RU137301U1

RU137301U1 - BULDOSER HYDRAULIC DRIVE

Info

Publication number: RU137301U1
Application number: RU2013141593/03U
Authority: RU
Inventors: Владимир Павлович Чмиль; Юрий Владимирович Чмиль
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-02-10

Abstract

1. Гидропривод бульдозера, включающий гидроцилиндры наклона отвала, соосно жёстко соединенный с одним из них гидроцилиндр перекоса отвала, гидроцилиндры подъёма-опускания отвала и гидрораспределители, отличающийся тем, что гидропривод снабжён дополнительным двухкаскадным гидрораспределителем, в котором гидрораспределитель первого каскада имеет электромагнитное управление золотником от цепей управления гидромеханической трансмиссией трактора, гидрораспределитель второго каскада имеет гидроуправляемый золотник, а также пневмогидравлическим аккумулятором, соединённым через обратные клапаны с напорной и сливной гидролиниями, причем последняя содержит два переливных клапана, один из которых управляет давлением пневмогидравлического аккумулятора, а второй соединён через клапан с логической функцией "ИЛИ" с гидролиниями управления гидрораспределителем.2. Гидропривод бульдозера по п.1, отличающийся тем, что гидропривод снабжён магистралью гидроуправления золотниками гидрораспределителей, питаемой от пневмогидравлического аккумулятора, давление в которой поддерживается редукционным клапаном, установленным на выходе пневмогидравлического аккумулятора.1. The hydraulic drive of the bulldozer, including the hydraulic cylinders for tilting the blade, coaxially rigidly connected to one of them, the hydraulic cylinder for sweeping the blade, hydraulic cylinders for raising and lowering the blade and hydraulic control valves, characterized in that the hydraulic drive is equipped with an additional two-stage hydraulic control valve, in which the hydraulic control valve of the first cascade control has an electromagnet control of the hydromechanical transmission of the tractor, the valve of the second stage has a hydraulic spool, as well as a pneumatic guide an independent accumulator connected through check valves to pressure and drain hydraulic lines, the latter containing two overflow valves, one of which controls the pressure of the pneumohydraulic accumulator, and the second is connected via a valve with the logical function "OR" to the control valve lines. 2. The hydraulic actuator of the bulldozer according to claim 1, characterized in that the hydraulic actuator is equipped with a hydraulic control line for the spool valves of the control valves, powered by a pneumohydraulic accumulator, the pressure of which is supported by a pressure reducing valve installed at the output of the pneumohydraulic accumulator.

Description

Полезная модель относится к гидроприводам землеройно-транспортных машин, а именно к гидроприводам поворота и поперечного перекоса отвала бульдозера.The utility model relates to hydraulic drives of earth moving vehicles, namely to hydraulic drives for turning and lateral skewing of a dozer blade.

Известна гидросистема управления рабочим органом бульдозера, включающая трехсекционный распределитель и соединенные с ним гидроцилиндры отвала и регулирования угла резания, в которой рабочие полости сжатия гидроцилиндров отвала и регулирования угла резания соединены между собой посредством магистрали, оснащенной золотником и регулируемым дросселем, а противоположные полости соединены с одной из секций распределителя (АС СССР №604919, МПК E02F 3/66, опубл. 30.04.78, бюл. №16).A known hydraulic control system for the working body of the bulldozer, including a three-section distributor and the hydraulic cylinders of the blade and adjusting the cutting angle, in which the working cavity for compressing the hydraulic cylinders of the blade and adjusting the cutting angle, are interconnected via a line equipped with a slide valve and an adjustable throttle, and the opposite cavities are connected to one from the distributor sections (USSR AS No. 604919, IPC E02F 3/66, publ. 30.04.78, bull. No. 16).

Из описания работы гидросистемы следует, что она осуществляет автоматическое регулирование глубины копания в зависимости от силы сопротивления на рабочем органе путем подъема или опускания отвала бульдозера, при этом, с увеличением силы сопротивления на рабочем органе выше наперед заданной величины происходит вытягивание штоков гидроцилиндров регулирования угла резания, что может привести к увеличению этого угла и еще большему заглублению отвала. Это объясняется тем, что с учетом незначительности объема вытесняемой из штоковых полостей названных гидроцилиндров рабочей жидкости, его может быть недостаточно для эффективной работы системы с учетом веса отвала с грунтом, поднимаемого давлением рабочей жидкости, поступающей из названных полостей, противодействия вытягиванию штоков гидроцилиндров сил сжатия их пружин, гидросопротивления дросселя и распределителя. То есть гидросистема управления отвалом бульдозера обладает значительной инерционностью, что существенно влияет на ее работоспособность с учетом изменения сил сопротивления при работе.From the description of the hydraulic system, it follows that it automatically adjusts the digging depth depending on the resistance force on the working body by raising or lowering the blade of the bulldozer, while with increasing resistance on the working body above the predetermined value, the rods of the hydraulic cylinders regulate the cutting angle are extended, which can lead to an increase in this angle and even more deepening of the blade. This is due to the fact that, given the insignificance of the volume of the working fluid displaced from the said hydraulic cylinders, it may not be sufficient for the system to work effectively taking into account the weight of the blade with soil raised by the pressure of the working fluid coming from the said cavities and to counteract the elongation of the hydraulic cylinder rods by their compression forces springs, hydraulic resistance of the throttle and distributor. That is, the hydraulic control system for the dozer blade has a significant inertia, which significantly affects its performance, taking into account changes in resistance forces during operation.

