RU2211961C2

RU2211961C2 - Hydraulic servoamplifier

Info

Publication number: RU2211961C2
Application number: RU2001126703A
Authority: RU
Inventors: Михаил Ефимович Логиновский; Василий Васильевич Дакимович; Владимир Иванович Пилипенко; Михаил Иванович Луговцов; Александр Михайлович Матюшкин; Валерий Маратович Айзикович
Original assignee: Минский тракторный завод им. В.И. Ленина
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2003-09-10

Abstract

FIELD: hydraulic servoamplifiers; applicable, mainly, in vehicle clutch control. SUBSTANCE: hydraulic servoamplifier has body with pressure and drain cavities separated by piston conjugated with controlled mechanism. Piston has drain channel. Controlling member is made in form of rod and forms a couple NOZZLE-gate together with drain channel. Body drain cavity is communicated with working fluid source through check valve whose shutoff member is installed in body drain cavity and controlled by shaped surface made on rod of controlling member. In addition, installed in piston drain channel is compression spring whose one end constantly rests on end face of controlling member rod. EFFECT: reduced energy consumption. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам управления и может быть применено при управлении транспортными машинами. The invention relates to control systems and can be applied to control transport vehicles.

Известен гидравлический сервоусилитель преимущественно для управления муфтой сцепления транспортной машины [1], который содержит корпус, установленный в корпусе поршень, воздействующий на рычаг муфты сцепления, размещенное между крышкой корпуса и поршнем управляющее клапанное звено, состоящее из седла с каналами и расположенного в нем клапана, причем седло клапанного звена подвижно установлено во втулке, размещенной в крышке корпуса, и нагружено взаимодействующей с седлом и втулкой пружиной, а поршень выполнен со сливными каналами и снабжен возвратной пружиной, размещенной между седлом клапана и поршнем. Known hydraulic servo amplifier mainly for controlling the clutch of the transport machine [1], which contains a housing mounted in the housing of the piston acting on the clutch lever located between the housing cover and the piston control valve link, consisting of a seat with channels and a valve located in it, moreover, the valve link seat is movably mounted in the sleeve located in the housing cover and is loaded with a spring interacting with the seat and the sleeve, and the piston is made with drain channels and with abzhen return spring arranged between the valve seat and the piston.

Однако известный сервоусилитель обладает достаточно сложной конструкцией и соответственно ограниченным диапазоном использования. Кроме того, у подобного сервоусилителя при отсутствии нажатия на педаль муфты сцепления весь подводящий к гидроусилителю поток жидкости поступает на слив, что приводит к нерациональным затратам мощности двигателя. However, the known servo amplifier has a rather complex design and a correspondingly limited range of use. In addition, with such a servo amplifier, in the absence of pressing the clutch pedal, the entire fluid flow leading to the hydraulic booster flows to the drain, which leads to wasteful engine power consumption.

Известен также гидравлический сервоусилитель [2], содержащий корпус, в котором имеются два отверстия для подвода и отвода рабочей жидкости. Внутри корпуса помещен поршень, с одного торца которого по центру выполнен сливной канал в виде осевого сверления, которое перекрывается торцом управляющего элемента, выполненного в виде штока. Наружный торец штока взаимодействует с органом управления, например педалью или рычагом. Плоский торец штока и осевое сверление образуют пару "сопло-заслонка". Поршень, расположенный в корпусе, снабжен штоком, который связан с управляемым механизмом, например, муфтой сцепления. Also known is a hydraulic servo amplifier [2], comprising a housing in which there are two openings for supplying and discharging a working fluid. A piston is placed inside the housing, from one end of which a drain channel is made in the center in the form of axial drilling, which is overlapped by the end face of the control element made in the form of a rod. The outer end of the rod interacts with the control, such as a pedal or lever. The flat end face of the rod and axial drilling form a pair of "nozzle-flapper". The piston located in the housing is provided with a rod that is connected to a controlled mechanism, for example, a clutch.

