RU2087755C1

RU2087755C1 - Hydraulic distributor of hydraulic system of mobile machine

Info

Publication number: RU2087755C1
Application number: RU94044767/06A
Authority: RU
Inventors: В.Я. Воронин; А.С. Ельцов
Original assignee: Воронин Владимир Яковлевич
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU94044767A

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: hydraulic distributor had safety overflow section with an overflow valve, throttle-arrester of the flow in the control passageway and safety valve, working sections, each of which has housing with spaces of delivery, drain, consumers, and slide valve with grooves, radial and axial openings of the consumer flow, and device for connecting the control passageway to a consumer. The device is made so that the control passageway is interposed between the delivery space and the space of one of the consumers. The groove of the control passageway provided in the slide valve is coincident with the radial axial openings of the consumer flow. The groove of the control passageway in the slide valve is made so that its width is less than the diameter of the radial openings in the slide valve body. In addition the drain opening of the control valve may be interposed between the radial openings in the slide valve body. The supplying opening of the control passageway is coincident with the radial opening of the major flow in the slide valve. EFFECT: improved design. 3 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно, к мобильным сельскохозяйственным машинам, оборудованным гидросистемой. Кроме того, предлагаемое техническое решение может быть использовано и в других отраслях народного хозяйства, например, в подъемно-транспортных, дорожных и других мобильных машинах. The present invention relates to agricultural machinery, namely, to mobile agricultural machines equipped with a hydraulic system. In addition, the proposed technical solution can be used in other sectors of the economy, for example, in hoisting-and-transport, road and other mobile machines.

Известен гидрораспределитель, используемый преимущественно в гидросистемах тракторов и сельскохозяйственных машин, состоящий из предохранительно-переливного клапан и рабочих секций с механически управляемыми золотниками, обеспечивающими управление исполнительными гидродвигателями, гидроцилиндрами и гидромоторами [1, 2]
В данном гидрораспределителе напорная гидролиния, соединенная с насосом, подключена ко входу переливного клапана и подведена через каналы в корпусе к запертой напорной полости каждого из золотников. В переливном клапане имеется канал управления с дозирующим дросселем, формирующим поток управления, проходящий через проточки на золотниках при среднем их положении на слив. Канал управления после дозирующего дросселя подключен к надклапанной полости подпружиненного переливного клапана и входу предохранительного клапана.Known hydraulic control valve, used mainly in hydraulic systems of tractors and agricultural machines, consisting of a safety-overflow valve and working sections with mechanically controlled spools that control executive hydraulic motors, hydraulic cylinders and hydraulic motors [1, 2]
In this valve, the pressure line connected to the pump is connected to the inlet of the overflow valve and connected through the channels in the housing to the closed pressure cavity of each of the spools. The overflow valve has a control channel with a metering throttle that forms a control flow passing through the grooves on the spools with their average discharge position. The control channel after the metering throttle is connected to the supravalvular cavity of the spring-loaded overflow valve and the inlet of the safety valve.

Недостатком данного гидрораспределителя являются большие потери и нагрев рабочей жидкости при необходимости регулирования потока на потребителях-исполнительных гидродвигателях за счет дросселирования на кромках золотника, сопровождаемого работой насоса под давлением настройки предохранительного клапана, при перекрытии золотника канала управления от слива. The disadvantage of this valve is the large losses and heating of the working fluid when flow control is necessary on the consumer-actuating hydraulic motors due to throttling on the spool edges, accompanied by the pump operation under pressure setting the safety valve, when the control channel spool is blocked from draining.

