RU2037654C1

RU2037654C1 - Feed controller for axial piston hydraulic machine

Info

Publication number: RU2037654C1
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Козлов; Б.И. Шубенков; Л.Ф. Ковязин; В.А. Караваев
Original assignee: Свердловское производственное объединение "Пневмостроймашина"
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: differential piston having the lateral bore is mounted inside the housing to define under-piston space and above-piston space. A movable sleeve kinematically connected with a controlled link is received in the bore. The sleeve has inner ring groove coupled with the above-piston space of the housing. The spring-loaded differential plunger is mounted inside the sleeve to define a control chamber connected with the high-pressure line through the under- piston space. The plunger is mounted for permitting overlapping the groove of the sleeve and interacting with one of the arms of the rotatable double-arm lever mounted on the axle of rocking inside the housing. The other arm of the lever bears on the spring-loaded pusher. The three-linear slide distributor is provided with the return spring and two control chambers. The control chamber of the spring-loaded booster, which bears on the arm of the lever toward the pusher, is connected with the one of the distributing lines. The other lines are connected with the high-pressure and low-pressure lines. One control chamber is connected with the high-pressure line and the other one is connected with the control pressure source. Both chambers are mounted from the side which is opposite to the return spring of the distributor. EFFECT: improved accuracy of controlling. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к регулирующим устройствам аксиально-поршневых гидромашин, в частности к регуляторам подачи, и может быть использовано в гидроприводах машин. The invention relates to control devices of axial piston hydraulic machines, in particular to feed controllers, and can be used in hydraulic drives of machines.

Известен регулятор подачи аксиально-поршневой гидромашины, содержащий регулируемое звено рабочего объема гидромашины, линии высокого и низкого давления, корпус, в котором с образованием поршневой и штоковой полостей установлен дифференциальный поршень с поперечной расточкой, в которой размещена кинематически связанная с регулирующим звеном подвижная гильза, имеющая внутреннюю кольцевую проточку, связанную с поршневой полостью корпуса, а также подпружиненный дифференциальный плунжер, размещенный в указанной гильзе с образованием камеры управления, соединенной через штоковую полость корпуса с линией высокого давления, и установленный с возможностью перекрытия проточки гильзы и взаимодействия с одним из плеч поворотного двуплечего рычага, установленного в корпусе на оси качания, другое плечо которого оперто на подпружиненный толкатель. A known axial-piston hydraulic machine feed regulator comprising an adjustable link of the working volume of the hydraulic machine, a high and low pressure line, a housing in which a differential piston with a transverse bore is installed in which a movable sleeve kinematically connected to the control link is installed, having a movable sleeve the inner annular groove associated with the piston cavity of the housing, as well as a spring-loaded differential plunger placed in the specified sleeve with the formation of Control measures connected through the rod end of the housing with a high-pressure line and set to overlap the bore of the sleeve and interaction with one of the arms of two-armed pivot lever mounted in the housing on the swing axis, the other arm is simply supported on a spring loaded plunger.

К недостаткам указанной конструкции относится низкий КПД при работе на предохранительных режимах. The disadvantages of this design include low efficiency when working in safety modes.

Так, при достижении рабочим давлением в гидросистеме максимальной величины срабатывает предохранительный клапан и вся мощность реализуется в этом случае через предохранительный клапан и расходуется на нагрев рабочей жидкости, что ведет к тепловым потерям и снижению КПД гидропривода. So, when the working pressure in the hydraulic system reaches its maximum value, the safety valve is activated and all the power is realized in this case through the safety valve and is spent on heating the working fluid, which leads to heat loss and lower hydraulic efficiency.

Технической задачей изобретения является повышение КПД гидросистемы. An object of the invention is to increase the efficiency of the hydraulic system.