Известен бульдозер, включающий базовый трактор, отвал, толкающие брусья и гидросистему, содержащую гидроцилиндры подъема и опускания отвала и гидроцилиндры управления углом резания с их распределителями; гидросистема бульдозера снабжена гидроуправляемыми трехпозиционными гидрораспределителями, выполненными с проходными каналами в средней и крайней позициях и с запертыми каналами в промежуточных позициях, и расположенными вдоль осей гидроцилиндров управления углом резания жестко смонтированными на них гидродатчиками, через которые последние соединены с толкающими брусьями, при этом гидродатчики выполнены в виде двухштоковых гидроцилиндров, полости которых сообщены с управляющими полостями пятипозиционных гидрораспределителей, полости гидроцилиндров управления углом резания последовательно соединены с напорной и сливной магистралями через дополнительные каналы своих гидрораспределителей… (АС СССР №1276766, МПК E02F 3/76, 9/22, опубл. 30.04.78, бюл. №16).A known bulldozer, including a base tractor, a blade, pushing beams and a hydraulic system containing hydraulic cylinders for raising and lowering the blade and hydraulic cylinders for controlling the cutting angle with their distributors; the hydraulic system of the bulldozer is equipped with hydraulically controlled three-position directional valves, made with feedthrough channels in the middle and extreme positions and with locked channels in intermediate positions, and located along the axes of the hydraulic cylinders for controlling the cutting angle, with hydraulic sensors rigidly mounted on them, through which the latter are connected to the pushing beams, while the hydraulic sensors are made in the form of two-rod hydraulic cylinders, the cavities of which are in communication with the control cavities of the five-position control valves, p The cylinders of the hydraulic cylinder for controlling the angle of cutting are connected in series with the pressure and drain lines through additional channels of their hydraulic distributors ... (USSR AS No. 1276766, IPC E02F 3/76, 9/22, publ. 30.04.78, bull. No. 16).

Приведенная схема гидропривода, способная обеспечить равномерное распределение усилия по гидроцилиндрам управления угла резания и толкающим брусьям, отличается повышенной сложностью. Незначительный эффект повышения производительности от равномерного распределения усилия между названными элементами не покрывает существенных затрат на модернизацию гидропривода серийного бульдозера.The given hydraulic drive scheme, capable of providing a uniform distribution of effort among the hydraulic cylinders for controlling the cutting angle and pushing beams, is characterized by increased complexity. The negligible effect of increasing productivity from the uniform distribution of effort between the above elements does not cover the significant costs of upgrading the hydraulic drive of a serial bulldozer.

Известен гидропривод бульдозера, включающий гидроцилиндры наклона отвала, жестко соединенный с одним из них гидроцилиндр перекоса отвала, гидроцилиндры подъема-опускания отвала и гидрораспределители, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности бульдозера за счет повышения точности фиксации отвала в горизонтальном положении, гидропривод снабжен жестко соединенным со свободным гидроцилиндром наклона отвала дополнительным гидроцилиндром перекоса отвала… (АС СССР №1229286, МПК E02F 9/22, опубл. 07.05.86, бюл. №17).Known hydraulic drive of the bulldozer, including hydraulic cylinders for tilting the blade, rigidly connected to one of them, a hydraulic cylinder for skewing the blade, hydraulic cylinders for raising and lowering the blade and control valves, characterized in that, in order to increase the productivity of the bulldozer by increasing the accuracy of fixing the blade in a horizontal position, the hydraulic drive is rigidly equipped connected to the free hydraulic cylinder for tilting the blade with an additional hydraulic cylinder for skewing the blade ... (USSR AS No. 1229286, IPC E02F 9/22, publ. 07.05.86, bull. No. 17).

Недостатком прототипа является то, что его конструкция не предусматривает автоматического изменение угла резания при разработке грунта на установленной глубине, что приводит к необходимости преодолевания больших сопротивлений грунта резанию и трению ножа о грунт, а следовательно, к повышению энергозатрат и снижению производительности.The disadvantage of the prototype is that its design does not provide for an automatic change in the cutting angle when developing the soil at a set depth, which leads to the need to overcome large resistance to soil cutting and friction of the knife against the soil, and therefore, to increase energy consumption and reduce productivity.

При этом вопрос установки оптимальных углов резания, связанный с минимизацией сопротивления грунта копанию, не рассматривается в совокупности с динамическими свойствами движителя.In this case, the question of setting optimal cutting angles, associated with minimizing soil resistance to digging, is not considered in conjunction with the dynamic properties of the propulsion device.

Общий недостаток приведенных схем гидропривода заключается в нерациональном использовании гидравлической энергии при небольших внешних нагрузках (холостых движениях) силовых гидроцилиндров, что не позволяет увеличить скорость втягивания их штоков при подъеме отвала и снижает производительность машины.A common drawback of the given hydraulic drive schemes is the irrational use of hydraulic energy at small external loads (idle movements) of the power hydraulic cylinders, which does not allow to increase the speed of retraction of their rods when lifting the blade and reduces the performance of the machine.

Кроме того, ручное управление золотниками гидрораспределителей, по сравнению с гидравлическим и гидроэлектрическим управлением, снижает точность позиционирования штоков гидроцилиндров рабочего оборудования и не способствует повышению производительности гидропривода.In addition, manual control of the valve spools, in comparison with hydraulic and hydroelectric control, reduces the accuracy of the positioning of the rods of the hydraulic cylinders of the working equipment and does not contribute to increasing the hydraulic drive performance.

