ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

система регулирования гидростатической передачи

Классы МПК:F16H61/46 автоматическое регулирование согласно требующейся производительности
B60T1/08 с использованием текучей или порошкообразной среды 
Автор(ы):
Патентообладатель(и):БРЮНИНГХАУС ХИДРОМАТИК ГМБХ (DE)
Приоритеты:
подача заявки:
2003-12-19
публикация патента:

Изобретение относится к системе регулирования для гидростатической передачи. Гидростатическая передача содержит гидравлический насос (2), подающий рабочее тело в первую магистральную линию (5а) со стороны насоса или во вторую магистральную линию (6а) со стороны насоса. Гидростатическая передача также содержит гидравлический двигатель (3), который соединен с первой магистральной линией (5b) со стороны двигателя и второй магистральной линией (5b) со стороны двигателя (6b). Первая магистральная линия (5а) со стороны насоса и вторая магистральная линия (6а) со стороны насоса могут соединяться соответственно с первой магистральной линией (5b) со стороны двигателя и со второй магистральной линией (6b) со стороны двигателя через блок (19) тормозного клапана. Посредством блока (19) тормозного клапана расположенная ниже по потоку гидравлического двигателя (3) первая магистральная линия (5b) со стороны двигателя или вторая магистральная линия (6b) со стороны двигателя в зависимости от действующего в ней давления может соединяться посредством дросселирования с объемом (12) бака. Это позволяет улучшить систему регулирования гидростатической передачи. 15 з.п. ф-лы. 6 ил. система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091

Рисунки к патенту РФ 2324091

система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091 система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091 система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091 система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091 система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091 система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091 система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091 система регулирования гидростатической передачи, патент № 2324091

Изобретение относится к системе регулирования гидростатической передачи в разомкнутом цикле.

В разомкнутом цикле гидравлический насос всасывает из объема бака рабочее тело и подает его под давлением по магистральной линии к гидравлическому двигателю. При этом гидравлический двигатель служит, например, для привода транспортного средства, причем рабочее тело, которое протекает через гидравлический двигатель, втекает через подсоединенную к гидравлическому двигателю ниже по потоку другую магистральную линию назад в объем бака. Если такая система находится в режиме движения накатом, то гидравлический двигатель начинает всасывать рабочее тело из магистральной линии, находящейся под воздействием гидравлического насоса, и в свою очередь теперь действует как насос, который передает рабочее тело в направлении объема бака.

Чтобы в такой системе воспрепятствовать тому, чтобы, например, приводимое гидростатической передачей транспортное средство оказалось в состоянии движения без торможения, из DE 4129667 А1 известно применение тормозного клапана, посредством которого обратный поток от гидравлического двигателя, действующего как насос, дросселируется. Во время нормального режима движения тормозной клапан против усилия пружины приводится рабочим давлением гидравлического насоса во включенное положение, в котором обратный ход рабочего тела осуществляется через тормозной клапан без дросселирования. При переходе к режиму движения накатом рабочее давление гидравлического насоса сильно падает, так что тормозной клапан возвращается в свое исходное положение. В этом исходном положении расположенная ниже по потоку гидравлического двигателя магистральная линия связана через точку дросселирования с объемом бака.

Гидравлический двигатель, действующий в режиме движения накатом в качестве насоса, создает, ввиду наличия этой точки дросселирования, давление в своей расположенной ниже по потоку магистральной линии, за счет чего создается целенаправленное тормозное действие. Возвращение тормозного клапана в его нейтральное положение, в котором расположенная ниже по потоку магистральная линия, функционирующая в качестве обратной линии, связана через точку дросселирования с объемом бака, происходит только на основе двух пружин сжатия, которые приводят поршни тормозного клапана в среднее положение.

Чтобы при сильном повышении давления в расположенной ниже по потоку магистральной линии воспрепятствовать превышению давлением в магистральной линии критического давления, предусмотрены два редукционных клапана, посредством которых обе магистральные линии при превышении порогового значения закорачиваются давлением.

Описанная система имеет тот недостаток, что тормозной клапан усилием возвращающих пружин приводится в свое среднее положение, и в процессе торможения не происходит регулирования. В этом среднем положении постоянно установлено определенное поперечное сечение дросселя, которое обуславливает тормозное действие. Приведение в действие тормозного клапана происходит независимо от соотношений давления, имеющих место в магистральных линиях на стороне гидравлического двигателя, так что не может осуществляться регулирование по отношению к нагрузке гидравлического двигателя.

Другой недостаток заключается в том, что для ограничения давления в магистральной линии, расположенной ниже по потоку, осуществляется закорачивание обоих магистральных линий. Часть рабочего тела, которая при этом находится в циркуляции, не протекает поэтому через объем бака и, в зависимости от обстоятельств, через дополнительно размещенные фильтры и охладители.

Задачей изобретения является создание системы регулирования для гидростатической передачи в разомкнутом цикле, в которой тормозное действие осуществляется в зависимости от давления, выработанного гидравлическим двигателем в его расположенной ниже по потоку магистральной линии.

Эта задача решается посредством соответствующей изобретению системы регулирования с признаками пункта 1 формулы изобретения.

В соответствии с изобретением расположенная ниже по потоку гидравлического двигателя магистральная линия в режиме движения накатом соединяется посредством блока тормозного клапана с объемом бака. Соединение осуществляется с дросселированием, причем дросселирование зависит от того, насколько высоко давление в расположенной ниже по потоку гидравлического двигателя магистральной линии. При высоком давлении, то есть более сильном насосном действии гидравлического двигателя, осуществляется лишь незначительное дросселирование. Такое незначительное дросселирование воспринимается в соответствии с этим только как незначительное тормозное действие, так что не возникает резкого толчка при торможении, что имеет место при постоянном дросселировании.