Известен другой гидрораспределитель, входящий в состав гидросистемы сельскохозяйственного комбайна. Известный гидрораспределитель содержит предохранительно-переливную секцию с переливным клапаном, дросселем-ограничителем потока в канале управления и предохранительным клапаном, рабочие секции, каждая из которых содержит корпус с полостями напора, слива, потребителей, и золотник с проточками, радиальными и осевыми отверстиями потока потребителей и устройством подключения потока управления к линиям потребителя [3]
Известная система выгодно отличается от предыдущей, т.к. она работает при давлении ниже давления настройки предохранительного клапана даже в том случае, когда поток рабочей жидкости к потребителю минимален. Однако гидрораспределитель в известной системе имеет сложную конструкцию и повышенную металлоемкость из-за выполнения применяемого устройства подключения канала управления к линиям потребителей на основе использования гидрозамков с гидравлически управляемым плунжером.Known for another control valve, which is part of the hydraulic system of an agricultural combine. The known valve comprises a safety overflow section with an overflow valve, a flow restriction throttle in the control channel and a safety valve, working sections each of which contains a housing with pressure, drain, consumer cavities and a spool with grooves, radial and axial openings of the consumer flow and a device for connecting a control flow to consumer lines [3]
The known system compares favorably with the previous one, because it operates at a pressure lower than the pressure setting of the safety valve, even when the flow of working fluid to the consumer is minimal. However, the control valve in the known system has a complex structure and increased metal consumption due to the implementation of the applied device for connecting the control channel to consumer lines based on the use of hydraulic locks with a hydraulically controlled plunger.

Следует указать, что в материалах авторского свидетельства N 1561879, взятого авторами за прототип, не указано, что золотник гидрораспределителя снабжен осевыми и радиальными отверстиями, так как это не требуется для понимания работы устройства по упомянутому авторскому свидетельству. Выполнение золотника с осевыми и радиальными отверстиями широко известно (см. например, Каталог "Гидравлическое оборудование тракторов и сельскохозяйственных машин", часть 1, ЦНИИТЭИавтосельхозмаш, М. 1989, с. 105). It should be noted that the materials of copyright certificate N 1561879, taken by the authors as a prototype, do not indicate that the valve spool is equipped with axial and radial holes, since this is not required to understand the operation of the device according to the mentioned copyright certificate. The execution of the spool with axial and radial holes is widely known (see, for example, the catalog "Hydraulic equipment of tractors and agricultural machines", part 1, TSNIITEIavtoselkhozmash, M. 1989, p. 105).

В соответствии с этим для правильного понимания работы предлагаемого устройства авторы обращаются к указанным признакам и вводят их в материалы описания и формулы. In accordance with this, for a correct understanding of the operation of the proposed device, the authors turn to the indicated features and introduce them into the materials of description and formulas.

Задача предлагаемого изобретения уменьшение металлоемкости и упрощение конструкции гидрораспределителя, входящего в гидросистему мобильной машины. The objective of the invention is to reduce the metal consumption and simplify the design of the control valve included in the hydraulic system of a mobile machine.

Для достижения указанного технического результата в гидрораспределителе мобильной машины, содержащем предохранительно-переливную секцию с переливным клапаном, дросселем-ограничителем потока в канале управления и предохранительный клапан, рабочие секции, каждая из которых содержит корпус с полостями напора, слива, потребителей и золотник с проточками потока потребителей и радиальными и осевыми отверстиями потока потребителей канала управления с устройством подключения канала управления к потребителю, устройство подключения выполнено так, что канал управления расположен между полостями напора и одного из потребителей, при этом, проточка канала управления в золотнике совмещена с радиальными отверстиями потока потребителей. To achieve the specified technical result in the hydraulic distributor of a mobile machine, which contains a safety-overflow section with an overflow valve, a flow restriction throttle in the control channel and a safety valve, working sections, each of which contains a housing with pressure, drain, consumers and a spool with flow channels consumers and radial and axial openings of the flow of consumers of the control channel with the device connecting the control channel to the consumer, the connection device is made It is stated that the control channel is located between the pressure cavities and one of the consumers, and the groove of the control channel in the spool is aligned with the radial openings of the consumer flow.

Проточка канала управления на золотнике выполнена так, что ее ширина меньше диаметра радиальных отверстий в теле золотника. The groove of the control channel on the spool is made so that its width is less than the diameter of the radial holes in the body of the spool.

Отверстие слива канала управления в корпусе расположено между радиальными отверстиями потока потребителей, выполненными в теле золотника, а отверстие подвода канала управления совпадает с радиальным отверстием потока потребителей в золотнике. The drain hole of the control channel in the housing is located between the radial holes of the consumer flow made in the body of the spool, and the hole for supplying the control channel coincides with the radial hole of the consumer flow in the spool.