Вышерассмотренные схемы не предусматривают в своем составе гидропривод рыхлителя, что сужает диапазон их использования за счет исключения совместной работы бульдозерно-рыхлительного оборудования.The above schemes do not include a hydraulic ripper, which narrows the range of their use due to the exclusion of the joint work of bulldozer-ripping equipment.

Известна гидросистема бульдозера с системой аккумулирования и возврата энергии, содержащая насос, фильтр, гидрораспределитель навесного оборудования, гидроцилиндр подъема-опускания отвала, подключенный к гидролинии штоковой полости гидроцилиндра пневмогидроаккумулятор и два дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя с ручным управлением («Строительные и дорожные машины», №3/2012, с. 33-37).A known hydraulic system of a bulldozer with an energy storage and return system, comprising a pump, a filter, an attachment hydraulic distributor, a blade lifting and lowering hydraulic cylinder, a pneumatic accumulator and two additional two-position manually controlled hydraulic distributors connected to the rod end of the hydraulic cylinder rod cavity (Construction and road machines, No. 3 / 2012, p. 33-37).

Из описания работы гидросхемы следует, что периодическая зарядка пневмогидроаккумулятора рабочей жидкостью, поступающей под давлением от насоса, происходит не на этапах копания и перемещения грунта, а лишь на этапе обратного хода бульдозера. К тому же обеспечивающие работу пневмогидроаккумулятора гидрораспределители имеют ручное управление.From the description of the operation of the hydraulic circuit, it follows that the periodic charging of the pneumatic accumulator with the working fluid supplied under pressure from the pump does not occur at the stages of digging and moving the soil, but only at the stage of the backward movement of the bulldozer. In addition, the hydraulic valves that provide the pneumatic accumulator operation are manually controlled.

Таким образом, рассматриваемая гидроаккумулирующая схема бульдозера не является окончательной и имеет резервы повышения производительности работы путем сокращения длительности рабочего цикла за счет быстродействия выполнения операций при небольших внешних нагрузках (холостых движениях) силовых гидроцилиндров. Целесообразно, чтобы зарядка пневмогидроаккумулятора производилась при каждом переводе золотника гидрораспределителя силовых гидроцилиндров в нейтральную позицию в процессе работы. При полном заряде пневмогидроаккумулятора и нейтральной позиции названного золотника должна быть предусмотрена периодическая разгрузка насоса. Ручное управление приводом может быть заменено на более эффективное с точки зрения производительности гидро- или гидроэлектрическое управление.Thus, the hydroaccumulation scheme of the bulldozer under consideration is not final and has reserves for increasing work productivity by reducing the duration of the work cycle due to the speed of operations with small external loads (idle movements) of power hydraulic cylinders. It is advisable that the pneumatic accumulator is charged at each transfer of the spool valve of the power hydraulic cylinders to a neutral position during operation. When the pneumatic accumulator is fully charged and the position of the spool is in neutral position, periodic unloading of the pump should be provided. Manual control of the drive can be replaced by more efficient hydro- or hydroelectric control in terms of productivity.

Объектом исследования является гидравлический привод адаптивным рабочим органом (в автоматическом и ручном режимах) бульдозера с гидромеханической трансмиссией, позволяющая повысить производительность машины по данным научно-технической литературы до 16,7% («Строительные и дорожные машины», №2/2010, с. 29-31). Адаптивность рабочего органа бульдозера выражается в автоматическом выборе оптимального угла резания грунта отвалом бульдозера в зависимости от физико-механических свойств и условий разработки грунта, при этом оптимальный диапазон углов резания составляет 30…40°. Вопрос установки оптимальных углов резания, связанный с минимизацией сопротивления грунта копанию, рассматривается в совокупности с динамическими свойствами движителя. Система управления рабочим органом с изменяемым углом резания должна обеспечивать работу бульдозера в режиме номинальной силы тяги, что соответствует 10%-му буксованию движителя.The object of the study is a hydraulic drive with an adaptive working body (in automatic and manual modes) of a bulldozer with hydromechanical transmission, which allows to increase the performance of the machine according to the scientific and technical literature up to 16.7% (Construction and road machines, No. 2/2010, p. 29-31). The adaptability of the working body of the bulldozer is expressed in the automatic selection of the optimal angle of soil cutting by the blade of the bulldozer, depending on the physicomechanical properties and conditions of soil development, while the optimal range of cutting angles is 30 ... 40 °. The issue of setting optimal cutting angles associated with minimizing soil resistance to digging is considered in conjunction with the dynamic properties of the propulsion. The control system of the working body with a variable cutting angle should ensure the operation of the bulldozer in the mode of nominal traction, which corresponds to 10% slipping of the mover.

