моментный гидропривод
Классы МПК: | F15B9/04 управляемые изменением подачи насоса переменной производительности |
Автор(ы): | Антушев Николай Степанович (RU), Богатырев Александр Дмитриевич (RU), Зайцев Владимир Иванович (RU), Маныкин Александр Иванович (RU), Хорохорин Борис Александрович (RU), Чиркин Федор Владимирович (RU), Шаталов Виктор Александрович (RU), Слипенко Геннадий Константинович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (ФГУП "ВНИИ "Сигнал") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-11-03 публикация патента:
10.09.2007 |
Гидропривод предназначен для электрогидравлических следящих систем, в том числе систем наведения и стабилизации вооружения объектов бронетехники. Моментный гидропривод включает двухпоточный гидронасос постоянной производительности, электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель, пополнительный гидробак, обратный и дистанционно-управляемый клапан, при этом входы обратного и дистанционно-управляемого клапанов соединены со второй полостью нагнетания гидронасоса, выход обратного клапана соединен с первой полостью нагнетания гидронасоса, выход дистанционно-управляемого клапана соединен с пополнительным гидробаком. В гидроприводе гидронасос выполнен двухпоточным, один поток которого используется во всех режимах исполнительного двигателя, а второй поток подключается к первому потоку только кратковременно на период, когда скорость исполнительного двигателя превышает определенный порог. Технический результат - уменьшение энергопотребления электродвигателем гидронасоса. 1 ил.
Формула изобретения
Моментный гидропривод, содержащий гидроусилитель, включающий гидронасос и электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель с двумя полостями, пополнительный гидробак, отличающийся тем, что содержит обратный и дистанционно-управляемый клапаны, а гидронасос выполнен двухпоточным, первый выход которого соединен со входом электрогидравлического усилителя мощности, второй выход соединен со входами обратного и дистанционно-управляемого клапанов, при этом выход обратного клапана соединен с первым выходом гидронасоса, выход дистанционно-управляемого клапана соединен с пополнительным гидробаком.
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и гидравлики и может применяться в электрогидравлических следящих системах, в том числе системах наведения и стабилизации вооружения объектов бронетехники.
К моментным гидроприводам предъявляются жесткие требования по широкому диапазону скоростей и низкому потреблению энергии.
Известны моментные гидроприводы, например устройство [1], содержащее гидроусилитель, исполнительный гидродвигатель.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является устройство [2], содержащее гидроусилитель, включающий гидронасос (источник рабочей жидкости) с электродвигателем и электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель с двумя полостями, пополнительный гидробак (место забора и слива рабочей жидкости).
Недостатком этого устройства является невозможность увеличения диапазона скоростей без увеличения энергопотребления электродвигателем гидронасоса из-за низкого коэффициента полезного действия (КПД) в основных режимах с малыми и средними скоростями наведения и стабилизации (скоростями исполнительного гидродвигателя), обусловленного дроссельной схемой устройства с сетью постоянного расхода, когда
где Qгд - расход рабочей жидкости, поступающей в исполнительный гидродвигатель;
- расход нерегулируемого гидронасоса, поступающий на вход электрогидравлического усилителя мощности, величина которого выбирается исходя из максимальных скоростей исполнительного гидродвигателя.
Предлагаемое изобретение направлено на снижение энергопотребления за счет повышения КПД в основных режимах работы с малыми и средними скоростями исполнительного гидродвигателя путем выполнения гидронасоса двухпоточным, один поток которого используется в режимах малых и средних скоростей исполнительного гидродвигателя, а второй поток подключается к первому только на время, когда скорость гидродвигателя превышает определенный порог, соответствующий наибольшей скорости основного режима работы.
Это достигается тем, что в моментный гидропривод, содержащий гидроусилитель, включающий гидронасос с электродвигателем и электрогидравлический усилитель мощности, исполнительный гидродвигатель с двумя полостями, пополнительный гидробак, введены обратный и дистанционно-управляемый клапаны, а гидронасос выполнен двухпоточным, первый выход которого соединен с входом электрогидравлического усилителя мощности, а второй выход соединен с входами обратного и дистанционно-управляемого клапанов, при этом выход обратного клапана соединен с первым выходом гидронасоса, выход дистанционно-управляемого клапана соединен с пополнительным гидробаком.