Описанный гидравлический сервоусилитель значительно проще по конструкции, но также является проточной конструкцией, т.е. при нерабочем положении органа управления весь подводящийся к гидроусилителю поток рабочей жидкости поступает на слив, что с одной стороны увеличивает энергозатраты на гидропривод, а с другой стороны затрудняет применение подобного сервоусилителя в объединенных гидросистемах. The described hydraulic servo amplifier is much simpler in design, but is also a flow design, i.e. when the control unit is inoperative, the entire flow of hydraulic fluid supplied to the hydraulic booster enters the drain, which on the one hand increases the energy consumption of the hydraulic drive, and on the other hand makes it difficult to use such a servo amplifier in the combined hydraulic systems.

Предлагаемое изобретение направлено на энергосбережение, которое достигается отсутствием расхода рабочей жидкости через сервоусилитель при его нейтральном (нерабочем) положении и минимальном расходе при рабочем положении и возможностью его использования в различных объединенных гидросистемах тягово-транспортных средств, что позволяет устранить недостаток проточного сервоусилителя, в котором весь поток рабочей жидкости как при нейтральном, так и рабочем положениях поступает в сливную магистраль, что исключает его применение в любых объединенных гидросистемах и приводит к увеличению энергозатрат. The present invention is aimed at energy saving, which is achieved by the lack of flow of the working fluid through the servo amplifier when it is in a neutral (inoperative) position and the minimum flow rate in the working position and the possibility of its use in various combined hydraulic systems of traction vehicles, which eliminates the disadvantage of a flow servo amplifier, in which the whole the flow of working fluid in both neutral and working positions enters the drain line, which excludes its use in any x combined hydraulic systems and leads to an increase in energy consumption.

Предлагаемый гидравлический сервоусилитель содержит корпус с напорной и сливной полостями, разделенными сопряженным с управляемым механизмом поршнем, снабженным сливным каналом, и управляющий элемент, выполненный в виде штока, который образует совместно со сливным каналом пару "сопло-заслонка", причем сливная полость корпуса соединена с источником рабочей жидкости через обратный клапан, запорный элемент которого установлен в напорной полости корпуса и управляется профильной поверхностью, выполненной на штоке управляющего элемента. The proposed hydraulic servo amplifier contains a housing with a pressure and drain cavities separated by a piston associated with a controlled mechanism and equipped with a drain channel, and a control element made in the form of a rod, which forms a nozzle-damper pair together with the drain channel, the drain cavity of the housing being connected to the source of the working fluid through a check valve, the shut-off element of which is installed in the pressure cavity of the housing and is controlled by a profile surface made on the rod of the control element.

Кроме того, в сливном канале поршня может быть установлена пружина сжатия, один торец которой постоянно опирается на торец штока управляющего элемента. In addition, a compression spring can be installed in the drain channel of the piston, one end of which is constantly supported by the end of the rod of the control element.

Новым в предлагаемом гидравлическом сервоусилителе является то, что сливная полость корпуса соединена с источником рабочей жидкости через обратный клапан, запорный элемент которого установлен в напорной полости корпуса и управляется профильной поверхностью, выполненной на штоке управляющего элемента. New in the proposed hydraulic servo amplifier is that the drain cavity of the housing is connected to the source of the working fluid through a check valve, the shut-off element of which is installed in the pressure cavity of the housing and is controlled by a profile surface made on the rod of the control element.

Гидравлический сервоусилитель состоит из корпуса 1, в котором имеются два отверстия 2 и 3 для подвода и отвода рабочей жидкости (напорная и сливная полости). Внутри корпуса 1 помещен поршень 4, с одного торца которого по центру выполнен сливной канал в виде осевого сверления 5, которое перекрывается торцом управляющего элемента, выполненного в виде штока 6. Упомянутый торец штока 6 выполнен плоским. Для ограничения осевого перемещения штока 6 на его поверхности выполнен упор 7. Противоположный торец штока 6 взаимодействует с органом управления 8, например, педалью или рычагом. Плоский торец штока 6 и осевое сверление 5 образуют пару "сопло-заслонка". Поршень 4 также снабжен штоком 9, который связан с управляемым механизмом 10, например рычагом муфты сцепления транспортного средства, механизмом поворота, тормозом и т.д., снабженным оттяжной пружиной 11. The hydraulic servo amplifier consists of a housing 1, in which there are two openings 2 and 3 for supplying and discharging the working fluid (pressure and drain cavities). A piston 4 is placed inside the housing 1, from one end of which a drainage channel is made in the center in the form of axial drilling 5, which is overlapped by the end face of the control element made in the form of a rod 6. The mentioned end of the rod 6 is made flat. To limit the axial movement of the rod 6, an emphasis is made on its surface 7. The opposite end of the rod 6 interacts with the control 8, for example, a pedal or a lever. The flat end face of the rod 6 and axial drilling 5 form a pair of "nozzle-flapper". The piston 4 is also provided with a rod 9, which is connected with a controlled mechanism 10, for example, a lever of a clutch of a vehicle, a turning mechanism, a brake, etc., provided with a pull spring 11.