С точки зрения обеспечения необходимого быстродействия процесса реагирования на изменение грунтовых условий в процессе копания грунта заявляемая схема гидропривода работает совместно со схемой электронного управления гидромеханической трансмиссией базового трактора, при этом гидроцилиндры изменения угла резания отвала бульдозера управляются автоматически посредством сигналов от электронного блока управления, т.е. от цепей управления гидромеханической трансмиссией трактора или вручную. Это дает возможность автоматического регулирования тягового усилия движителя базового трактора в зависимости от внешних нагрузок без разрыва потока мощности. В качестве обратной связи по изменяемой внешней нагрузке, служащей для формирования управляющих сигналов при работе машины, используются, прежде всего, текущее значение тяговой мощности машины, изменение частоты вращения коленчатого вала двигателя и крутящего момента на нем. Такая система управления обеспечивает перекрытие передач, назначение которого состоит в том, чтобы иметь некоторый запас динамического фактора, необходимый для поддержания постоянной скорости движения машины при переключении передач.From the point of view of ensuring the necessary speed of the process of responding to changes in soil conditions during the process of digging, the claimed hydraulic drive scheme works in conjunction with the electronic control scheme for the hydromechanical transmission of the base tractor, while the hydraulic cylinders for changing the cutting angle of the dozer blade are automatically controlled by signals from the electronic control unit, i.e. . from the tractor hydromechanical transmission control circuits or manually. This makes it possible to automatically control the traction of the mover of the base tractor depending on external loads without interrupting the power flow. As feedback on the variable external load, which serves to generate control signals during the operation of the machine, first of all, the current value of the traction power of the machine, a change in the rotational speed of the crankshaft of the engine and the torque on it are used. Such a control system provides overlapping gears, the purpose of which is to have some margin of the dynamic factor necessary to maintain a constant speed of the machine when shifting gears.

В процессе автоматического режима переключения передач можно в любой момент вмешаться посредством ручного переключения передач.In the automatic gear shift mode, you can intervene at any time through manual gear shifting.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение производительности бульдозера.The task to which the utility model is directed is to increase the productivity of the bulldozer.

Поставленная задача решается путем изменения в автоматическом режиме угла резания отвала бульдозера в диапазоне оптимальных значений при разработке грунта на установленной глубине с учетом тяговой характеристики трактора (на режиме номинальной силы тяги, что соответствует 10%-му буксованию движителя), увеличения скорости холостых движений рабочего оборудования и применения гидроэлектрического управления золотниками гидрораспределителей.The problem is solved by changing in automatic mode the cutting angle of the blade of the bulldozer in the range of optimal values when developing the soil at the set depth, taking into account the traction characteristics of the tractor (at nominal traction, which corresponds to 10% skidding of the mover), increasing the speed of idle movements of the working equipment and applications of hydroelectric control of spool valves.

Сущность полезной модели заключается в том, что гидропривод снабжен дополнительным двухкаскадным гидрораспределителем, в котором гидрораспределитель первого каскада имеет электромагнитное управление золотником от цепей управления гидромеханической трансмиссией трактора, гидрораспределитель второго каскада имеет гидроуправляемый золотник, а также пневмогидравлическим аккумулятором, соединенным через обратные клапаны с напорной и сливной гидролиниями, причем последняя содержит два переливных клапана, один из которых управляет давлением пневмогидравлического аккумулятора, а второй соединен через клапан с логической функцией «ИЛИ» с гидролиниями управления гидрораспределителем. Кроме того, гидропривод снабжен магистралью гидроуправления золотниками гидрораспределителей, питаемой от пневмогидравлического аккумулятора, давление в которой поддерживается редукционным клапаном, установленным на выходе пневмогидравлического аккумулятора.The essence of the utility model is that the hydraulic actuator is equipped with an additional two-stage valve, in which the valve of the first cascade has electromagnetic control of the spool from the control circuits of the hydromechanical transmission of the tractor, the valve of the second cascade has a hydraulic spool, as well as a pneumatic-hydraulic accumulator connected via check valves with pressure and drain valves hydraulic lines, the latter containing two overflow valves, one of which controls phenomenon of fluid accumulator and the second valve is connected via the logical function 'OR' hydraulic lines to control the control valve. In addition, the hydraulic actuator is equipped with a hydraulic control line for valve spools, powered by a pneumohydraulic accumulator, the pressure of which is supported by a pressure reducing valve installed at the output of the pneumohydraulic accumulator.

Таким образом, новым техническим решением в схеме гидропривода бульдозера является обладающая быстродействием гидроэлектрическая система управления гидроцилиндрами наклона отвала (изменения угла резания), работающая в автоматическом режиме совместно с электронной системой управления гидромеханической трансмиссией базового трактора (или в ручном режиме) и позволяющая увеличить производительность бульдозера за счет поддержания оптимального угла резания, при котором сопротивление грунта резанию имеет минимальное значение, а также использование пневмогидравлического аккумулятора, позволяющего увеличить скорость втягивания штоков силовых гидроцилиндров при подъеме отвала, сокращая длительность рабочего цикла по сравнению с прототипом, повышая производительность бульдозера, и одновременно питает линию гидроуправления золотниками гидрораспределителей.Thus, a new technical solution in the hydraulic drive scheme of the bulldozer is a high-speed hydroelectric control system for the hydraulic rams of the blade (cutting angle changes), which works in automatic mode together with the electronic control system for the hydromechanical transmission of the base tractor (or in manual mode) and allows you to increase the productivity of the bulldozer for the account of maintaining the optimal cutting angle at which the resistance to soil cutting has a minimum value, and Using pneumohydraulic accumulator, allowing to increase the speed of the retraction rods power cylinders during lifting the blade, reducing the duration of the operating cycle compared to the prototype, enhancing productivity bulldozer, and simultaneously supplies the line hydraulic control spool valves.