Зависимые пункты касаются предпочтительных вариантов осуществления соответствующей изобретению гидростатической передачи.

При этом особенно предпочтительным является такое выполнение блока тормозного клапана, при котором дополнительно к нагружению давлением, существующим в магистральной линии со стороны двигателя, расположенной ниже по потоку гидравлического двигателя, он нагружается также рабочим давлением гидравлического насоса. Тем самым во время нормального режима движения расположенная ниже по потоку гидравлического двигателя магистральная линии со стороны двигателя также соединяется с объемом бака. При этом, за счет соответствующего выбора нагружаемых давлением измерительных площадок, в нормальном режиме движения обеспечивается возможность обратного хода рабочего тела в объем бака по существу без дросселирования.

Особенно предпочтительным является также обеспечение такого блока тормозного клапана, который имеет положение покоя, в котором не возможен поток рабочего тела от гидравлического двигателя в направлении объема бака. За счет такого полного прерывания возможности обратного потока предотвращается, например, самопроизвольный откат транспортного средства, стоящего на откосе.

В случае гидростатического привода, клапан направления движения которого имеет положение холостого хода, особенно предпочтительным является, если в положении холостого хода как магистральная линии выше по потоку гидравлического двигателя, так и магистральная линия ниже по потоку гидравлического двигателя соединены с объемом бака.

Предпочтительные примеры выполнения соответствующей изобретению системы регулирования гидростатической передачи показаны на чертежах и описаны ниже более подробно. На чертежах показано следующее:

фиг.1 - первый пример выполнения схемы подключений в соответствии с изобретением,

фиг.2 - второй пример выполнения схемы подключений в соответствии с изобретением,

фиг.2а - модифицированный тормозной клапан,

фиг.3 - третий пример выполнения схемы подключений в соответствии с изобретением,

фиг.4 - четвертый пример выполнения схемы подключений в соответствии с изобретением,

фиг.5 - пятый пример выполнения соответствующей изобретению схемы подключений гидростатической передачи,

фиг.5а - модифицированный тормозной клапан согласно примеру выполнения по фиг.5,

фиг.6 - шестой пример выполнения схемы подключений в соответствии с изобретением.

На фиг.1 показан первый пример выполнения схемы соответствующей изобретению системы регулирования гидростатической передачи 1. Гидростатическая передача 1 содержит гидравлический насос 2, который в показанном примере выполнения может эксплуатироваться с регулируемым объемным расходом. Подаваемое гидравлическим насосом 2 рабочее тело приводит в действие гидравлический двигатель 3, объем поглощения которого также регулируется.

Для задания направления вращения гидравлического двигателя 3 гидравлический насос 2, который предусмотрен для подачи только в одном направлении, связывается через клапан 4 направления движения с первой магистральной линией 5а со стороны насоса или со второй магистральной линией 6а со стороны насоса. В зависимости от конкретной ситуации движения первая магистральная линия 5а со стороны насоса соединяется с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя. Если первая магистральная линия 5а со стороны насоса через клапан 4 направления движения соединяется с гидравлическим насосом 2, как ниже описано более подробно, то гидравлический насос 2 воздействует на первую магистральную линию 5а со стороны насоса, а также на первую магистральную линию 5b со стороны двигателя. Вследствие этого рабочее тело приводит в действие гидравлический двигатель 3 и протекает ниже по потоку гидравлического двигателя 3 через вторую магистральную линию 6b со стороны двигателя и вторую магистральную линию 6a со стороны насоса назад в направлении объема 12 бака.

Для установки изменяемого объема поглощения гидравлического двигателя 3 предусмотрено регулирующее устройство 7, которое по существу состоит из сервоклапана 8 и исполнительного блока 9. Исполнительный блок 9 включает в себя цилиндр, в котором размещен поршень 10 исполнительного блока, разделяющий цилиндр на первую камеру 11а сжатия и вторую камеру 11b сжатия. Между первой магистральной линией 5а со стороны насоса и второй магистральной линией 6а со стороны насоса размещен переключающий клапан 13, посредством которого в подводящей линии 14 рабочего давления исполнительного блока прикладывается соответственно большее из давлений, существующих в магистральных линиях 5а, 6а со стороны насоса. Подводящая линия 14 рабочего давления исполнительного блока соединена со второй камерой 11b сжатия. К тому же подводящая линия 14 рабочего давления исполнительного блока соединена с входом сервоклапана 8. Вход сервоклапана 8 при увеличивающемся давлении в подводящей линии 14 рабочего давления исполнительного блока соединяется с первой камерой 11а сжатия через дроссель 15. Если давления в первой камере 11а сжатия и во второй камере 11b сжатия выровнены, то на поршень 10 исполнительного блока действует результирующая сила, так как площадь поршня в первой камере 11а сжатия больше, чем во второй камере 11b сжатия.

Если, напротив, давление в подводящей линии 14 рабочего давления исполнительного блока падает, то сервоклапан 8 устанавливается в противоположном направлении усилием пружины сжатия, которое действует противоположно давлению в подводящей линии 14 рабочего давления исполнительного блока, при этом первая камера 11а сжатия, увеличиваясь, соединяется с объемом 12 бака. Во время нормальной работы это означает, что, например, во время процесса трогания с места, когда существующее в первой магистральной линии 5а со стороны насоса давление сильно увеличивается, гидравлический двигатель 3 регулируется в направлении максимального объема поглощения и тем самым максимального вращающего момента. Если при увеличении скорости транспортного средства после процесса трогания с места давление в первой магистральной линии 5а со стороны насоса уменьшается, то вместе с ним падает и давление в подводящей линии 14 рабочего давления исполнительного блока. Это уменьшающееся давление в подводящей линии 14 рабочего давления исполнительного блока обуславливает регулирование сервоклапана 8 и разгрузку первой камеры 11а сжатия в объем 12 бака, так что гидравлический двигатель 3 регулируется в направлении меньшего объема поглощения, пока не установится равновесное состояние.

