UA48568A

UA48568A - System of hydraulic volume transmission

Info

Publication number: UA48568A
Application number: UA2001106959A
Authority: UA
Inventors: Василь Климентьйович Мокроуз; Василий Климентьевич Мокроуз; Микола Васильович Горбатюк; Євген Вікторович Павлюк; Евгений Викторович Павлюк; Вячеслав Михайлович Блудов; Сергій Олександрович Малюшкін; Сергей Олександрович Малюшкин
Original assignee: Державне Підприємство "Харківське Агрегатне Конструкторське Бюро"; Государственное Предприятие «Харьковские Агрегатное Конструкторское Бюро»
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2002-08-15
Also published as: UA48568C2

Abstract

A system of a hydraulic volume transmission includes a service tank, a mono-block of the main hydraulic machines with a control unit, the check and the safety valves, a control pump, a heat exchange apparatus, the connecting pipelines. In addition, the control pump is made of valve-gaps type with a feeding control, and the tank is made like a staged cylinder with a differential piston, one cavity of which with a less piston area is connected to the control unit input and to the variable capacity controlled pump output, and another cavity - to the mono-block of the main hydraulic machines, to the control pump and to the heat exchange apparatus output, the input of which is connected to the housing cavities of the mono-block and to the control pump.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до транспортного машинобудування і може бути використаний в системі трансмісії 2 транспортних засобів, переважно гусеничних машин.The invention relates to transport engineering and can be used in the transmission system of 2 vehicles, mainly tracked vehicles.

Відомі системи гідравлічних об'ємних трансмісій (ГОТ) включають наступні типові елементи: витратний бак, блок основних гідромашин, вузол управління, допоміжний насос, фільтр, теплообмінний апарат, сполучні магістралі. Виконані по типовій конфігурації системи мають ряд недоліків: складність конструкції, зумовлена роздільною установкою ряду моторів |1, с. 71-72, фіг.41, с. 77, фіг.46)Ї, які живляться від одного насоса; 70 додаткові витрати потужності через застосування схеми з приводом декількох нерегульованих насосів (1, с. 82, фіг.52), перевантаження гідромашин (1, з. 66, фіг.36) через відсутність запобіжних клапанів.Known systems of hydraulic volumetric transmissions (HOT) include the following typical elements: flow tank, block of main hydraulic machines, control unit, auxiliary pump, filter, heat exchanger, connecting lines. The systems made according to the typical configuration have a number of disadvantages: the complexity of the design due to the separate installation of a number of motors |1, p. 71-72, fig. 41, p. 77, fig. 46), which are powered by one pump; 70 additional power consumption due to the use of a scheme with the drive of several unregulated pumps (1, p. 82, fig. 52), overloading of hydraulic machines (1, p. 66, fig. 36) due to the absence of safety valves.

Найбільш близьким по технічній суті і кількості співпадаючих ознак до запропонованого винаходу є вибрана як прототип система ГОТ 12, фіг.1,21). У відомій системі, що включає витратний бак (резервуар), регульований гідронасос з вузлом (системою) управління і нерегульований гідромотор, клапани зворотні і запобіжні, 712 допоміжний насос (підживлення), фільтр, теплообмінний апарат (охолоджувач), сполучні магістралі, двигун призводить до обертання валу регульованого насоса і зв'язаний з ним допоміжний насос, останній всмоктує робочу рідину з витратного бака через фільтр і здійснює компенсацію витоків в гідромашинах і забезпечує необхідну витрату для вузла управління, під дією якого при подачі керуючої команди відбувається зміна робочого об'єму гідронасоса і його продуктивності, яка призводить до адекватної зміни частоти обертання гідромотора. Надлишок подачі допоміжного насоса через переливний клапан постійно спрямовується в корпус мотора, де сполучається з витоками основних гідромашин і проходить через теплообмінний апарат у витратний бак, який виконаний в негерметичному варіанті і сполучається з навколишнім середовищем.The closest in terms of technical essence and the number of matching features to the proposed invention is the GOT 12 system selected as a prototype, Fig. 1, 21). In a known system, which includes a waste tank (reservoir), an adjustable hydraulic pump with a control unit (system) and an unregulated hydraulic motor, non-return and safety valves, 712 auxiliary pump (supply), a filter, a heat exchanger (cooler), connecting lines, the engine leads to the rotation of the adjustable pump shaft and the auxiliary pump connected to it, the latter sucks the working fluid from the flow tank through the filter and compensates for leaks in hydraulic machines and provides the necessary flow for the control unit, under the action of which, when the control command is given, the working volume of the hydraulic pump changes and its performance, which leads to an adequate change in the frequency of rotation of the hydraulic motor. The excess supply of the auxiliary pump through the overflow valve is constantly directed into the motor housing, where it connects with the leaks of the main hydraulic machines and passes through the heat exchanger into the flow tank, which is made in a non-hermetic version and communicates with the environment.