Гидроуправление золотниками гидрораспределителей позволяет снизить усилие на рычагах по сравнению с механическим управлением и обеспечить точное позиционирование рабочего органа, что также повышает производительность бульдозера за счет сокращения рабочего цикла.Hydraulic control of the spool valves allows you to reduce the effort on the levers in comparison with mechanical control and to ensure accurate positioning of the working body, which also increases the productivity of the bulldozer by reducing the duty cycle.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема гидропривода бульдозера.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a hydraulic bulldozer.

Гидропривод бульдозера состоит из насоса 1 для подачи рабочей жидкости, соединенного напорной гидролинией 2 через распределитель За с силовыми гидроцилиндрами 4 подьема-опускания отвала бульдозера, которые шарнирно связаны с трактором и отвалом. Пневмогидравлический аккумулятор 5 соединен с напорной 2 и сливной 6 гидролиниями через обратные клапаны 7 и 8. В сливную гидролинию 6 вмонтированы два переливных клапана 9 и 10. Клапан 9 (автомат разгрузки насоса) управляет давлением пневмогидравлического аккумулятора, а клапан 10 соединен через клапан 11 с логической функцией «ИЛИ» и управляется давлением, подводимым по гидролиниям 12 и 13 от блоков гидроуправления 14 (рабочие отводы O₁ и O₂), давление питания блоков гидроуправления подводится от пневмогидравлического аккумулятора 5.The hydraulic drive of the bulldozer consists of a pump 1 for supplying a working fluid connected by a pressure hydraulic line 2 through a distributor Za to power hydraulic cylinders 4 for raising and lowering the blade of the bulldozer, which are pivotally connected to the tractor and the blade. The pneumatic-hydraulic accumulator 5 is connected to the pressure 2 and drain 6 hydraulic lines through the check valves 7 and 8. Two overflow valves 9 and 10 are mounted in the drain hydraulic line 6. The valve 9 (automatic pump discharge) controls the pressure of the pneumatic-hydraulic accumulator, and the valve 10 is connected through the valve 11 sec logical function "OR" and is controlled by the pressure supplied through the hydraulic lines 12 and 13 from the hydraulic control units 14 (working taps O ₁ and O ₂ ), the supply pressure of the hydraulic control units is supplied from the pneumohydraulic accumulator 5.

Для исключения падения давления в полостях силовых гидроцилиндров 4 подьема-опускания рабочего оборудования служит обратный клапан 15.To prevent pressure drops in the cavities of the power hydraulic cylinders 4 of the lifting-lowering of the working equipment is a check valve 15.

Рабочая жидкость размещена в гидробаке 16. Очистка рабочей жидкости производится в магистральном фильтре 17, снабженным перепускным клапаном 18. Максимальное давление в гидроприводе рабочего оборудования ограничивается предохранительным клапаном 19 (величина давления контролируется манометром 20). Давление рабочей жидкости в пневмогидравлическом аккумуляторе контролируется манометром 21.The working fluid is located in the hydraulic tank 16. The working fluid is cleaned in the main filter 17, equipped with a bypass valve 18. The maximum pressure in the hydraulic drive of the working equipment is limited by the safety valve 19 (the pressure is controlled by a pressure gauge 20). The pressure of the working fluid in the pneumatic-hydraulic accumulator is controlled by a pressure gauge 21.

Гидроцилиндр 23 перекоса отвала соосно жестко соединен с одним из гидроцилиндров 25 наклона отвала (изменения угла резания) и снабжен гидрозамком 24, который удерживает угол перекоса отвала в заданном положении при нейтральном положении золотника гидрораспределителя 3в, предотвращая перетечки рабочей жидкости между полостями этого гидроцилиндра. Гидроуправление золотником гидрораспределителя 3в осуществляется блоком управления 28 (рабочие отводы O₅ и O₆).The blade hydraulic cylinder 23 is coaxially rigidly connected to one of the hydraulic cylinder 25 for tilting the blade (changing the cutting angle) and is equipped with a hydraulic lock 24, which holds the angle of the blade bias in a predetermined position when the spool valve 3b is in a neutral position, preventing the overflow of working fluid between the cavities of this hydraulic cylinder. Hydraulic control of the spool valve 3b is carried out by the control unit 28 (working taps O ₅ and O ₆ ).

Система управления гидроцилиндрами наклона отвала 25 (изменения угла резания) работает в автоматическом или ручном режимах. Она включает в себя дополнительный двухкаскадный гидрораспределитель 27, в котором гидрораспределитель первого каскада имеет электромагнитное (соленоидное) управление золотником от цепей управления C₁ и C₂, а гидрораспределитель второго каскада снабжен гидроуправлением золотника: в автоматическом режиме - от гидрораспределителя первого каскада; в ручном режиме - посредством блока управления 28 (рабочие отводы O₇ и O₈).The control system of the hydraulic cylinders of the tilt of the blade 25 (changes in the cutting angle) operates in automatic or manual modes. It includes an additional two-stage valve 27, in which the valve of the first cascade has electromagnetic (solenoidal) control of the spool from the control circuits C ₁ and C ₂ , and the valve of the second cascade is equipped with hydraulic control of the spool: in automatic mode - from the valve of the first cascade; in manual mode - by means of the control unit 28 (working taps O ₇ and O ₈ ).