В отверстии 2 для подвода рабочей жидкости установлен обратный клапан, запорный элемент которого в виде шарика 12 поджимается пружиной 13 к своему седлу 14 и к профильной поверхности в виде кольцевой канавки 15, выполненной на штоке 6. Подача рабочей жидкости осуществляется от насоса 16 к отверстию 2 сервоусилителя и другим потребителям 17, 18 и 19. Предохранение гидросистемы осуществляется переливным клапаном 20. Отверстие 2 соединено с напорной полостью 21, а отверстие 3 - со сливной полостью 22. In the hole 2 for supplying the working fluid, a check valve is installed, the shut-off element of which in the form of a ball 12 is pressed by a spring 13 to its seat 14 and to the profile surface in the form of an annular groove 15 made on the stem 6. The fluid is supplied from the pump 16 to the hole 2 the servo amplifier and other consumers 17, 18 and 19. The hydraulic system is protected by an overflow valve 20. Hole 2 is connected to pressure cavity 21, and hole 3 is connected to drain cavity 22.

В осевом сверлении 5 поршня 4 может быть установлена пружина 23, которая при возврате органа управления 8 в исходное нерабочее положение и соответствующем перемещении под действием оттяжной пружины 11 поршня 4 перемещает шток 6 в исходное положение, сохраняя при этом кольцевую щель между торцами штока 6 и поршня 4. In the axial drilling 5 of the piston 4, a spring 23 can be installed, which, when the control 8 returns to its original idle position and the corresponding movement under the action of the pull spring 11 of the piston 4, moves the rod 6 to its original position, while maintaining an annular gap between the ends of the rod 6 and the piston 4.

Гидравлический сервоусилитель работает следующим образом. The hydraulic servo amplifier operates as follows.

Рабочая жидкость от насоса 16 подается потребителям 17, 18, 19, в том числе и в отверстие 2 корпуса 1 сервоусилителя. Однако при нерабочем положении органа управления 8 запорный элемент в виде шарика 12 обратного клапана, размещенного в отверстии 2, закрывает проход рабочей жидкости в сливную полость 22 и, таким образом, рабочая жидкость не проходит через сервоусилитель на слив в бак. The working fluid from the pump 16 is supplied to consumers 17, 18, 19, including the hole 2 of the housing 1 of the servo amplifier. However, when the control element 8 is inoperative, a shut-off element in the form of a check valve ball 12 located in the hole 2 closes the passage of the working fluid into the drain cavity 22 and, thus, the working fluid does not pass through the servo amplifier to drain into the tank.