У даній системі допоміжний насос виконує дві функції - служить джерелом тиску для вузла управління, де необхідна відносно мала подача робочої рідини при високому тиску, і компенсує витоки робочої рідини по 29 основним гідромашинам, де необхідна відносно висока подача робочої рідини при низькому тиску. Поєднання « функцій дозволило зменшити номенклатуру і спростити конструкцію системи, але призвело до підвищеної тепловіддачі в робочу рідину за рахунок непродуктивного підвищення потужності на привід допоміжного насоса.In this system, the auxiliary pump performs two functions - it serves as a pressure source for the control unit, where a relatively small supply of working fluid at high pressure is required, and it compensates for leaks of the working fluid on the 29 main hydraulic machines, where a relatively high supply of working fluid at low pressure is required. The combination of functions made it possible to reduce the nomenclature and simplify the design of the system, but it led to increased heat transfer to the working fluid due to an unproductive increase in power to drive the auxiliary pump.

Через постійний контакт робочої рідини з навколишнім середовищем і, як наслідок, її забруднення знижується надійність ГОТ. соDue to the constant contact of the working fluid with the environment and, as a result, its contamination, the reliability of the HOT decreases. co

Запропонованим винаходом вирішується задача розробки автономної системи ГОТ, яка має спрощену Ге) конструкцію, знижену в порівнянні з прототипом тепловіддачу в робочу рідину і підвищену надійність.The proposed invention solves the problem of developing an autonomous HOT system, which has a simplified Ge) design, reduced heat transfer to the working fluid and increased reliability compared to the prototype.

Для досягнення цього технічного результату в системі гідравлічної об'ємної трансмісії що включає о витратний бак, моноблок основних гідромашин з вузлом управління, зворотними і запобіжними клапанами, насос со управління, теплообмінний апарат, сполучні магістралі, згідно з винаходом насос управління виконаний клапанно-цілинним з регулятором подачі, а бак являє собою ступінчастий циліндр з диференціальним поршнем, М одна порожнина якого із меншою площею поршня сполучена з входом вузла управління і виходом регульованого насоса управління, а друга порожнина - з входами моноблока основних гідромашин, насоса управління і виходом теплообмінного апарату, вхід якого сполучений з корпусними порожнинами моноблока і насоса « управління. З 50 Перераховані вище відмінні ознаки у запропонованій системі ГОТ є істотними, оскільки кожна з них с необхідна, а разом вони достатні для досягнення вказаного технічного результату в порівнянні з прототипом іTo achieve this technical result in the system of hydraulic volumetric transmission, which includes a flow tank, a monoblock of main hydraulic machines with a control unit, non-return and safety valves, a control pump, a heat exchanger, connecting lines, according to the invention, the control pump is made of a valve-virgin system supply regulator, and the tank is a stepped cylinder with a differential piston, M one cavity of which with a smaller piston area is connected to the input of the control unit and the output of the adjustable control pump, and the second cavity - to the inputs of the monoblock of the main hydraulic machines, the control pump and the output of the heat exchanger, the input which is connected to the housing cavities of the monoblock and the control pump. C 50 The above-listed distinguishing features in the proposed GOT system are essential, since each of them is necessary, and together they are sufficient to achieve the specified technical result in comparison with the prototype and

Із» відомими подібними системами. Між відмінними ознаками і досягнутим технічним результатом є причинно-наслідковий зв'язок.With" known similar systems. There is a cause and effect relationship between distinctive features and the achieved technical result.