Гидроцилиндры наклона отвала 25 также оснащены гидрозамком 26 и управляются автоматически гидрораспределителем 27а по линиям управления C₁ и C₂ или вручную посредством гидрораспределителя 27б, гидроуправление золотником которого осуществляется блоком управления 28 (рабочие отводы O₇ и O₈).The hydraulic rams for tilting the blade 25 are also equipped with a hydraulic lock 26 and are controlled automatically by the directional control valve 27a along the control lines C ₁ and C ₂ or manually by means of the directional control valve 27b, whose spool is controlled by the control unit 28 (working taps O ₇ and O ₈ ).

Шток гидроцилиндра 23 перекоса отвала шарнирно соединен с соответствующим толкающим брусом рабочего оборудования бульдозера, а корпус цилиндра соосно жестко соединен с одним из гидроцилиндров 25 наклона отвала, шток которого шарнирно соединен с отвалом бульдозера.The rod of the blade skew cylinder 23 is pivotally connected to the corresponding push bar of the bulldozer working equipment, and the cylinder body is coaxially rigidly connected to one of the blade tilt cylinders 25, the rod of which is pivotally connected to the blade of the bulldozer.

Второй гидроцилиндр наклона отвала 25 шарнирно установлен так, что его шток соединен с отвалом бульдозера, а корпус цилиндра - с соответствующим толкающим брусом. Поршневые и штоковые полости гидроцилиндров 25 соединены между собой гидролиниями по параллельной схеме, что обеспечивает синхронность движения их штоков. При выдвижении штоков гидроцилиндров 25 угол резания отвала бульдозера увеличивается, а при втягивании - уменьшается.The second hydraulic cylinder for tilting the blade 25 is pivotally mounted so that its rod is connected to the blade of the bulldozer, and the cylinder body is connected to the corresponding pushing bar. The piston and rod cavities of the hydraulic cylinders 25 are interconnected by hydraulic lines in a parallel circuit, which ensures synchronization of movement of their rods. When the piston rods 25 are extended, the cutting angle of the blade of the bulldozer increases, and when retracted, it decreases.

Питание блоков управления 14 и 28 гидравлической энергией производится от пневмогидравлического аккумулятора 5. Поддержание в блоках управления 14 и 28, требуемого давления осуществляется редукционным клапаном 29 (клапан поддерживает постоянное давление рабочей жидкости на выходе p₂ независимо от ее давления на входе p₁ при условии, что p₂<p₁).The control units 14 and 28 are powered by hydraulic energy from a pneumohydraulic accumulator 5. The required pressure in the control units 14 and 28 is maintained by a pressure reducing valve 29 (the valve maintains a constant pressure of the working fluid at the outlet p ₂ regardless of its inlet pressure p ₁ provided that that p ₂ <p ₁ ).

Гидропривод бульдозера работает следующим образом.The hydraulic bulldozer works as follows.

При нейтральном положении золотника гидрораспределителя 3а рабочая жидкость от насоса 1 через гидролинию 2, гидрораспределитель 3а, гидролинию 6 и обратный клапан 8 (клапан 10 - закрыт) поступает в пневмогидравлический аккумулятор 5 и заряжает его. При полной зарядке пневмогидравлического аккумулятора открывается переливной клапан 9, соединяя сливную гидролинию 6 с гидробаком 16. В этом случае рабочая жидкость от насоса 1 по гидролинии 2 через гидрораспределитель 3а, сливную гидролинию 6 и переливной клапан 9 поступает в гидробак 16.With the neutral position of the spool valve 3a, the working fluid from the pump 1 through the hydraulic line 2, the hydraulic valve 3a, hydraulic line 6 and the check valve 8 (valve 10 is closed) enters the pneumatic-hydraulic accumulator 5 and charges it. When the pneumohydraulic accumulator is fully charged, the overflow valve 9 opens, connecting the drain hydraulic line 6 with the hydraulic tank 16. In this case, the working fluid from the pump 1 through the hydraulic line 2 through the control valve 3a, the drain hydraulic line 6 and the overflow valve 9 enters the hydraulic tank 16.

При работе гидроцилиндров 4 гидрораспределитель 3а устанавливается в одно из крайних положений. В это время рабочая жидкость от насоса 1 через обратный клапан 15 и гидрораспределитель 3а поступает в гидроцилиндры 4, перемещая их поршни.When the hydraulic cylinders 4, the control valve 3a is installed in one of the extreme positions. At this time, the working fluid from the pump 1 through the check valve 15 and the control valve 3a enters the hydraulic cylinders 4, moving their pistons.

При резании грунта в напорной гидролинии 2 поддерживается высокое рабочее давление, ограниченное предохранительным клапаном 19 (контролируется манометром 20), и скорость перемещения поршней определяется производительностью насоса.When cutting soil in the pressure line 2, a high working pressure is maintained, limited by a safety valve 19 (controlled by a pressure gauge 20), and the speed of movement of the pistons is determined by the pump capacity.

При небольших внешних нагрузках (при холостых движениях), и соответственно малых рабочих давлениях, рабочая жидкость от пневмогидравлического аккумулятора 5 через обратный клапан 7 поступает в напорную гидролинию, в которой объединяется с рабочей жидкостью, поступающей от насоса. Скорость перемещения (втягивание) поршня при этом увеличивается пропорционально поступающей от пневмогидравлического аккумулятора жидкости. Этим достигается сокращение продолжительности рабочего цикла бульдозера и повышение его производительности.With small external loads (at idle), and accordingly low working pressures, the working fluid from the pneumohydraulic accumulator 5 through the check valve 7 enters the pressure hydraulic line, which combines with the working fluid coming from the pump. The speed of movement (retraction) of the piston increases in proportion to the fluid coming from the pneumohydraulic accumulator. This reduces the duration of the working cycle of the bulldozer and increase its productivity.