Гидравлический насос 2 нагнетает рабочее тело в напорный трубопровод 16, причем напорный трубопровод 16 через клапан 4 направления движения может соединяться с первой магистральной линией 5а со стороны насоса или со второй магистральной линией 6а со стороны насоса. Исходя из показанного на фиг.1 положения покоя, клапан 4 направления движения может для этого переключаться в первое 20 или второе 21 положение переключения. Положение покоя клапана 4 направления движения задается первой пружиной 22 сжатия и второй пружиной 23 сжатия, которые удерживают клапан 4 направления движения в среднем положении. Чтобы в соответствии с желательным направлением подачи в первую магистральную линию 5а со стороны насоса или вторую магистральную линию 6а со стороны насоса напорный трубопровод 16 соединять с соответствующей магистральной линией 5а или 6а со стороны насоса, предусмотрен первый магнитный контактор 24 и второй магнитный контактор 25. Для последующего рассмотрения функционирования блока тормозного клапана 19 принято, что клапан 4 направления движения находится в своем первом положении 20 переключения, в котором напорный трубопровод 16, в который гидронасос 2 нагнетает всасываемое через всасывающий трубопровод 17 из объема 12 бака рабочее тело, соединен с первой магистральной линией 5а со стороны насоса.

Одновременно посредством клапана 4 направления движения в первом положении 20 переключения вторая магистральная линия 6а со стороны насоса соединяется с заправочным трубопроводом 18, который соединяет вторую магистральную линию 6а со стороны насоса через подпружиненный обратный клапан 26 с объемом 12 бака.

В показанном на фиг.1 первом примере выполнения посредством блока 19 тормозного клапана первая магистральная линия 5а со стороны насоса соединяется с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя через первый обратный клапан 27. Первый обратный клапан 27 размещен таким образом, что он раскрыт в направлении гидравлического двигателя 3. Кроме того, предусмотрен второй обратный клапан 28, который также раскрыт в направлении гидравлического двигателя 3 и который поэтому при описываемом направлении подачи находится в своем закрытом положении, так что невозможно непосредственное обратное протекание рабочего тела через вторую магистральную линию 6b со стороны двигателя во вторую магистральную линию 6а со стороны насоса.

Возможность обратного протекания подаваемого рабочего тела из второй магистральной линии 6b со стороны двигателя в направлении объема 12 бака обеспечивается посредством тормозного клапана 29. Тормозной клапан 29 соединяет для этого в первом конечном положении 30 первый отвод 31 второй магистральной линии 6b со стороны двигателя с возвратным соединительным трубопроводом 32. Возвратный соединительный трубопровод 32 через первый обратный клапан 33 возвратного трубопровода соединен с первой магистральной линией 5а со стороны насоса, а через второй обратный клапан 34 возвратного трубопровода соединен со второй магистральной линией 6а со стороны насоса. Первый обратный клапан 33 возвратного трубопровода и второй обратный клапан 34 возвратного трубопровода размещены соответственно таким образом, что они раскрыты в направлении первой магистральной линии 5а со стороны насоса и соответственно второй магистральной линии 6а со стороны насоса.

Первая измерительная площадка 35 тормозного клапана 29 через первый тормозной напорный трубопровод 36 связана с второй магистральной линией 6b со стороны двигателя. Тем самым на первую измерительную площадку 35 действует гидравлическая сила, которая определяется давлением, существующим во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя. Первая измерительная площадка 35 ориентирована таким образом, что действующая на нее гидравлическая сила отклоняет тормозной клапан 29 из его положения покоя против силы первой центрирующей пружины 37 в направлении первого конечного положения.

Дополнительно на тормозном клапане 29 выполнена вторая измерительная площадка 38, которая через первый трубопровод 39 отбора давления связана с первой магистральной линией 5а со стороны насоса. Первая измерительная площадка 35 и вторая измерительная площадка 38 одновременно выполнены на тормозном клапане 29, так что как действующая на первую измерительную площадку гидравлическая сила, так и действующая на вторую увеличенную измерительную площадку 38 гидравлическая сила отклоняют тормозной клапан 29 в направлении его первого конечного положения 30. Переход между положением покоя тормозного клапана 29 и первым конечным положением 30 является при этом непрерывным, так что тормозной клапан 29 образует дроссель, регулируемый в зависимости от давления, прикладываемого к первой измерительной площадке 35 и соответственно второй измерительной площадке 38.

В положении покоя тормозного клапана 29 соединение между первым отводом 31 второй магистральной линии 6b со стороны двигателя и возвратным соединительным трубопроводом 32 полностью прервано, в то время как в первом конечном положении 30 тормозного клапана 29 осуществляется соединение почти без дросселирования от первого отвода 31 к возвратному соединительному трубопроводу 32.

В описанном первом положении 20 переключения клапана 4 направления движения во время нормальной ситуации движения, в которой транспортное средство ускоряется посредством гидростатической передачи 1 или совершает плоскопараллельное движение, первая магистральная линия 5а со стороны насоса, а также первая магистральная линия 5b со стороны двигателя находятся под давлением, и гидравлический двигатель 3 приводится в действие. Расположенная ниже по потоку гидравлического двигателя 3 вторая магистральная линия 6b со стороны двигателя, напротив, разгружается посредством тормозного клапана 29 в направлении объема 12 бака. Для этого тормозной клапан 29 посредством действующего через первый трубопровод 39 отбора давления на вторую измерительную площадку 38 рабочего давления гидравлического насоса 2 приводится в его первое конечное положение 30 и соединяет, таким образом, первый отвод 31 с возвратным соединительным трубопроводом 32. Вследствие этого второй обратный клапан 34 возвратного трубопровода открывается и освобождает канал для протекания возвращающегося назад рабочего тела через вторую магистральную линию 6а со стороны насоса, а также через клапан 4 направления движения, заправочный трубопровод 18 и подпружиненный обратный клапан 26. Обратный клапан 26 обеспечивает при этом незначительное остаточное давление в системе трубопроводов.