Виконання системи ГОТ в автономному герметичному варіанті запобігає забрудненню робочої рідини ззовні, дозволяє виключити з системи фільтр. Використання витратного бака як компенсаційно-підтискуючого пристрою, е виконаного у вигляді ступінчастого циліндра з диференціальним поршнем, одна порожнина якого з меншою о площею поршня сполучена з виходом насоса управління, а друга порожнина - з входом моноблока основних гідромашин, дозволяє виключити з системи насос підживлення, забезпечуючи при цьому в процесі роботи і-й необхідний для нормального функціонування гідромашин рівень тиску робочої рідини на вході в моноблок і насос б 20 управління. Застосування в ролі джерела тиску управління регульованого насоса з нерухомим циліндровим блоком і клапанним розподілом, забезпечує простоту конструкції і істотне зниження потужності на привід насоса со управління за рахунок подачі в його камери дозованої кількості робочої рідини, необхідної за умовами управління ГОТ.Execution of the HOT system in an autonomous sealed version prevents contamination of the working fluid from the outside, allows you to exclude the filter from the system. The use of a flow tank as a compensating and pressurizing device, made in the form of a stepped cylinder with a differential piston, one cavity of which with a smaller piston area is connected to the output of the control pump, and the second cavity - to the input of the monoblock of the main hydraulic machines, allows you to exclude the supply pump from the system, providing at the same time in the process of work the level of pressure of the working fluid at the entrance to the monoblock and the control pump b 20, which is necessary for the normal functioning of hydraulic machines. The use as a control pressure source of an adjustable pump with a fixed cylinder block and valve distribution provides simplicity of design and a significant reduction in power to drive the pump with control due to the supply of a dosed amount of working fluid into its chambers, required under the conditions of HOT control.

Заявлене технічне рішення є новим, оскільки воно невідоме з рівня техніки, має винахідницький рівень, 29 тому що запропоноване схемне рішення автономної системи ГОТ явним чином не слідує з рівня техніки, в. промислово застосовне, оскільки воно призначене для використання в трансмісії гусеничної машини.The declared technical solution is new, because it is unknown from the state of the art, has an inventive level, 29 because the proposed schematic solution of the autonomous system of the GOT clearly does not follow from the state of the art, c. industrially applicable, as it is intended for use in the transmission of a tracked machine.

Технічна суть і принцип дії системи ГОТ пояснюються кресленням.The technical essence and principle of operation of the GOT system are explained by the drawing.

Система ГОТ функціонально включає три блоки: моноблок основних гідромашин 1, витратний бак 2 і насос управління 3, які зв'язані сполучними магістралями. Моноблок 1 складається з реверсивного регульованого 60 гідронасоса 4, нерегульованого гідромотора 5, вузла управління б, зворотних 7 і запобіжних 8 клапанів.The GOT system functionally includes three blocks: a monoblock of main hydraulic machines 1, a waste tank 2 and a control pump 3, which are connected by connecting lines. Monobloc 1 consists of reversible adjustable 60 hydraulic pump 4, non-adjustable hydraulic motor 5, control unit b, reverse 7 and safety 8 valves.

Витратний бак 2 являє собою ступінчастий циліндр 9 з диференціальним поршнем 10, порожнина 11 якого з меншою площею поршня 10 сполучена з входом вузла управління б і виходом насоса управління З, а друга порожнина 12 сполучена з входом моноблока 1, насоса управління З і виходом теплообмінного апарату 13, вхід якого сполучений з корпусними порожнинами моноблока 1 і насоса управління 3. Насос управління З має власне бо насосну частину, виконану у вигляді клапанно-щілинного насоса 14, і регулятор подачі 15.The waste tank 2 is a stepped cylinder 9 with a differential piston 10, the cavity 11 of which with a smaller area of the piston 10 is connected to the inlet of the control unit b and the outlet of the control pump Z, and the second cavity 12 is connected to the inlet of the monoblock 1, the control pump Z and the outlet of the heat exchanger 13, the entrance of which is connected to the housing cavities of the monoblock 1 and the control pump 3. The control pump Z has a pumping part, made in the form of a valve-slit pump 14, and a supply regulator 15.

Система ГОТ працює таким чином.The GOT system works as follows.

Двигун призводить до обертання вали реверсивного регульованого гідронасоса 4 і насоса управління 3.The engine causes the shaft of the reversible adjustable hydraulic pump 4 and the control pump 3 to rotate.

Клапанно-щілинний насос 14 всмоктує через регулятор подачі 15 робочу рідину з бака 2 і подає під тиском на вхід до вузла управління б і в порожнину 11 циліндра 9, спричиняючи пропорційно співвідношенню площ диференціального поршня 10 збільшення тиску в порожнині 12. Завдяки цьому основні гідромашини 4 і 5 працюють під надлишковим тиском на вході, що виключає розрив струменя, утворення піни і кавітаційні явища.The valve-slit pump 14 sucks the working fluid from the tank 2 through the supply regulator 15 and supplies it under pressure to the inlet to the control unit b and into the cavity 11 of the cylinder 9, causing an increase in the pressure in the cavity 12 in proportion to the ratio of the areas of the differential piston 10. Due to this, the main hydraulic machines 4 and 5 operate under excess pressure at the inlet, which excludes jet rupture, foam formation and cavitation phenomena.