Слив рабочей жидкости из гидроцилиндров 4 производится через гидрораспределитель 3а, сливную гидролинию 6 и переливной клапан 10, который открывается одновременно с гидрораспределителем 3а давлением управления в магистралях 12 и 13 через клапан с логической функцией «ИЛИ» 11. Открытие переливного клапана 10 исключает возможность создание напора в сливной магистрали 6, необходимого для зарядки пневмогидравлического аккумулятора, что, в свою очередь, может снизить усилие на штоках гидроцилиндров опускания отвала при разработке грунта.The working fluid is drained from the hydraulic cylinders 4 through a control valve 3a, a drain hydraulic line 6 and an overflow valve 10, which opens simultaneously with the control valve 3a by the control pressure in lines 12 and 13 through a valve with the logical function "OR" 11. Opening the overflow valve 10 eliminates the possibility of creating a pressure in the drain line 6, necessary for charging the pneumohydraulic accumulator, which, in turn, can reduce the force on the rods of the hydraulic cylinders lowering the blade during excavation.

Гидрораспределитель 3а обеспечивает следующие фиксированные позиции золотника: «нейтрально-запертое» (показано на фиг. 1), две рабочие позиции (прямой и обратный ход), а также нейтральное «плавающее» (поршневые и штоковые полости гидроцилиндров 4 объединены между собой и соединены со сливом), при котором отвал бульдозера свободно опущен на грунт под собственным весом (планировочные работы при движении машины задним ходом).The control valve 3a provides the following fixed positions of the spool: “neutral-locked” (shown in Fig. 1), two working positions (forward and reverse), and neutral “floating” (piston and rod cavities of hydraulic cylinders 4 are interconnected and connected to drain), in which the bulldozer blade is freely lowered to the ground under its own weight (planning work when reversing the machine).

Гидроцилиндр 22 подъема-опускания зуба рыхлителя управляется вручную посредством гидрораспределителя 3б, гидроуправление золотником которого осуществляется блоком управления 14 (рабочие отводы O₃ и O₄).The hydraulic cylinder 22 of raising and lowering the tooth of the cultivator is manually controlled by means of a hydraulic distributor 3b, the hydraulic control of which is carried out by the control unit 14 (operating taps O ₃ and O ₄ ).

При работе насоса рабочая жидкость под давлением одновременно подводится на вход двухкаскадного распределителя 27 и штоковую полость гидроцилиндров 25 наклона отвала, т.е. изменения угла резания.When the pump is operating, the working fluid under pressure is simultaneously supplied to the inlet of the two-stage distributor 27 and the rod cavity of the hydraulic cylinders 25 of the blade inclination, i.e. changes in cutting angle.

При нейтральном положении золотников гидрораспределителей обоих каскадов рабочая жидкость уходит на слив в гидробак, при этом поршневые и штоковые полости каждого из двух гидроцилиндров 25 изменения угла резания объединены каналами и соединены со сливом, а в линиях гидроуправления золотником гидрораспределителя 27б второго каскада поддерживается одинаковое давление. При разгрузке насоса клапаном 9 питание линии гидроуправления распределителем 27б осуществляется от пневмогидравлического аккумулятора 5.With the neutral position of the valve spools of both stages, the working fluid goes to the drain in the hydraulic tank, while the piston and rod cavities of each of the two hydraulic cylinders 25 change the cutting angle by channels and are connected to the drain, and the same pressure is maintained in the hydraulic control lines of the valve spool 27b of the second stage. When the pump is unloaded by the valve 9, the power supply of the hydraulic control line by the distributor 27b is carried out from the pneumohydraulic accumulator 5.

При уменьшении внешней нагрузки и соответствующей подаче управляющего электрического сигнала на соленоид C₁ гидрораспределителя первого каскада 27а его золотник опускается вниз. В этом положении верхняя гидролиния управления золотником гидрораспределителя второго каскада 27б будет находиться под давлением насоса, а нижняя - соединена со сливом. В результате золотник этого гидрораспределителя также переместится вниз и направит поток рабочей жидкости под давлением насоса в поршневую полость цилиндров 25, штоковая же полость этих цилиндров постоянно связана с насосом. Ввиду различных площадей, воспринимающих давление рабочей жидкости, штоки начнут выдвигаться из цилиндров, увеличивая угол резания. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока подача управляющего электрического сигнала на соленоид C₁ не прекратится, после чего золотники гидрораспределителей 27а и 27б возвращаются под действием пружин в нейтральное положение, выдвижение штоков из цилиндров прекращается.With a decrease in the external load and the corresponding supply of a control electric signal to the solenoid C _{1 of the} control valve of the first stage 27a, its spool drops down. In this position, the upper control valve spool of the control valve of the second stage 27b will be under pressure from the pump, and the lower one will be connected to the drain. As a result, the spool of this valve also moves down and directs the flow of the working fluid under the pressure of the pump into the piston cavity of the cylinders 25, while the rod cavity of these cylinders is constantly connected to the pump. Due to the different areas that perceive the pressure of the working fluid, the rods will begin to extend from the cylinders, increasing the cutting angle. This process will occur until the supply of the control electric signal to the solenoid C ₁ stops, after which the spools of the control valves 27a and 27b return to the neutral position under the action of the springs, the extension of the rods from the cylinders stops.