Если теперь возникает ситуация движения, например, как при съезде с горы или при торможении, в которой не транспортное средство приводится в действие гидравлическим двигателем 3, а наоборот, транспортное средство приводит гидравлический двигатель подобно насосу, то давление в первой магистральной линии 5а со стороны насоса падает. С падением давления в первой магистральной линии 5а со стороны насоса также уменьшается гидравлическая сила, которая действует на вторую измерительную площадку 38 на тормозном клапане 29, так что тормозной клапан 29 усилием первой центрирующей пружины 37 перемещается в направлении его положения покоя. За счет регулирования тормозного клапана 29 в направлении его положения покоя соединение первого отвода 31 с возвратным соединительным трубопроводом 32 дросселируется в возрастающей степени. Это увеличивающееся дросселирование противопоставляет возвращающемуся назад рабочему телу все увеличивающееся сопротивление потоку, которое, следовательно, приводит к повышению давления в расположенной ниже по потоку гидравлического двигателя 3 второй магистральной линии 6b со стороны двигателя.

Это увеличивающееся с увеличением дросселирования давление во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя передается через первый тормозной напорный трубопровод 36 к первой измерительной площадке 35 и вновь противодействует первой центрирующей пружине 37. Так как площадь первой измерительной площадки 35 меньше, чем площадь второй измерительной площадки 38, то между первым отводом 31 и возвратным соединительным трубопроводом 32 открывается только дросселируемое соединение. За счет этого дросселируемого соединения гидравлический двигатель 3, работающий в режиме насоса, должен совершать работу, чтобы подавать рабочее тело в направлении объема 12 бака, за счет чего реализуется желательное действие торможения.

Так как дросселирование, которое осуществляется в тормозном клапане 29, зависит от величины приложенного к первой измерительной площадке 35 давления, то не только достигается более комфортное торможение, но и применение дополнительного редукционного клапана становится излишним. Во всяком случае, он может применяться дополнительно по соображениям безопасности. Эта функция уже выполняется тормозным клапаном 29, так как с увеличением давления в расположенной ниже по потоку гидравлического двигателя 3 второй магистральной линии 6b со стороны двигателя освобождается большее поперечное сечение для протекания потока через тормозной клапан 29.

Кроме того, соответствующий расчет параметров пружины для первой центрирующей пружины 37 и величины первой измерительной площадки 35, обеспечивает то, что пока определенное пороговое значение для давления во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя не превышено, соединение между первым отводом 31 и возвратным соединительным трубопроводом 32 полностью прервано. Это обеспечивает возможность, например, остановки транспортного средства на склоне, так что оно, в противоположность постоянно установленному дросселю, не может самопроизвольно прийти в движение, так как работающий в режиме насоса гидравлический двигатель 3 блокирован ввиду перекрытия магистралей.

Вышеописанное осуществление относительно направления потока из первой магистральной линии 5а со стороны насоса по первой магистральной линии 5b со стороны двигателя через гидравлический двигатель 3 и обратно по второй магистральной линии 6b со стороны двигателя и второй магистральной линии 6а со стороны насоса в объем 12 бака соответствует аналогичным образом и обратному направлению подачи, как это имеет место при обратном направлении движения. При этом клапан 4 направления движения посредством второго магнитного контактора 25 приводится в его второе положение 21 переключения. В этом случае во время нормального режима движения рабочее тело протекает через второй обратный клапан 28 к гидравлическому двигателю 3, причем посредством второго трубопровода 39' отбора давления третья измерительная площадка 38' тормозного клапана 29 нагружается гидравлической силой против действия второй центрирующей пружины 37'. За счет обусловленного этим отклонения тормозного клапана 29 второй отвод 31' первой магистральной линии 5b со стороны двигателя соединяется с возвратным соединительным трубопроводом 32, если тормозной клапан 29 находится в своем втором конечном положении 32. Соединение осуществляется почти без дросселирования.

Если транспортное средство при последнем описанном направлении подачи оказывается в режиме движения накатом, то четвертая измерительная площадка 35' тормозного клапана 29, которая меньше, чем третья измерительная площадка 38', нагружается соответственно возросшим давлением в расположенной теперь ниже по потоку гидравлического насоса 3 первой магистральной линии 5b со стороны двигателя, так что тормозной клапан 29 вновь освобождает дросселированное поперечное сечение в направлении объема 12 бака, через которое осуществляется возврат рабочего тела из первой магистральной линии 5b со стороны двигателя по второму отводу 31'. Для нагружения четвертой измерительной площадки 35' давлением первая магистральная линия 5b со стороны двигателя посредством второго тормозного напорного трубопровода 36' соединена с четвертой измерительной площадкой 35'.

На фиг.2 представлен другой пример выполнения с альтернативным выполнением блока 19' тормозного клапана. Структура гидростатической передачи 1 соответствует по существу структуре гидростатической передачи, представленной на фиг.1, так что одинаковые элементы снабжены теми же ссылочными позициями. В отличие от формы выполнения по фиг.1, тормозной клапан 29 на его первой измерительной площадке 35, а также на его четвертой измерительной площадке 35' нагружается не непосредственно давлением из второй магистральной линии 6b со стороны двигателя или из первой магистральной линии 6а со стороны двигателя. Для управления давлением, приложенным к первой измерительной площадке 35 и к четвертой измерительной площадке 35', в этом случае служит клапан 45 управления, который имеет первый выход 46, который связан с первой измерительной площадкой 35 через первый участок 47 тормозного напорного трубопровода. С четвертой измерительной площадкой 35' связан второй выход 46' клапана 45 управления через второй участок 47' тормозного напорного трубопровода.

