Секційний розподільник гідросистеми

Изобретение относится к области гидропривода и может быть использовано в мобильных машинах при необходимости питания от одного источника нескольких потребителей, работающих во взаимно независимых и регулируемых скоростных режимах, например, в гидросистемах тракторов или экскаваторов. Известен секционный распределитель гидросистемы, каждая секция которого содержит корпус, имеющий первую и вторую перемычки, нагнетательную, первую и вторую силовые, первую и вторую управляющие, первую и вторую сливные расточки, каждая из которых имеет левый и правый торец, распределительный золотник, имеющий основной и два рабочих пояска, каждый из которых имеет левую и правые крышки, первые и вторую рабочие, первую и вторую сливные проточки, каждая из которых имеет левую и правую кромки, управляющую линию, связанную с регулятором насоса или переливным клапаном, две силовые линии, связывающие первую и вторую расточки с гидродвигателем, нагнетательную линию, связанную с насосом, в которую последовательно включены золотник регулятора потока и регулируемый дроссель, выход которого связан с нагнетательной расточкой, сливную линию, связывающую сливные расточки с баком, а также первый логический клапан и второй логический клапан, выход которого связан с управляющей линией, один из входов - с выходом первого логического клапана, а второй вход - с выходом первого логического клапана соседней секции /см. "Развитие конструкций тракторных гидросистем", серия "Тракторы и двигатели", выпуск 13,М,. ЦДНИТЭИ тракторосельхозмаш. 1983., с. 23, рис. 5а,б./. Секционный распределитель обеспечивает работу нескольких потребителей во взаимноезависимых регулируемых скоростных режимах, причем управление осуществляется с чувствительностью к нагрузке. Недостатком известного секционного распределителя является то, что управляющие.расточки в корпусе расположены между соответствующими сливными и силовыми расточками. Для обеспечения функционирования распределителя такой конструкции требуется выполнять управляющие расточки в осевом направлении соизмеримыми со сливными и силовыми расточками. Это ведет к завышенному условному проходу управляющих расточек и соответственно к увеличению длины распределительного золотника и к росту габарита последнего. Ввиду того, что герметизация полостей гидродвигателя такого распределителя при нейтральном положении распределительного золотника осуществляется за счет распределительного золотника, значительная его длина создает большие технологические трудности при его изготовлении. В основу изобретения поставлена задача снижения габаритов распределителя, расширения его функциональных возможностей путем дополнительной установки гидрозамков и повышения герметичности распределителя, что обеспечит его надежность и экономлю рабочей жидкости. Поставленная задача решается тем, что в секционном распределителе гидросистемы, каждая секция которого содержит корпус, имеющий первую и вторую перемычки, нагнетательную, первую и вторую силовые, первую и вторую управляющие, первую и вторую сливные расточки, каждая из которых имеет левый и правый торец, распределительный золотник, имеющий основной и два рабочих пояска, каждый из которых имеет левую и правые крышки, первую и вторую рабочие, первую и вторую сливные проточки, каждая из которых имеет левую и правую кромки, управляющую линию, связанную с регулятором насоса или переливным клапаном, две силовые линии, связывающие первую и вторую расточки с гидродвигателем, нагнетательную линию, связанную с насосом, в которую последовательно включены золотник регулятора потока и регулируемый дроссель, выход которого связен с нагнетательной расточкой, сливную линию, связывающую сливные расточки с баком, а также первый логический клапан и второй логический клапан, выход которого связей с управляющей линией, один из выходов - с выходом первого логического клапана, а второй вход - с выходом первого логического клапана соседней секции, между правым торцом первой силовой расточки и левым торцом нагнетательной расточки выполнен первый радиальный канал, выходящий на первую перемычку и связанный с первой управляющей расточкой, между правым торцом нагнетательной расточки и левым торцом силовой расточки выполнен второй радиальный канал, выходящий на вторую перемычку и связанный со второй управляющей расточкой, первый логический клапан выполнен в виде подприжиненного трехпозиционного четырехлинейного клапана, имеющего управляющие полости, которые связаны соответственно с первой и второй