При увеличении внешней нагрузки в процессе резания грунта бульдозером управляющий электрический сигнал поступает на соленоид C₂гидрораспределителя первого каскада, что вызывает перемещение его золотника вверх. В этом положении нижняя гидролиния управления золотником гидрораспределителя второго каскада находится под давлением насоса, а верхняя - соединена со сливом. В результате золотник этого гидрораспределителя также переместится вверх и соединит поршневые полости гидроцилиндров 25 со сливом. Так как штоковые полости гидроцилиндров 25 постоянно находятся под давлением насоса, то их штоки будут втягиваться до тех пор, уменьшая угол резания, пока прекратится подача электрического сигнала управления на соленоид C₂.With an increase in the external load during the cutting of the soil with a bulldozer, the control electric signal is supplied to the solenoid C _{2 of the} hydraulic distributor of the first cascade, which causes its spool to move up. In this position, the lower control line for the control valve of the second valve cascade is under pressure from the pump, and the upper one is connected to the drain. As a result, the spool of this valve also moves up and connects the piston cavities of the hydraulic cylinders 25 to the drain. Since the rod cavities of the hydraulic cylinders 25 are constantly under pressure of the pump, their rods will be retracted until the cutting angle is reduced until the supply of the electrical control signal to the solenoid C ₂ stops.

Таким образом, осуществляется связь схемы автоматического управления углом резания отвала бульдозера со схемой электронного управления гидромеханической трансмиссией базового трактора.Thus, a connection is made between the automatic control circuit of the cutting angle of the blade of the bulldozer and the electronic control circuit of the hydromechanical transmission of the base tractor.

Управление углом резания в ручном режиме осуществляется посредством блока гидроуправления 28 (рабочие отводы O₇ и O₈).Manual control of the cutting angle is carried out by means of the hydraulic control unit 28 (working taps O ₇ and O ₈ ).

Запирание одноименных полостей гидроцилиндров наклона отвала 25 осуществляется гидрозамком 26, позволяющим фиксировать установленный текущий угол резания отвала бульдозера при нейтральном положении золотников гидрораспределителя 27.The locking of the same cavity of the hydraulic cylinders for tilting the blade 25 is carried out with a hydraulic lock 26, which allows you to fix the set current cutting angle of the blade of the bulldozer with the neutral position of the spool valves 27.

Заявляемая схема гидравлического привода рабочего оборудования позволит снизить сопротивление грунта копанию путем оптимизации угла резания грунта по минимальному сопротивлению (внешней нагрузке). Она позволит в автоматическом или ручном режимах более полно реализовать тягово-скоростные свойства бульдозера с целью повышения производительности. Применение гидромеханической трансмиссии обеспечивает более эффективную работу системы управления адаптивным рабочим органом и позволяет облегчить труд оператора вследствие сокращения числа переключений передач.The claimed scheme of the hydraulic drive of the working equipment will reduce the resistance of the soil to digging by optimizing the angle of cutting of the soil at the minimum resistance (external load). It will allow in automatic or manual modes to more fully realize the traction and speed properties of the bulldozer in order to increase productivity. The use of hydromechanical transmission provides a more efficient operation of the adaptive working body control system and makes it easier for the operator to work due to the reduction in the number of gear changes.

В случае поломки двигателя или насоса пневмогидравлический аккумулятор позволяет выполнить еще несколько переключений золотников в гидрораспределителе или снять реактивное давление в гидроцилиндрах. Пневмогидравлический аккумулятор также демпфирует колебание давления и компенсирует пиковые расходы рабочей жидкости, осуществляет разгрузку насоса, увеличивая его ресурс, и повышает КПД гидропривода.In the event of a breakdown of the engine or pump, the pneumohydraulic accumulator allows you to perform several more switching of the spools in the valve or to relieve the reaction pressure in the hydraulic cylinders. The pneumatic-hydraulic accumulator also damps pressure fluctuations and compensates for peak flow rates of the working fluid, unloads the pump, increasing its service life, and increases the hydraulic drive efficiency.

Claims

1. The hydraulic drive of the bulldozer, including the hydraulic cylinders for tilting the blade, coaxially rigidly connected to one of them, the hydraulic cylinder for sweeping the blade, hydraulic cylinders for raising and lowering the blade and hydraulic control valves, characterized in that the hydraulic drive is equipped with an additional two-stage hydraulic control valve, in which the hydraulic control valve of the first cascade control has an electromagnet control of the hydromechanical transmission of the tractor, the valve of the second stage has a hydraulic spool, as well as a pneumatic guide a pressure accumulator connected through check valves to pressure and drain hydraulic lines, the latter containing two overflow valves, one of which controls the pressure of the pneumohydraulic accumulator, and the second is connected via a valve with the logical function "OR" to the control valve lines.

2. The hydraulic actuator of the bulldozer according to claim 1, characterized in that the hydraulic actuator is equipped with a hydraulic control line for the spool valves of the control valves, powered by a pneumatic-hydraulic accumulator, the pressure of which is supported by a pressure reducing valve installed at the output of the pneumatic-hydraulic accumulator.