Такое выполнение моментного гидропривода позволяет обеспечить увеличение диапазона скоростей с уменьшением энергопотребления в сравнении с прототипом.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где приведена примерная принципиальная гидравлическая схема моментного гидропривода.
Моментный гидропривод включает двухпоточный гидронасос постоянной производительности 1 с электродвигателем, электрогидравлический усилитель мощности 2, содержащий моментный управляющий электромагнит 3 (далее электромагнит), корпус 4, управляющие золотники 5 и 6 с поршнями 7 и 8 обратной связи по давлению, соответственно, исполнительный гидродвигатель 9 с поршнем 10, обратный клапан 11, дистанционно-управляемый клапан 12, пополнительный гидробак 13.
Первый выход 14 гидронасоса 1 соединен с входом электрогидроусилителя мощности 2, а также с выходом обратного клапана 11. Второй выход 17 гидронасоса 1 соединен с входами обратного клапана 11 и дистанционно-управляемого клапана 12, выход которого соединен с пополнительным гидробаком 13.
При отсутствии сигналов на электромагните 3 и на управляющем входе дистанционно-управляемого клапана 12 рабочая жидкость от первого выхода 14 гидронасоса 1 поступает на вход электрогидравлического усилителя мощности 2 в полости 15 и 16 и далее в полости 18 и 19 к золотникам 5 и 6 соответственно, далее через дросселирующие щели между золотниками 5 и 6 и корпусом 4 перепускается в полости 20 и 21 и далее в пополнительный гидробак 13. В это время рабочая жидкость от второго выхода 17 гидронасоса 1 поступает на вход нормально открытого дистанционно-управляемого клапана 12 и далее на его выход, который соединен с пополнительным гидробаком 13.
При наличии внешнего силового воздействия на поршень 10 или корпус гидродвигателя 9 последние вытесняют рабочую жидкость к одному из золотников 5 или 6, например рабочая жидкость вытесняется из полости 22 исполнительного гидродвигателя 9. Тогда рабочая жидкость поступает в полость 18 к золотнику 5, далее по каналам в золотнике 5 поступает к поршню 7 обратной связи по давлению, создавая силовое воздействие на золотник 5, приподнимает его и через увеличенную дросселирующую щель между золотником 5 и корпусом 4 перепускается в полость 20 и далее на слив в пополнительный гидробак 13. В это же время золотник 6 под воздействием коромысла, закрепленного на валу электромагнита 3, опускается вниз и жидкость от первого выхода 14 гидронасоса 1 перепускается через увеличенную дросселирующую щель между золотником 6 и корпусом 4 из полости 16 в полость 19 и далее в полость 23 исполнительного гидродвигателя 9.
При скоростях перемещения поршня 10 или корпуса исполнительного гидродвигателя 9 больших, чем скорость, соответствующая расходу жидкости от первого выхода 14 гидронасоса 1, к первому выходу подключается второй выход 17 гидронасоса 1 за счет подачи на вход дистанционно-управляемого клапана 12 управляющего сигнала 24, являющегося функцией режима работы моментного гидропривода.
При наличии управляющего сигнала на управляющем входе дистанционно-управляемого клапана 12, последний перекрывает выход рабочей жидкости в пополнительный гидробак 13, и жидкость с выхода 17 гидронасоса 1 поступает на вход обратного клапана 11 и далее через выход обратного клапана 11 соединяется с выходом 14 гидронасоса 1. Суммарный расход жидкости с выходов 14 и 17 гидронасоса 1 перепускается через увеличенную дросселирующую щель между золотником 6 и корпусом 4 из полости 16 в полость 19 и далее в полость 23 исполнительного гидродвигателя 9, обеспечивая тем самым увеличенную скорость исполнительного гидродвигателя 9 за пределами основного режима работа моментного гидропривода. Использование на практике данного технического решения позволило существенно снизить энергопотребление примерно на 40%.
Источники информации
1. Способ управления гидродвигателем и устройство для его осуществления, авт. св. № 922340, БИ № 15, 1982 г.
2. Моментный гидропривод, патент РФ № 2197650, БИ № 3, 2003 г.
Класс F15B9/04 управляемые изменением подачи насоса переменной производительности