На фиг. 1 показан гидрораспределитель, включенный в гидросистему мобильной машины; на фиг. 2 разрез гидрораспределителя по линии C-C; на фиг. 3 гидравлическая схема гидрораспределителя; на фиг. 4 гидрораспределитель при крайнем левом положении золотника; на фиг. 5 гидрораспределитель при крайнем правом положении золотника. Буквами P и T-обозначены гидролинии напора и слива, буквами A и B-гидролинии потребителей, буквой X-линия канала управления. In FIG. 1 shows a control valve included in the hydraulic system of a mobile machine; in FIG. 2 section of the valve along the line C-C; in FIG. 3 hydraulic diagram of the control valve; in FIG. 4 directional control valve in the extreme left position of the spool; in FIG. 5 directional control valve in the extreme right position of the spool. The letters P and T are the pressure and discharge hydraulic lines, the letters A and B are the consumer hydraulic lines, and the letter X is the control channel line.

Гидрораспределитель (фиг. 1) содержит предохранительно-переливную секцию 1, в состав которой входят переливной клапан 2, дроссель-ограничитель 3, и предохранительный клапан 4. Рабочая секция гидрораспределителя содержит корпус 5, имеющий полость напора 6, полости слива 7 и 8 и полости потребителей 9 и 10. Золотник 11 имеет проточки 12, 13, 14 и проточку 15 канала управления. Указанные проточки потока потребителей снабжены фасками на бобышках золотника, которые обеспечивают плавное изменение сечения соответствующих каналов при перемещении золотника 11 из нейтрального положения. В теле золотника 11 выполнено осевое отверстие 16 и радиальные отверстия потока потребителей 17, 18, 19 в зоне проточки 13. Проточка 15 канала управления в золотнике совмещена с радиальными отверстиями 20, 21 и 22 потока потребителей, а диаметр этих отверстий сделан больше ширины проточки 15. Отверстие 23 подвода канала управления (фиг. 2) совпадает с радиальным отверстием 22 основного потока, а отверстие 24 слива канала управления расположено между радиальными отверстиями 20, 21, на цилиндрической поверхности золотника. The hydrodistributor (Fig. 1) contains a safety overflow section 1, which includes an overflow valve 2, a throttle limiter 3, and a safety valve 4. The working section of the hydrodistributor contains a housing 5 having a pressure cavity 6, a discharge cavity 7 and 8, and a cavity consumers 9 and 10. Spool 11 has grooves 12, 13, 14 and groove 15 of the control channel. These grooves of the consumer flow are equipped with chamfers on the spool bosses, which provide a smooth change in the cross section of the corresponding channels when the spool 11 is moved from the neutral position. An axial hole 16 and radial holes of the consumer flow 17, 18, 19 in the groove zone 13 are made in the body of the spool 11. The groove 15 of the control channel in the spool is aligned with the radial holes 20, 21 and 22 of the consumer flow, and the diameter of these holes is made larger than the width of the groove 15 The hole 23 for supplying the control channel (Fig. 2) coincides with the radial hole 22 of the main stream, and the hole 24 for draining the control channel is located between the radial holes 20, 21, on the cylindrical surface of the spool.

Канал управления, включающий отверстие 23 и проточку 15, выполнен в корпусе 5 так, что он расположен между полостью напора 6 и полостью потребителя 9. К гидрораспределителю (фиг. 1) подключен гидроцилиндр 25 с поршнем 26, являющийся нагрузкой гидросистемы. Питание гидросистемы осуществляется от гидронасоса 27 постоянной производительности. Гидролинии 28, 29 образуют напорную и сливную магистрали, а гидролиния 30 является каналом управления. The control channel, including the hole 23 and the groove 15, is made in the housing 5 so that it is located between the pressure cavity 6 and the cavity of the consumer 9. A hydraulic cylinder 25 with a piston 26, which is the load of the hydraulic system, is connected to the control valve (Fig. 1). The hydraulic system is powered by a hydraulic pump 27 of constant capacity. The hydraulic lines 28, 29 form the pressure and drain lines, and the hydraulic line 30 is a control channel.