управляющими расточками, параллельно золотнику регулятора потока и регулируемому дросселю установлен дроссель малой проводимости, в первую или вторую силовую линии установлен гидрозамок с полостью управления, управляющая расточка, первая или вторая, связана с последней, первая управляющая расточка расположена слева от первой сливной расточки, вторая управляющая расточка расположена справа от второй сливной расточки, причем расстояние между левым торцом второй силовой расточки и левым торцом второй управляющей расточки меньше расстояния между правой кромкой основного пояска и правой кромкой второй сливной проточки, а расстояние между правым торцом первой силовой расточки и правым торцом первой управляющей расточки меньше расстояния между левой кромкой основного пояска и левой кромкой первой сливной проточки, длина основного пояска равна расстоянию между правым торцом первой силовой расточки и левым торцом второй силовой расточки, длина первой рабочей проточки больше расстояния между осями радиальных каналов на величину диаметра радиальных каналов, но меньше расстояния между правым торцом первой силовой расточки и левым торцом второй силовой расточки. В связи с тем, что в секционном распределителе гидросистемы между правым торцом первой силовой расточки и левым торцом нагнетательной расточки выполнен первый радиальный канал, выходящий на первую перемычку и связанный с первой управляющей расточкой, между правым торцом нагнетательной расточки и левым торцом второй силовой расточки выполнен второй радиальный канал, выходящий на вторую перемычку и связанный со второй управляющей расточкой, первый логический клапан выполнен в виде подпружиненного трехнозиционного четырехлинейного клапана, имеющего управляющие полости, которые связаны соответственно с первой и второй управляющими расточками, параллельно золотнику регулятора потока и регулируемому дросселю установлен дроссель малой проводимости, в первую или вторую силовую линию установлен гидрозамок с полостью управления, связанной со второй или первой управляющей расточкой, первая управляющая расточка расположена слева от первой сливной расточки, вторая управляющая расточка расположена справа от второй сливной расточки, причем расстояние между левым торцом второй силовой расточки и левым торцом второй управляющей расточки меньше расстояния между правой кромкой основного пояска и правой кромкой второй сливной проточки, з расстояние между правым торцом первой силовой расточки и правым торцом первой управляющей расточки меньше расстояния между левой кромкой основного пояска и левой кромкой первой сливной проточки, длина первой сливной проточки больше расстояния между правым торцом первой управляющей расточки и левым торцом первой сливной расточки, но меньше расстояния между правым торцом первой управляющей расточки и правым торцом первой сливной расточки, длина второй сливной проточки больше расстояния между левым торцом второй управляющей расточки и правым торцом второй сливной расточки, но меньше расстояния между левым торцом второй управляющей расточки и левым торцом второй сливной расточки, длина основного пояска равна расстоянию между правым торцом первой силовой расточки и левым торцом второй силовой расточки, длина первой рабочей проточки больше расстояния между осями радиальных каналов на величину диаметра радиальных каналов, но меньше расстояния между правым торцом первой силовой расточки и левым торцом второй силовой расточки обеспечивается снижение габаритов распределителя, расширение его функциональных возможностей, повышение герметичности распределителя, что ведет к повышению надежности последнего и экономии рабочей жидкости. На фиг.1 изображена гидравлическая схема системы, включающей секционный распределитель; на фиг.2 изображена секция распределителя при нейтральном положении распределительного золотника; на фиг.3 - секция распределителя при одном из рабочих положений распределительного золотника; на фиг.4 секция при плавающем положении распределительного золотника. Гидравлическая схема содержит насос 1 переменного рабочего объема с регулятором 2, имеющим пружину 3, две секции 4 и 5 распределителя с гидрозамками 6 и 7 и два гидродвигателя 8 и 9. Секционный распределитель имеет линию нагнетания 10, сливную линию 11 и управляющую линию 12. К линии нагнетания 10, в каждой из секций, подключены последовательно золотники регуляторов потока13 и 14, регулируемые дроссели 15 и 16, распределительные золотники 17 и 18. Первый силовне линии 19 и 20 связывают распределительные