Це забезпечує надійну роботу системи ГОТ.This ensures reliable operation of the GOT system.

Безступеневе регулювання частоти обертання вала гідромотора 5 здійснюється шляхом зміни робочого 70 об'єму і продуктивності гідронасоса 4 під дією тиску робочої рідини вузла управління б при подачі на нього керуючої команди. Тиск в зв'язці насос - гідромотор визначається опором руху транспортної машини, для запобігання системи ГОТ від перевантажень в моноблок 1 вбудовані запобіжні клапани 8. Перемикання напряму підживлення основних гідромашин при реверсуванні регульованого гідронасоса здійснюється автоматично за допомогою зворотних клапанів 7.Stepless regulation of the rotation frequency of the hydraulic motor shaft 5 is carried out by changing the working volume 70 and the productivity of the hydraulic pump 4 under the action of the pressure of the working fluid of the control unit b when a control command is applied to it. The pressure in the pump-hydraulic motor connection is determined by the movement resistance of the transport machine, to prevent the GOT system from overloading, safety valves 8 are built into the monoblock 1. Switching the direction of feeding the main hydraulic machines when reversing the adjustable hydraulic pump is carried out automatically with the help of non-return valves 7.

При роботі ГОТ на сталому режимі насос управління З забезпечує мінімальну необхідну подачу і необхідний рівень надлишкового тиску на вході гідромашин 4 і 5, збільшуючи її тільки при перехідних процесах розгону або гальмування гідромотора 5, що дозволяє додатково знизити витрати потужності на привід насоса управління З і тепловіддачу в робочу рідину.During the operation of the GOT in a stable mode, the control pump Z provides the minimum required supply and the required level of excess pressure at the inlet of hydraulic machines 4 and 5, increasing it only during the transient processes of acceleration or braking of the hydraulic motor 5, which allows to further reduce the power consumption for the drive of the control pump Z and heat transfer into the working fluid.

Використання винаходу в складі ГОТ 3 забезпечуючої поліпшення керованості поступальним і обертальним 2о рухами транспортної машини, дозволяє істотно підвищити надійність гідравлічної системи і машини загалом, знизити тепловіддачу в робочу рідину.The use of the invention as part of GOT 3, which provides improved controllability by translational and rotational 2o movements of the transport machine, allows to significantly increase the reliability of the hydraulic system and the machine in general, and to reduce the heat transfer to the working fluid.

Автономна система ГОТ розроблена для об'ємної гідромеханічної трансмісії гусеничної машини, виконаної на базі гідрооб'ємної передачі ГОП-280.The autonomous HOT system is designed for volumetric hydromechanical transmission of a tracked machine, made on the basis of hydraulic volumetric transmission GOP-280.

Література: 1 КомисарикС.Ф., МИвановскийН.А. Гидравлические обьемнье трансмиссии. - М. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературь, 1963. - 156 с. « 2. Кировоградский завод тракторньїх агрегатов. Обьемньй гидропривод. Техническое описание и инструкция по зксплуатации ГСТ 90-00.000 ТО.References: 1 Komisaryk S.F., Myvanovsky N.A. Hydraulic volumetric transmissions. - M. State Scientific and Technical Publishing House of Machine Building Literature, 1963. - 156 p. « 2. Kirovohrad Tractor Aggregates Plant. Volumetric hydraulic drive. Technical description and instructions for operation of GST 90-00.000 TO.

Розробник - ВАТ "Гидросила". Україна, 25006, м. Кіровоград, вул. Братиславська, 5. со (Се)Developer - OJSC "Hydrosila". Ukraine, 25006, Kirovohrad, str. Bratislava, 5. so (Se)

Claims

The formula of the invention IF) A system of hydraulic volume transmission, which includes a waste tank, a monoblock of main hydraulic machines with node 99

35 control, non-return and safety valves, control pump, heat exchanger, connecting lines, which differs in that the control pump is made of valve-slot type with a supply regulator, and the tank is a stepped cylinder with a differential piston, one cavity of which has a smaller area the piston is connected to the input of the control unit and the output of the adjustable control pump, and the second cavity is connected to the inputs of the monoblock of the main hydraulic machines, the control pump and the output of the heat exchanger, the input of which

connected to the housing cavities of the monoblock and the control pump. w-in and?

sh" (ee) 1

(o) IR e)

60 b5