При перемещении органа управления 8 происходит перемещение штока 6, который своей торцевой поверхностью перекрывает сливной канал 5, а профильной поверхностью открывает запорный элемент в виде шарика 12 обратного клапана, и, таким образом, рабочая жидкость, поступающая из напорной магистрали 21 через открытый обратный клапан, воздействует на торцевую поверхность поршня 4. При этом поршень 4 начинает перемещаться и через шток 9 воздействует на управляемый механизм 10. Поршень 4 перемещается до тех пор, пока происходит перемещение штока 6. Если шток 6 будет остановлен в каком-то промежуточном положении, то поршень 4 также остановится, обеспечивая перепуск рабочей жидкости через кольцевую щель, образованную торцами поршня 4 и штока 6. При дальнейшем перемещении штока 6 кольцевая щель между торцом штока 6 и поршнем 4 снова уменьшается, давление рабочей жидкости в напорной полости 21 возрастает настолько, что усилие на поршне 4 преодолевает возросшее усилие на управляемом механизме 10 и поршень 4 перемещает управляемый механизм 10. Усилие на органе управления 8 изменяется от минимального в начале перемещения до максимального в конце перемещения, что обуславливается изменением давления в кольцевой щели, воздействующего на шток 6. При этом происходит слежение поршня 4 за положением органа управления 8, связанного с подвижным штоком 6. При возврате органа управления 8 в исходное нерабочее положение под действием оттяжной пружины 11 поршень 4 перемещается в обратном направлении и толкает своим торцом и пружиной 23 шток 6. При этом шарик 12 обратного клапана под действием пружины 13 садится в свое седло 14, разобщая тем самым напорную полость 21 насоса 16 от сливной полости 22 гидравлического сервоусилителя. Таким образом устраняется расход рабочей жидкости через сервоусилитель при неработающем сервоусилителе, что повышает эффективность работы гидросистемы в целом и позволяет пользоваться другими потребителями. When moving the control element 8, the rod 6 moves, which closes the drain channel 5 with its end surface, and opens the shut-off element in the form of a check valve ball 12 with its end surface, and thus, the working fluid coming from the pressure line 21 through the open check valve, acts on the end surface of the piston 4. In this case, the piston 4 begins to move and through the rod 9 acts on the controlled mechanism 10. The piston 4 moves until the movement of the rod 6. ok 6 will be stopped in some intermediate position, then the piston 4 will also stop, providing a bypass of the working fluid through the annular gap formed by the ends of the piston 4 and the rod 6. With further movement of the rod 6, the annular gap between the end of the rod 6 and the piston 4 again decreases, the pressure of the working fluid in the pressure chamber 21 increases so much that the force on the piston 4 overcomes the increased force on the controlled mechanism 10 and the piston 4 moves the controlled mechanism 10. The force on the control 8 changes from a minimum At the beginning of the movement, it reaches the maximum at the end of the movement, which is caused by a change in pressure in the annular gap acting on the rod 6. In this case, the piston 4 is monitored for the position of the control element 8 associated with the movable rod 6. When the control element 8 returns to its original idle position under the action the exhaust spring 11, the piston 4 moves in the opposite direction and pushes the rod 6 with its end and the spring 23. In this case, the ball 12 of the check valve under the action of the spring 13 sits in its seat 14, thereby separating the pressure spine 21 of the pump 16 from the discharge chamber 22 of the hydraulic servo. This eliminates the flow of working fluid through the servo amplifier when the servo amplifier is idle, which increases the efficiency of the hydraulic system as a whole and allows other consumers to use it.

Пружина 22, отталкивая шток 6 до посадки его на упор 7, обеспечивает гарантированное наличие кольцевой щели между торцами поршня 4 и штока 6. The spring 22, pushing the rod 6 before landing on the stop 7, ensures the presence of an annular gap between the ends of the piston 4 and the rod 6.

При отключении или неисправности насоса 16 связь органа управления 8 с управляемым механизмом 10 осуществляется за счет непосредственного контакта торца штока 6 с торцом поршня 4. Усилие на органе управления 8 несколько возрастает, однако работоспособность привода сохраняется. When the pump 16 is turned off or malfunctions, the control element 8 is connected with the controlled mechanism 10 due to the direct contact of the end face of the rod 6 with the end face of the piston 4. The force on the control element 8 slightly increases, however, the operability of the drive remains.

Источники информации
1. А.с. СССР 290855, кл. В 60 К 23/02, 1967 г.Sources of information
1. A.S. USSR 290855, class B 60K 23/02, 1967

2. Патент РФ 1283440, патент РБ 2095, кл. F 15 B 3/00, 1985 г. 2. RF patent 1283440, patent RB 2095, cl. F 15 B 3/00, 1985

Claims

1. A hydraulic servo amplifier comprising a housing with a pressure and drain cavities separated by a piston associated with a controlled mechanism and provided with a drain channel, a control element made in the form of a rod and forming a nozzle-damper pair together with the drain channel, characterized in that the drain cavity the housing is connected to the source of the working fluid through a check valve, the shut-off element of which is installed in the pressure cavity of the housing and is controlled by a profile surface made on the rod of the control element.

2. The hydraulic servo amplifier according to claim 1, characterized in that a compression spring is installed in the drain channel of the piston, one end of which is constantly supported by the end of the rod of the control element.