Клапан 45 управления посредством двух возвратных пружин 48, 48' удерживается в своем положении покоя, в котором первый и второй выходы 46 и 46' отделены от входа 49 клапана 45 управления. Вход 49 клапана 45 управления через переключающий клапан 50 соединен с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя и со второй магистральной линией 6b со стороны двигателя, так что на входе 49 соответственно имеется большее из давлений первой магистральной линии 5b со стороны двигателя и со второй магистральной линии 6b со стороны двигателя.

Если клапан 4 направления движения находится в своем первом положении 20 переключения, причем приводимое транспортное средство находится в режиме движения наката, то, как уже описано со ссылкой на фиг.1, первый обратный клапан 27 открывается вследствие рабочего давления гидравлического насоса 2, в то время как второй обратный клапан 28 закрывается. Ввиду режима движения накатом и обусловленного этим действия гидравлического двигателя в качестве насоса возрастает давление во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя, а переключающий клапан 50 находится в показанном на фиг.2 положении. Поэтому на входе 49 клапана 45 управления действует повышенное давление второй магистральной линии 6b со стороны двигателя.

Одновременно посредством первого участка 51 измерительного трубопровода тормозного давления первая измерительная площадка 52 тормозного давления клапана 45 управления нагружается гидравлической силой в соответствии с давлением, имеющимся во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя, так что клапан 45 управления отклоняется из своего положения покоя в направлении первого положения 53 управления. В зависимости от гидравлической силы на первой измерительной площадке 52 тормозного давления, а также противоположно направленного усилия первой возвратной пружины 48 клапан 45 управления открывает постепенно соединение для протекания потока от входа 49 к первому выходу 46. Если клапан 45 управления достигает своего первого положения 53 управления, то соединение полностью открывается, так что к первой измерительной площадке 35 тормозного клапана 29 прикладывается давление второй магистральной линии 6b со стороны двигателя.

Клапан 45 управления вновь выполнен симметричным, так что при обратном направлении потока выполняет аналогичную функцию. Для этого на клапане 45 управления выполнена вторая измерительная площадка 52' тормозного давления, которая соединена с первой магистральной линией 6b со стороны двигателя через второй участок 51' измерительного трубопровода тормозного давления. Если при противоположном направлении потока давление в первой магистральной линии 5b со стороны двигателя превышает давление во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя, то вход 49 клапана 45 управления через переключающий клапан 50 соединяется с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя.

Функция и структура тормозного клапана 29 идентичны функции и структуре клапана торможения 29, показанного на фиг.1. Однако за счет применения клапана 45 управления можно влиять на давление торможения, приложенное к измерительным площадкам 35 и 35'. В частности, предпочтительным образом временная характеристика согласуется с соответствующими условиями использования транспортного средства и с самим транспортным средством.

Вместо тормозного клапана 29, как это описано в примерах выполнения по фиг.1 и фиг.2, в обоих примерах выполнения особенно предпочтительным образом может применяться также модифицированный тормозной клапан 129. Модифицированный тормозной клапан 129 представлен на фиг.2а. Если модифицированный тормозной клапан 129 находится в своем положении покоя, то первый отвод 31 связан со вторым отводом 31' с использованием дросселирования. За счет дросселируемого соединения улучшается стабильность регулирования системы.

Другая форма выполнения соответствующей изобретению системы регулирования представлена на гидравлической схеме, показанной на фиг.3. Предусмотренный в ней блок 60 тормозного клапана состоит по существу из первого тормозного клапана 61, а также второго тормозного клапана 61'. Последующее описание, относящееся только к первому тормозному клапану 61, аналогичным образом применимо ко второму тормозному клапану 61', причем для второго тормозного клапана 61' применяются соответствующие ссылочные позиции с апострофом.

Первый тормозной клапан 61 имеет первое подключение 62 и второе подключение 63, которые в положении покоя первого тормозного клапана 61 не имеют соединения для обеспечения возможности протекания потока. Первый тормозной клапан 61 удерживается пружиной 64 в положении покоя, пока к его первой измерительной площадке 65 или к его второй измерительной площадке 66 большей площади не приложено давление, которое отклоняет тормозной клапан 61 против усилия пружины 64 из его положения покоя в направлении конечного положения 67. Первая магистральная линия 5а со стороны насоса через первый обратный клапан 27, который размещен в его байпасном (обводном) трубопроводе 68, соединена с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя. Если клапан 4 направления движения находится в своем уже описанном первом положении 20 переключения, то гидравлический насос 2 создает давление в первой магистральной линии 5а со стороны насоса, причем давление через байпасный трубопровод 68 и открывающийся в направлении гидравлического двигателя 3 первый обратный клапан 27 передается в первую магистральную линию 5b со стороны двигателя.

Давление, действующее в первой магистральной линии 5а со стороны насоса, воздействует на вторую измерительную площадку 66', для чего вторая измерительная площадка 66' второго тормозного клапана 61' через третий трубопровод 39' отбора давления соединена с первой магистральной линией 5а со стороны двигателя. Действующее на вторую измерительную площадку 66' второго тормозного клапана 61' рабочее давление гидравлического насоса 2 отклоняет клапан против усилия пружины 64' из его положения покоя в направлении его конечного положения 67'.

В конечном положении 67' второго тормозного клапана 61' вторая магистральная линия 6b со стороны двигателя соединена со второй магистральной линией 6а со стороны насоса, и, несмотря на закрытый второй обратный клапан 28 байпасного трубопровода 68', возможен обратный поток подаваемого через гидравлический двигатель 3 рабочего тела в направлении объема 12 бака.