Для решения указанной задачи регулятор снабжен трехлинейным золотниковым распределителем с возвратной пружиной и двумя камерами управления, источником давления управления и опертым на плечо рычага встречно упомянутому толкателю подпружиненным бустером с камерой управления, которая подключена к одной из линий золотникового распределителя, другие линии которого подключены к линиям высокого и низкого давления, одна из камер управления подключена к линии высокого давления, а другая к источнику давления управления. Обе камеры управления трехлинейного золотникового распределителя выполнены со стороны, противоположной возвратной пружине золотникового распределителя. To solve this problem, the controller is equipped with a three-line spool valve with a return spring and two control chambers, a control pressure source and a spring-loaded booster with a control chamber, which is connected to one of the spool valve lines, the other lines of which are connected to high and low pressure, one of the control chambers is connected to the high pressure line, and the other to the control pressure source. Both control chambers of the three-line spool valve are made from the side opposite to the return spring of the spool valve.

На фиг. 1 изображен схематичный разрез регулятора подачи; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 is a schematic sectional view of a feed regulator; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Регулятор подачи аксиально-поршневой гидромашины содержит корпус 1, регулируемое звено 2 рабочего объема гидромашины, линии 3, 4 высокого и низкого давления, дифференциальный поршень 5, в поперечной расточке (не обозначена) которого размещена гильза 6, кинематически связанная с регулируемым звеном 2. В гильзе 6 размещен дифференциальный плунжер 7, нагруженный пружиной 8 и опирающийся на одно из плеч двуплечего рычага 9, ось 10 которого закреплена в корпусе 1 регулятора. Другое плечо рычага 9 установлено с возможностью взаимодействия с толкателем 11, нагруженным пружиной 12, которая может быть отрегулирована устройством 13. The feed piston of the axial piston hydraulic machine comprises a housing 1, an adjustable link 2 of the working volume of the hydraulic machine, lines 3, 4 of high and low pressure, a differential piston 5, in the transverse bore (not indicated) of which there is a sleeve 6 kinematically connected to the adjustable link 2. B the sleeve 6 is placed differential plunger 7, loaded with a spring 8 and resting on one of the shoulders of the two shoulders of the lever 9, the axis 10 of which is fixed in the housing 1 of the controller. The other arm of the lever 9 is installed with the possibility of interaction with the pusher 11, loaded with a spring 12, which can be adjusted by the device 13.

Камера 14 управления плунжером 7 каналом 15 сообщена со штоковой полостью 16 дифференциального поршня 5, которая линией 17 постоянно сообщена с линией 3 высокого давления аксиально-поршневой гидромашины, проточка 18 гильзы 6, перекрываемая управляющим пояском 19 плунжера 7, сообщена с поршневой полостью 20. The control chamber 14 of the plunger 7 channel 15 is in communication with the rod cavity 16 of the differential piston 5, which line 17 is constantly in communication with the high pressure line 3 of the axial piston hydraulic machine, the groove 18 of the sleeve 6, overlapped by the control belt 19 of the plunger 7, is in communication with the piston cavity 20.

Регулятор снабжен трехлинейным золотниковым распределителем 21 с гидравлическими камерами 25, 35 управления и возвратной пружиной 22, которая может быть отрегулирована устройством 23. В золотниковом распределителе камера 25 образована посредством встречного бустера 24. The controller is equipped with a three-line spool valve 21 with hydraulic control chambers 25, 35 and a return spring 22, which can be adjusted by the device 23. In the spool valve chamber 25 is formed by means of a counter booster 24.

Регулятор снабжен бустером 26, установленным оппозитно толкателю 11 с возможностью воздействия при помощи упругого элемента 27 на другое плечо двуплечего рычага 9. The controller is equipped with a booster 26, mounted opposite to the pusher 11 with the possibility of impact using the elastic element 27 on the other shoulder of the two shoulders of the lever 9.