золотники 17 и 18 с гидродвигателями 8 и 9, которые связаны с распределителями золотниками 17 и 18 вторыми силовыми линиями 21 и 22 через гидрозамки 6 и.7. Управлявляющие полости гидрозамков 6 и 7 связаны с распределительными золотниками 17 и 18 линиями 23 и 24. Первые логические клапаны 25 и 26 имеют пружины 27, 28, 29 и 30 и связаны линиями 31, 32, 33 и 34 соответственно с распределительными золотниками 17 и 18. Линии 35 и 36 связывают выходы первых логических клапанов 25 и 26 со вторым логическим клапаном 37, выход которого связан с управляющей линией 12. Линия 35 связана с золотником регулятора потока 13, имеющим пружину 38, а линия 36 -. с золотником регулятора потока 14, имеющим дружину 39. Параллельно золотнику 13 установлен дроссель 40. В корпусе каждой секции распределителя /фиг.2/ выполнены нагнетательная расточка 42, первая 43 и вторая 44 силовые расточки, первая 45 и вторая 46 сливные расточки, а также первая 47 и вторая 48 управляющие расточки. Распределительный золотник 17 имеет основной поясок 49, первый рабочий 50 и второй рабочий 51 пояски, первую рабочую 52 и вторую рабочую 53 проточки, первую сливную 54 и вторую сливную 55 проточки. В корпусе распределителя имеются также правый торец 56 первой управляющей проточки 47 /фиг.3/, левый 57 и правый 58 торцы первой сливной расточки 45, правый .- 59 торец первой силовой расточки 43, левый 60 и правый 61 торцы нагнетательной расточки 43, левый торец 62 второй силовой расточки 44, левый 63 и правый 64 торцы второй сливной расточки 46, левый торец 65 второй управляющей расточки 48. Распределительный золотник 17 /фиг.4/ имеет левую кромку 66 первой сливной проточки 54, а также правую кромку 67 второй сливной проточки 55. Первый рабочий поясок 50 имеет левую 68 и правую 69 кромки, второй рабочий поясок 51 имеет левую 70 и правую 71 кромки, а основной поясок 49 имеет левую 72 и правую 73 кромки. Кроме этого в корпусе имеются перемычки 74 и 75, на которые выходят радиальные каналы 76 и 77, связанные соответственно с линиями 32 и 31. Гидросистема с предложенным секционным распределителем работает следующим образом. При положении распределительных золотников 17 и 18 в позиции "нейтральная" силовые линии 19, 20, 21 и 22 отсоединяются от насоса 1 и рабочая жидкость к гидродвигателям 8 и 9 не поступает. Линии управления 12 через логические клапаны 25, 26 и 37 связываются со сливом, при этом в нагнетательную линию 10 насос 1 будет подавить рабочую жидкость под мадам давлением, определяемым пружиной 3 регулятора 2. Причем величина расхода насоса 1 будет соответствовать величине утечек в гидросистеме. При перемещении распределительного золотника 18 в одно из рабочих положений, например, в крайнее правое, рабочая жидкость от насоса 1 через золотник регулятора потока 14, регулируемый дроссель 16, распределительный золотник 18 и гидрозамок 7 будет поступать к гидродвигателю 9. При этом на выходе в гидродвигателе 9 будет создаваться давление Р, величина которого будет определяться величиной нагрузки на штоке данного гидродвигателя. Слив рабочей жидкости из гидродвигателя 9 будет осуществляться по линии 20 через распределительный золотник 18 и линию. 11. Рабочая жидкость под давлением пропорциональным величине нагрузки t будет поступать также по линии 33 к логическому клапану 26 и через него и линию 36, управляющую линию 12 к регулятору 2 насоса 1. При этом давление Рн рабочей жидкости в линии нагнетания 10 будет возрастать до тех пор, пока давление Р t не превысит по величине значение достаточное для приведения в движение гидродвигателя 9, преодолевающего нагрузку t. Величина расхода рабочей жидкости, поступающей от насоса 1 к гидродвигателю 9 будет определяться перепадом давления РН – Р1, поддерживаемым постоянным регулятором 2 на золотнике регулятора 14, регулируемом дросселе 16 и рабочем окне распределительного золотника 18, а также эквивалентной проводимостью золотника регулятора 14, регулируемого дросселя 16 и рабочего окна распределительного золотника 18. Поскольку на золотник регулятора 14 подается перепад давления Р q1 – P1 t/ в первоначальный момент времени шток гидродвигателя 8 будет неподвижным. Давление РН при этом /пропорциональное нагрузке t/ через золотник регулятора потока 13, регулируемый дроссель 15, распределительный золотник 17, логические клапаны 25 и 37 поступит в управляющую линию 12., что приведет к росту давления РР, а следовательно к движению регулятора 2 справа налево с последующим ростом давления РН, на выходе насоса 1. Рост давления РН