Если гидростатическая передача 1, ввиду процесса торможения, оказывается в режиме движения накатом, в котором гидравлический двигатель действует как насос, то давление в первой магистральной линии 5а со стороны насоса падает. В соответствии с этим происходит более сильное дросселирование за счет второго клапана 61' торможения, который против убывающей гидравлической силы, действующей на вторую измерительную площадку 66', переключается пружиной 64' в направлении своего положения покоя. Более сильное дросселирование одновременно обуславливает рост давления во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя. Возросшее давление во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя передается далее через участок 70' тормозного трубопровода на первую измерительную площадку 65' второго тормозного клапана 61'. Для этого участок 70' тормозного трубопровода через соединительный трубопровод 71 соединяется с трубопроводом 73' отбора, в котором размещен обратный клапан 72', открывающийся в направлении второго тормозного клапана 61'. Одновременное изменение приложенных к измерительным площадкам давлений применяется особенно предпочтительным образом, чтобы обеспечить плавное введение процесса торможения. Для этого друг с другом согласуются соотношения площадок и параметры противоположно действующих пружин у всех применяемых тормозных клапанов.

Действующая таким образом на первую измерительную площадку 65' второго тормозного клапана 61' гидравлическая сила отклоняет тормозной клапан 61' из его положения покоя в направлении конечного положения 67', так что между второй магистральной линией 6b со стороны двигателя и второй магистральной линией 6а со стороны насоса устанавливается дросселируемое соединение. Действующий как насос гидравлический двигатель 3 совершает работу в точке дросселирования, причем интенсивность дросселирования зависит от давления, существующего во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя. Слишком сильное нарастание давления во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя предотвращается, так как повышение давления обуславливает также повышение гидравлической силы на первой измерительной площадке 65' тормозного клапана 61', и вследствие этого поперечное сечение потока увеличивается.

На фиг.4 показан аналогичный пример выполнения, в котором предусмотрены первый тормозной клапан 61 и второй тормозной клапан 61'. Однако, в отличие от примера выполнения по фиг.3, здесь первые измерительные площадки 65 и 65' не соединены через обратный клапан с первой и соответственно второй магистральной линией 5b или 6b со стороны двигателя. Вместо этого первая измерительная площадка 65 через соединительный трубопровод 75 непосредственно соединена с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя, а первая измерительная площадка 65' второго тормозного клапана 61' через второй соединительный трубопровод 75' непосредственно соединена со второй магистральной линией 6b со стороны двигателя.

Гидравлическая схема для пятого примера выполнения соответствующей изобретению системы регулирования представлена на фиг.5. В этой форме выполнения блок 80 тормозного клапана содержит тормозной клапан 81. Тормозной клапан 81 содержит первое подключение 82, к которому подключена первая магистральная линия 5а со стороны насоса. Второе подключение 83 тормозного клапана 81 соединено с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя. Соответственно третье подключение 84 и четвертое подключение 85 соединены с второй магистральной линией 6а со стороны насоса и соответственно со второй магистральной линией 6b со стороны двигателя. Если тормозной клапан 81 находится в своем среднем положении 86, то подключения 82-85 не имеют соединения через тормозной клапан 81.

Если посредством гидравлического насоса 2 и клапана 4 направления движения нагружается давлением первая магистральная линия 5а со стороны насоса, то рабочее давление гидравлического насоса 2 через трубопровод 39 отбора давления передается далее на вторую измерительную площадку 87. Действующая там сила отклоняет тормозной клапан 81 против усилия пружины 88 сжатия в направлении первого конечного положения 89. В зависимости от результирующей силы пружины 88 сжатия и противоположно направленной гидравлической силы тормозной клапан 81 может занимать любое промежуточное положение. Как и в случае других тормозных клапанов в примерах выполнения по фиг.1-4 тем самым обеспечивается возможность непрерывного регулирования дросселирования.

В нормальной ситуации движения, например, когда первая магистральная линия 5а со стороны насоса нагружается давлением посредством гидравлического насоса 2, вновь как первая магистральная линия 5а со стороны насоса соединяется с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя, так и вторая магистральная линия 6b со стороны двигателя соединяется со второй магистральной линией 6а со стороны насоса, причем ввиду силы, действующей на вторую измерительную площадку 87 большей площади, тормозной клапан 81 отклоняется в свое конечное положение 89, в котором дросселирование пренебрежимо мало.

Если теперь вновь за счет действия гидравлического двигателя 3 в качестве насоса происходит реверсирование давления в магистральных линиях, то давление, действующее на вторую измерительную площадку 87, уменьшается, а давление, действующее на первую измерительную площадку 90, увеличивается. Первая измерительная площадка 90 соединяется при этом через соединительный трубопровод 91 со второй магистральной линией 6b со стороны двигателя. Приложенная к первой измерительной площадке 90 гидравлическая сила действует против пружины 92 сжатия и регулирует тормозной клапан 81 в направлении его второго конечного положения 93.

Во втором конечном положении тормозного клапана 81 таким же образом первая магистральная линия 5b со стороны двигателя соединяется с первой магистральной линией 5а со стороны насоса, а вторая магистральная линия 6b со стороны двигателя соединяется со второй магистральной линией 6а со стороны насоса. Ввиду соотношения площадей второй измерительной площадки 87 и первой измерительной площадки 90 отклонение в направлении второго конечного положения 93 при реверсировании давления меньше, что обуславливает создание только дросселируемого соединения между второй магистральной линией 6b со стороны двигателя и второй магистральной линией 6а со стороны насоса, которое обеспечивает желаемое тормозное действие.