Первая линия и камера 25 управления золотникового распределителя 21 при помощи линии 28 сообщены с линией 3 высокого давления гидромашины, проточка 29 распределителя 21 каналом 30 соединена со сливом, проточка 31, перекрываемая рабочим пояском 32 золотникового распределителя 21, каналом 33 сообщена с рабочей камерой 34 бустера 26, камера 35 управления, образованная корпусом 36 распределителя 21 и бустером 24, может быть соединена попеременно с источником постоянного давления управления (не изображен) или сливом по каналу 37. К линии 3 подключен предохранительный клапан (не изображен). The first line and control chamber 25 of the spool distributor 21 are connected via a line 28 to the high pressure line 3 of the hydraulic machine, the groove 29 of the distributor 21 is connected to a drain by channel 30, the groove 31 is blocked by the working belt 32 of the spool 21, and the channel 33 communicates with the working chamber 34 of the booster 26, the control chamber 35, formed by the housing 36 of the distributor 21 and the booster 24, can be connected alternately with a source of constant control pressure (not shown) or a drain along the channel 37. It will be connected to line 3 valve (not shown).

Регулятор подачи работает следующим образом. The feed regulator operates as follows.

Рост давления в линии 3 нагнетания приводит к росту давления в штоковой полости дифференциального поршня 5 и соответственно в камере 14 управления. За счет разницы диаметров поясков плунжера 7 возникает усилие, смещающее плунжер 7 вправо, при этом штоковая полость 16 сообщается с поршневой полостью 20. Одновременно с этим рычаг 9 поворачивается, преодолевая усилие пружины 12. За счет разницы площадей сечения поршневой 20 и штоковой 16 полостей дифференциальный поршень 5 начинает смещаться вверх, а поскольку гильза 6 связана с регулируемым звеном 2, рабочий объем гидромашины уменьшается, что приводит к снижению подачи насоса и поддержанию постоянной величины момента. Движение дифференциального поршня 5 вверх продолжается до тех пор, пока момент на рычаге 9 от усилия пружины 12 и усилия от сил давления жидкости в камере 14 управления не уравновешиваются. При повышении давления в системе до величины, близкой к срабатыванию предохранительного клапана, золотник распределителя 21 под действием сил давления преодолевает усилие пружины 22, настройка которой на 2-3 МПа ниже давления срабатывания предохранительного клапана, чем сообщает рабочую камеру 34 бустера 26 с линией 3 нагнетания. Перемещаясь влево, бустер 26 через упругий элемент 27 воздействует на рычаг 9, противодействуя усилию пружины 12, что обеспечивает перемещение плунжера 7, постоянно поджатого рабочим давлением к рычагу 9 вправо, сообщение штоковой 16 и поршневой 20 полостей между собой и вследствие этого перемещение дифференциального поршня 5 в сторону меньших рабочих объемов, вплоть до нулевых. The increase in pressure in the discharge line 3 leads to an increase in pressure in the rod cavity of the differential piston 5 and, accordingly, in the control chamber 14. Due to the difference in the diameters of the belts of the plunger 7, a force arises which displaces the plunger 7 to the right, while the rod cavity 16 communicates with the piston cavity 20. At the same time, the lever 9 rotates, overcoming the force of the spring 12. Due to the difference in the cross-sectional areas of the piston 20 and the rod 16 of the cavity, the differential the piston 5 begins to shift upward, and since the sleeve 6 is connected with the adjustable link 2, the working volume of the hydraulic machine decreases, which leads to a decrease in the pump flow and maintaining a constant torque value. The upward movement of the differential piston 5 continues until the moment on the lever 9 from the force of the spring 12 and the force from the pressure forces of the liquid in the control chamber 14 are balanced. When the pressure in the system increases to a value close to the operation of the safety valve, the valve spool 21 under the action of pressure forces overcomes the force of the spring 22, the setting of which is 2-3 MPa lower than the pressure of the safety valve, than the working chamber 34 of the booster 26 with the discharge line 3 communicates. . Moving to the left, the booster 26 through the elastic element 27 acts on the lever 9, counteracting the force of the spring 12, which ensures the movement of the plunger 7, constantly pressed by the working pressure to the lever 9 to the right, the rod 16 and the piston 20 cavities communicate with each other and, as a result, the differential piston 5 moves towards smaller working volumes, up to zero.