будет продолжаться до тех пор, кока не придет в движение шток гидродвигателя 8. При этом на золотнике 13, регулируемом дросселе 15 и распределителе 17 появится перепад давления РН – Р2, который в данном случае будет воздействовать на регулятор 2 /РН – РР = РН – Р2, так как в данном случае Р2 = РР/ и будет поддерживаться этим регулятором постоянным РН – РР = РН – Р2 = const, что обеспечит возможность поддержания на постоянном уровне величины потока рабочей жидкости, поступающей от насоса 1 к гидродвигателю 8. Изменяя проводимость рабочих окон регулируемого дросселя 15 или распределительного золотника 17, можно регулировать величину потока поступающего к гидродвигателю 8, а следовательно, и скорость движения его штока. Поскольку давление PН в данном случае будет определяться величиной нагрузки Т, то перепады давления РН – Р1 и Рq1 – Р1, возрастут, что приведет к перемещению золотника 14 в одно из рабочих положений, при котором он будет оказывать дополнительное сопротивление потоку рабочей жидкости, поступающей к гидродвигателю 9, и поддерживать перепад давления Ρ q1 – Ρ1, на рабочих окнах дросселя 16 и распределительного золотника 18 постоянным. Изменяя проводимость рабочих окон регулируемого дросселя 16 или распределительного золотника 18, можно регулировать поток рабочей жидкости, поступающей от насоса 1 к гидродвигателю 9. Секция 4 распределителя при нейтральном положении распределительного золотника 17 показана на фиг.2. Вследствие того, что длина основного пояска 49 равна расстоянию между правым торцом 59 первой силовой расточки 43 и левым торцом 62 второй силовой расточки 44, нагнетательная расточка 42, связанная с линией 10, изолирована основным пояскам 49 от силовых расточек 43 и 44, при этом рабочая жидкость от насоса 1 к гидродвигателю 8 поступать не будет. Радиальные каналы 76 и 77, выходящие на перемычки 74 и 75, также изолированы от нагнетательной расточки 42. Силовые расточки 43 и 44 и связанные с ними силовые линии 19 и 21 изолированы также и от сливных расточек 45 и 46’, а следовательно, от связанной с ними сливной линии 11. Таким образом, силовые линии 19 и 21 изолированы как от линии нагнетания 10, так и от линии слива 11. Полости гидродвигателя 8 будут замкнуты и шток гидродвигателя 8 будет находиться в фиксированном положении. Вследствие того, что расстояние между левым 62 /правым 59/ торцом второй 44 /первой 43/ силовой расточки и левым 65 /правым 56/ торцом второй 48 /первой 47/ управляющей расточки меньше расстояния между правой 73 /левой 72/ кромкой основного пояска 49 и правой 67 /левой 66/ кромкой второй 55 /первой 54/ сливной проточки, а длина первой 54 /второй 55/ сливной проточки больше расстояния между правым 56 /левым 65/ торцом первой 47 /второй 48/ управляющей расточки и левым 57 /правым 64/ торцом первой 45 /второй 46/ сливной расточки, но меньше расстояния между правым 56 /левым 65/ торцом первой 47 / второй 48/ управляющей расточки и правым 58 /левым 63/ торцом первой 45 /второй 46/ сливной расточки, управляющие расточки 47 и 48 и связанные с ними линии 31 и 32 оказываются связанными со сливнмии.расточками 45 и 46, которые связаны со сливной линией 11. Давление рабочей жидкости в линиях 31 и 32 в данный момент равны сливному и между собой. Вследствии этого первый логический клапан 25 под воздействием пружин 27 и 28 будет занимать центральное положение, связывая линию /со сливом, что обеспечит разгрузку управляющей линии 12, связанной с регулятором насоса 2 /в случае отсутствия избыточного давления в линии 36/. В линии 23, связанной с линией 31, в данном случае будет находиться рабочая жидкость под давлением равным сливному, следовательно давление в линии 23 не будет создавать препятствия перемещению подвижной части гидрозамка 6. В случае, если шток гидродвигателя 8 находится под воздействием нагрузки Т /фиг.2/, то в правой полости гидродвигателя будет создаваться избыточное давление Р Т. Рабочая жидкость под давлением РТ поступит к гидрозамку 6 и закроет его, герметизируя тем самым силовую линию 21 и уменьшая утечки рабочий жидкости из правой полости гидродвигателя. На фиг.3 изображена секция распределителя при нахождении распределительного золотника 17 в одном из рабочих положений. Рабочая жидкость из нагнетательной расточки 42 поступает через рабочее окно, образованное правой кромкой 73 основного пояска 49 и правым торцом 61 нагнетательной расточки 42 поступает во вторую силовую расточку 44 и далее.