania (41,42), drugie przyłącze wejściowe (A) jest połączone z przewodem ciśnienia pilotującego (P1) a trzecie przyłącze (B) jest połączone ze zbiornikiem (T).
8. 8. Układ według zasUg . a, znamienny tym, że urządzenie zaworowe (44,45) 4awiera elektromagnes który jest połączony sterująco z uroądo4niem regulującym (8).