Для создания тормозного действия при изменении направления потока в гидравлическом контуре предусмотрена меньшая измерительная площадка 94, которая ориентирована аналогично второй измерительной площадке 87 и которая через другой соединительный трубопровод 95 соединена с первой магистральной линией 5b со стороны двигателя. Чтобы тормозной клапан 81 передвинуть в направлении его второго конечного положения 93, когда гидравлический насос 2 создает давление в первой магистральной линии 6а со стороны насоса, предусмотрена третья измерительная площадка 96, на которую через второй трубопровод 39' отбора давления действует давление рабочего тела из второй магистральной линией 6а со стороны насоса.

На фиг.5а вновь показан модифицированный тормозной клапан 181, который в примере выполнения по фиг.5 может использоваться вместо тормозного клапана 81. В случае модифицированного тормозного клапана 181 второе подключение 83 и четвертое подключение 85 в положении покоя тормозного клапана 181 связаны между собой посредством дросселирования. Дросселированное соединение обуславливает при этом улучшение стабильности регулирования.

Изобретение включает в себя также возможные комбинации гидравлических схем, показанных в отдельных примерах выполнения на фиг.1-5. В особенности для всех примеров выполнения блока тормозного клапана возможным является нагружение соответственно меньших измерительных площадок через клапан управления. Поток рабочего тела, возвращаемый в объем 12 бака, предпочтительно направляется через не показанный на чертежах охладитель, который даже при большой мощности торможения обеспечивает то, что рабочее тело не нагреется до критической температуры. Не показанный на чертежах привод гидравлического насоса 2 осуществляется через приводной вал 2' посредством непоказанного приводного двигателя. С приводным валом 3' гидравлического двигателя 3 может, например, соединяться дополнительно включенная механическая передача приводимого транспортного средства.

Показанный на фиг.6 пример выполнения основывается на уже описанном подробно примере выполнения по фиг.2. Чтобы в отношении устанавливаемой мощности торможения достичь повышенной гибкости, вход 49 клапана 45 управления теперь не соединяется непосредственно с переключающим клапаном 50. Вместо этого между переключающим клапаном 50 и входом 49 клапана 45 управления размещен клапан 120 управления давлением торможения.

Клапан 120 управления давлением торможения представляет собой 3/2-ходовой клапан. В направлении его первого конечного положения на измерительную площадку 121 клапана 120 управления давлением торможения действует гидравлическая сила. Измерительная площадка 121 клапана 120 управления давлением торможения через измерительный трубопровод 122 соединена с выходом 123 переключающего клапана 50. Кроме того, первый вход 124 клапана 120 управления давлением торможения также соединен с выходом 123 переключающего клапана 50. Второй вход 125 связан с объемом 12 бака.

Клапан 120 управления давлением торможения также имеет выход 126, который связан со входом 49 клапана 45 управления. В зависимости от сил, действующих на клапан 120 управления давлением торможения, при равновесии сил устанавливается положение управления клапана 120 управления давлением торможения. При этом клапан 120 управления давлением торможения может занимать любые положения между первым конечным положением, в котором первый вход 124 связан с выходом 126, и вторым конечным положением, в котором второй вход 125 связан с выходом 126. В то время как на измерительную площадку 121 клапана 120 управления давлением торможения всегда действует гидравлическая сила, которая пропорциональна более высокому из давлений, действующих в первой магистральной линии 5b со стороны двигателя и соответственно во второй магистральной линии 6b со стороны двигателя, может регулироваться сила, действующая в противоположном направлении на клапан 120 управления давлением торможения. Тем самым давление, действующее на вход 49 клапана 45 управления, может плавно регулироваться между давлением в объеме 12 бака и большим из давлений, действующих в магистральных линиях 5b и 6b со стороны двигателя.

Клапан 120 управления давлением торможения нагружается посредством гидравлической силы, приложенной к измерительной площадке 121 клапана 120 управления давлением торможения, таким образом, что выход 126 в возрастающей степени связывается с первым входом 124. В простейшем случае в противоположном направлении действует сила установочной пружины 127. Если же давление, действующее на входе 49 клапана 45 управления, должно особенно гибко регулироваться в процессе работы, то сила, направленная противоположно гидравлической силе на измерительной площадке 121 клапана 120 управления давлением торможения, должна вырабатываться либо гидравлически на второй измерительной площадке 128 клапана 120 управления давлением торможения, либо электрически, например, посредством пропорционального магнита 131.

Посредством клапана 120 управления давлением торможения давление, приложенное на входе 49 клапана 45 управления, снижается по сравнению со случаем непосредственного соединения входа 49 с переключающим клапаном 50. За счет этого снижения давления также снижается сила, действующая на первой измерительной площадке 35 или на четвертой измерительной площадке 35'. Снижение силы, действующей на измерительные площадки 35 и 35', приводит к повышению мощности торможения, поскольку, как это уже было пояснено для примеров выполнения со ссылками на фиг.1 или фиг.2, при повышении давления на первой измерительной площадке 35 или на четвертой измерительной площадке 35' тормозного клапана 29 дросселирующее действие тормозного клапана 29 снижается и наоборот.

Посредством клапана 120 управления давлением торможения можно также повысить мощность торможения за счет того, что либо ко второй измерительной площадке 128, либо к пропорциональному магниту 131 посредством соответствующей сигнальной линии 130 подается либо соответствующее управляющее давление, либо электрический управляющий сигнал. Это управляющее давление или управляющий сигнал могут зависеть, например, от приведения в действие непоказанной тормозной педали или от наклона, определенного датчиком наклона. При применении датчика наклона клапан 120 управления давлением торможения устанавливается предпочтительно посредством пропорционального магнита 131 с помощью электрического сигнала, выработанного датчиком наклона.

Еще одна возможность применения следует из использования двухступенчатой передачи. При этом может, например, использоваться управляющее давление, применяемое в процессе переключения для переключения ступени передачи, чтобы посредством клапана 120 управления давлением торможения выработать подходящее давление торможения.