к гидрозамку 6. При этом рабочая жидкость от насоса 1 оказывается изолированной от сливной расточки 46, вторая управляющая расточка 48 оказывается изолированной от сливной расточки 46 и рабочая жидкость, поступающая в линию 32 через радиальный канал 77, направляется не в сливную расточку, а к первому логическому клапану 25. Первая же управляющая расточка 47 оказывается связанной со сливной расточкой 45. Следовательно в линиях 31 и 23, связанных с первой управляющей расточкой 47, будет поддерживаться давление равное сливному. Поскольку на логический клапан 25 слева, действует сливное давление, а справа действует давление P, то клапан 25 отсоединит линию 35 от сливной линии 11 и свяжет линию 35 с линией 32. В результате этого сигнал давления PР равный давлению P поступит через крапан 37 в линию 12 для управления регуляторам 2 насоса 1 /если при этом P2 > P1/. Рост давления Р2, вызванный работой насоса 1, вызовет рост давления РТ и при достижении давлением Р Т величины достаточной для преодоления нагрузку Т начнется движение штока гидродвигателя 8. Гидрозамок 6 при этом будет открыт и рабочая жидкость от насоса 1 поступает в гидродвигаталь 8. На гидрозамке 6 установится перепад давления Р2 – РТ, величина которого будет в основном определяться усилием пружины, этого гидрозамка. Слив рабочей жидкости из гидродвигателя 8 будет осуществляться по линии 19 через первую силовую расточку 43, сливную расточку 45 и сливную линию 11. При перемещении распределительного золотника 17 в правое рабочее положение /фиг.3/ рабочая жидкость от насоса 1 к гидродвигателю 8 будет поступать через золотник 13, регулируемый дроссель 15, нагнетательную расточку 42, силовую расточку 43, лиловую линию 19. Слив рабочей жидкости из гидродвигателя 8 будет осуществляться через линию 21, гидрозамок 6, вторую силовую расточку 44, вторую сливную расточку 46 и сливную линию 11. При этом рабочая жидкость под давлением пропорциональным величине нагрузки на гидродвигателе 8 поступает через радиальный канал 76 в линии 31 и 23. В линию 32 поступает рабочая жидкость из сливной линии 11 через сливную расточку 46 и управляющую расточку 48. Логический клапан 25 при этом перемещается в крайнее правое положение и рабочая жидкость под давлением P2 из линии 31 поступает в линию 35, а при условии Р2 > Р1, и в линию 12 для управления регулятором 2. Рабочая жидкость под давлением Р2, величина которого пропорциональна нагрузке Т, через линию 23 поступает к гидрозамку 6, обеспечивая его открытие, а следовательно, и беспрепятственный слив рабочей жидкости и гидродвигателя 8. На фиг.4 изображена секция распределителя при плавающем положении распределительного золотника 17. Вследствии того, что длина первой рабочей проточки 52 больше расстояния между осями радиальных каналов на величину диаметра радиальных каналов, но меньше расстояния между правым торцом 59 первой силовой расточки 43 и левым торцом 62 второй силовой расточки 44 силовые расточки 43 и 44 и, связанные с ними чарез линии 19 и 21, полости гидродвигателя 8 оказываются изолированными от нагнетательной расточки 42 и рабочая жидкость к гидродиигателю 8 от насоса 1 не поступает. В данном случае рабочая жидкость из нагнетательной расточки 42 может по радиальным каналам 76 и 77 поступать лишь в линии 31 и 32. Управляющие расточки 47 и 48 при этом оказываются изолированными от сливных расточек 45 и 46. Рабочая жидкость поступает из нагнетательной расточки 42 в линии 31 и 32 и к логическому клапану 25, создавая с обоих его торцов одинаковые условия, что позволяет клапану 25 занимать среднее положение и связывать линию 35 со сливом, изолируя ее вместе с тем от рабочей жидкости, подаваемой в нагнетательную расточку 42 через дроссель малой проводимости 40, проводимость которого следует выбирать как возможно меньшей с тем, чтобы поток рабочей жидкости проходящий через дроссель 40, по сравнению с потоком, проходящим через золотник 13 и регулируемый дроссель 15 при рабочих положениях распределительного золотника 17, был по возможности как можно меньше. Рабочая жидкость, поступающая в нагнетательную расточку 42 под давлением, которое создает насос 1, поступает через линию 23 в полость управления гидрозамка 6, открывая его. Это обеспечивает беспрепятственный слив рабочей жидкости из полости гидродвигателя. Рабочая жидкость к гидродвигателю 8 может поступать из линии слива 11 через первую сливную 45 и первую силовую 43 проточки, а также первую силовую линию 19. При этом шток гидродвигателя 8 может совершать движение под действием нагрузки в обеих направлениях, т.е. реализуется плавающий режим работы потребителя.