Усилие, противодействующее пружине 12, создается давлением на золотник распределителя 21 в двух камерах 25, 35 управления. Причем, если в камере 35 управления давление слива, то усилие пружины 22 преодолевается одним рабочим давлением, если же в камеру 35 подать давление управления, то усилие пружины 22 преодолевается суммой усилий от рабочего давления и давления управления, что приводит к тому, что золотниковый распределитель 21 соединит линию 3 с каналом 33 при меньшей величине рабочего давления. При отсутствии давления управления в камере 35 рабочее давление, при котором будет устанавливаться минимальный рабочий объем, будет выше, чем при подаче в камеру 35 давления управления. The force opposing the spring 12 is created by pressure on the spool of the distributor 21 in two control chambers 25, 35. Moreover, if the discharge pressure in the control chamber 35, the spring force 22 is overcome by one working pressure, but if the control pressure is supplied to the control chamber 35, the spring force 22 is overcome by the sum of the efforts from the operating pressure and the control pressure, which leads to the spool valve 21 will connect line 3 with channel 33 at a lower operating pressure. If there is no control pressure in the chamber 35, the working pressure at which the minimum working volume will be set will be higher than when the control pressure is applied to the chamber 35.

Описанная конструкция позволяет повысить КПД гидросистемы за счет снижения потерь на нескольких предохранительных режимах, которые будут зависеть от величины давления управления в камере 35. The described design allows to increase the efficiency of the hydraulic system by reducing losses at several safety modes, which will depend on the magnitude of the control pressure in the chamber 35.

Повышение КПД осуществляется за счет того, что при работе на различных по величине давления предохранительных режимах, т.е. в тех случаях, когда давление в линии 3 превышает установленное значение, происходит уменьшение рабочего объема гидромашины, исключающее потери на дросселирование потока рабочей жидкости через предохранительный клапан. Обеспечивается это тем, что настройка пружины 22 на значение давления меньше, чем настройка предохранительного клапана, и усилие пружины 22 может быть изменено подачей давления управления в камеру 35, что дает возможность упреждающим снижение рабочего объема гидромашины предотвратить потери мощности в работе не только на максимальном предохранительном режиме, но и на промежуточных, следовательно, предотвратить рост температуры рабочей жидкости и тепловые потери. The increase in efficiency is due to the fact that when operating at different pressure levels of safety modes, i.e. in cases where the pressure in line 3 exceeds the set value, the working volume of the hydraulic machine decreases, eliminating the loss of throttling of the flow of the working fluid through the safety valve. This is ensured by the fact that the setting of the spring 22 to a pressure value is less than the setting of the safety valve, and the force of the spring 22 can be changed by applying the control pressure to the chamber 35, which makes it possible to proactively reduce the working volume of the hydraulic machine to prevent power losses in operation not only at the maximum safety mode, but also in the intermediate, therefore, prevent a rise in temperature of the working fluid and heat loss.

Claims

1. AXIAL-PISTON HYDRO MACHINE FEEDING REGULATOR, comprising an adjustable link for the working volume of the hydraulic machine, high and low pressure lines, a housing in which, with the formation of a piston and rod cavities, a differential piston with a transverse bore is installed, in which a movable sleeve is kinematically connected with the adjustable link, having an internal annular groove associated with the piston cavity of the housing, as well as a spring-loaded differential plunger placed in the specified sleeve with the formation of the chamber UP a joint connected through the rod cavity of the housing with a high-pressure line and installed with the possibility of overlapping the bore of the sleeve and interacting with one shoulder of a rotary two-shouldered lever mounted in the housing on the swing axis, the other shoulder of which is supported by a spring-loaded plunger, characterized in that it is provided with a three-linear a spool valve with a return spring and two control chambers, a control pressure source and a spring-loaded booster opposite the pusher supported on the lever arm ohm with a control chamber that is connected to one of the spool valve lines, the other lines of which are connected to the high and low pressure lines, one of the control chambers to the high pressure line, and the other to the control pressure source.

2. The controller according to claim 1, characterized in that both control cameras are made from the side opposite to the return spring of the spool valve.