Преимущество примера выполнения по фиг.6 заключается в возможности плавного варьирования мощности торможения и учет при этом любой ситуации движения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система регулирования гидростатической передачи в разомкнутом цикле, содержащей гидравлический насос (2), который предназначен для подачи рабочего тела в первую магистральную линию (5а) со стороны насоса или во вторую магистральную линию (6а) со стороны насоса, и гидравлический двигатель (3), который соединен с первой магистральной линией (5b) со стороны двигателя и второй магистральной линией (5b) со стороны двигателя (6b), и содержащая блок (19, 19', 60, 60', 80) тормозного клапана, посредством которого первая магистральная линия (5а) со стороны насоса имеет возможность соединения с первой магистральной линией (5b) со стороны двигателя, а вторая магистральная линия (6а) со стороны насоса со второй магистральной линией (6b) со стороны двигателя, отличающаяся тем, что посредством блока (19, 19', 60, 60', 80) тормозного клапана расположенная ниже по потоку гидравлического двигателя (3) первая магистральная линия (5b) со стороны двигателя или вторая магистральная линия (6b) со стороны двигателя в зависимости от действующего в ней давления имеет возможность соединения посредством дросселирования с объемом (12) бака.

2. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что блок (19, 19', 60, 60', 80) тормозного клапана содержит тормозной клапан (29, 61, 61', 81) с первой измерительной площадкой (35, 65, 90), и тормозной клапан (29, 61, 61', 81) на первой измерительной площадке (35, 65, 90) нагружен противоположно усилию пружины давлением торможения, которое зависит от давления, действующего в расположенной ниже по потоку гидравлического двигателя (3) первой магистральной линии (5b) со стороны двигателя или второй магистральной линии (6b) со стороны двигателя.

3. Система регулирования по п.2, отличающаяся тем, что для создания давления торможения предусмотрен клапан (45) управления, который со стороны выхода связан с первой измерительной площадкой (35) тормозного клапана (29).

4. Система регулирования по п.3, отличающаяся тем, что клапан (45) управления со стороны входа через переключающий клапан (50) связан с первой магистральной линией (5b) со стороны двигателя или второй магистральной линией (6b) со стороны двигателя.

5. Система регулирования по п.3 или 4, отличающаяся тем, что клапан (45) управления для управления давлением торможения нагружен давлением, которое действует в расположенной ниже по потоку гидравлического двигателя (3) первой магистральной линии (5b) со стороны двигателя или второй магистральной линии (6b) со стороны двигателя.

6. Система регулирования по п.2, отличающаяся тем, что тормозной клапан (29, 61, 61') имеет вторую измерительную площадку (38, 66, 66'), которая действует на тормозной клапан (29, 61,61') одинаково по направлению с первой измерительной площадкой (35, 65, 65'), и которая нагружается гидростатической силой из расположенной выше по потоку гидравлического двигателя (3) первой магистральной линии (5а) со стороны насоса или второй магистральной линии (6а) со стороны насоса.

7. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что гидравлический насос имеет возможность соединения с первой магистральной линией (5а) со стороны насоса или второй магистральной линией (6а) со стороны насоса через клапан (4) направления движения.

8. Система регулирования по п.7, отличающаяся тем, что для режима работы гидростатической передачи (1) с переменным направлением потока блок (19, 19', 60, 60', 80) тормозного клапана выполнен симметричным.

9. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что блок (60, 60') тормозного клапана содержит первый тормозной клапан (61) и второй тормозной клапан (61'), причем посредством первого тормозного клапана (61) первая магистральная линия (5а) со стороны насоса имеет возможность соединения с первой магистральной линией (5b) со стороны двигателя, а посредством второго тормозного клапана (61') вторая магистральная линия (6а) со стороны насоса - со второй магистральной линией (6b) со стороны двигателя с дросселированием в зависимости от давления, действующего в расположенной ниже по потоку гидравлического двигателя (3) первой магистральной линии (5b) со стороны двигателя или второй магистральной линии (6b) со стороны двигателя.

10. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что первая магистральная линия (5а) со стороны насоса и первая магистральная линия (6а) со стороны двигателя и/или вторая магистральная линия (6а) со стороны насоса и вторая магистральная линия (6b) со стороны двигателя соответственно соединены между собой посредством обратного клапана (27, 28), открывающегося в направлении гидравлического двигателя (3).

11. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что первая магистральная линия (5а) со стороны насоса и первая магистральная линия (6а) со стороны двигателя и соответственно вторая магистральная линия (6а) со стороны насоса и вторая магистральная линия (6b) со стороны двигателя соединены между собой посредством тормозного клапана (81).

12. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что в положении покоя блока (19, 19', 60, 60', 80) тормозного клапана канал потока из первой магистральной линии (5b) со стороны двигателя в направлении первой магистральной линии (5а) со стороны насоса и соответственно из второй магистральной линии (6b) со стороны двигателя в направлении второй магистральной линии (6а) со стороны насоса прерван.

13. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что в положении покоя блока (19, 19', 80) тормозного клапана первая магистральная линия (5b) со стороны двигателя соединена с дросселированием со второй магистральной линией (6b) со стороны двигателя.

14. Система регулирования по п.7, отличающаяся тем, что соединение с объемом (12) бака осуществляется через клапан (4) направления движения.

15. Система регулирования по п.14, отличающаяся тем, что клапан (4) направления движения имеет положение покоя, в котором первая магистральная линия (5а) со стороны насоса и вторая магистральная линия (6а) со стороны насоса соединены с объемом (12) бака.

16. Система регулирования по п.3 или 4, отличающаяся тем, что давление, приложенное к клапану (45) управления со стороны входа, имеет возможность регулирования посредством клапана (12) управления давлением торможения.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2324091

patent-2324091.pdf




Наверх