Работает устройство следующим образом. При работе гидронасоса 27 в нейтральном положении гидрозолотника 11 рабочая жидкость с небольшим расходом течет через дроссель 3, канал 30, отверстие подвода 23, проточку 15, отверстие слива 24 и поступает в сливную магистраль 29. На дросселе 3 создается перепад давления, благодаря чему открывается клапан 2 и основная часть подачи насоса 27 через этот клапан перепускается на слив с минимальным давлением. The device operates as follows. When the hydraulic pump 27 is in the neutral position of the hydroshock 11, the hydraulic fluid flows at a low flow rate through the throttle 3, channel 30, inlet 23, groove 15, drain 24 and enters the drain line 29. A pressure drop is created on the throttle 3, thereby opening the valve 2 and the main part of the pump 27 through this valve bypasses to drain with minimal pressure.

При смещении золотника 11, например, влево (фиг. 4) проточка 15 смещается относительно отверстия 24 и поток управления X отсекается от сливной магистрали 29(T). Одновременно с этим полость 6 напора через проточку 13, радиальные отверстия 17, 18, 19 осевое отверстие 16, радиальные отверстия 20, 21, 22 соединяются через дросселирующие кромки с полостью потребителя 9 (A). При этом полость потребителя 10 (B) через проточку 12 и полость 8 соединяется со сливной магистралью 29 (T), благодаря чему поршень 26 гидроцилиндра 25 перемещается вправо. Скорость перемещения поршня гидроцилиндра 26 определяется величиной смещения золотника 11 относительно нейтрального положения, т.к. проточки снабжены фасками на бобышках золотника 11. When the slide valve 11 is displaced, for example, to the left (Fig. 4), the groove 15 is shifted relative to the hole 24 and the control flow X is cut off from the drain line 29 (T). At the same time, the pressure cavity 6 through the groove 13, the radial holes 17, 18, 19, the axial hole 16, the radial holes 20, 21, 22 are connected via throttling edges to the consumer cavity 9 (A). The cavity of the consumer 10 (B) through the groove 12 and the cavity 8 is connected to the drain line 29 (T), so that the piston 26 of the hydraulic cylinder 25 moves to the right. The speed of movement of the piston of the hydraulic cylinder 26 is determined by the displacement of the spool 11 relative to the neutral position, because the grooves are chamfered on the bosses of the spool 11.

Как уже указывалось, ширина проточки 15 управления меньше диаметра радиальных отверстий, совмещенных с этой проточкой. Благодаря этому при смещении золотника 11 канал 30 оказывается соединенным с осевым отверстием 16, а поток управления объединенным с рабочим потоком потребителя. В этом режиме работы давление жидкости в канале 30 управления является сигналом, отражающим нагрузку, приложенную к гидроцилиндру 25. Как видно из фиг. 1, на клапан 2 с одной стороны воздействует давление в напорной гидролинии 28, (это давление перед дросселем 3), а с другой стороны давление в канале 30, которое контролирует нагрузку (давление после дросселя 3). Клапан 2 воспринимает перепад указанных давлений, поддерживая его постоянным вне зависимости от величины нагрузки на гидроцилиндре 25 и, тем самым обеспечивая подачу к потребителю в зависимости от степени смещения и открытия дросселирующих щелей на кромках золотника. В этом случае неиспользованная часть подачи насоса 27 перепускается на слив через переливной клапан 2 под давлением нагрузки, что обеспечивает в этом режиме работы давление в напорной линии 28 ниже предельного, ограничиваемого предохранительным клапаном 4. As already indicated, the width of the control groove 15 is less than the diameter of the radial holes aligned with this groove. Due to this, when the spool 11 is displaced, the channel 30 is connected to the axial hole 16, and the control flow is combined with the consumer's working flow. In this operating mode, the fluid pressure in the control channel 30 is a signal reflecting the load applied to the hydraulic cylinder 25. As can be seen from FIG. 1, the pressure on the valve 2 is affected on one side by pressure in the pressure line 28 (this is the pressure in front of the throttle 3), and on the other hand, the pressure in the channel 30, which controls the load (pressure after the throttle 3). Valve 2 perceives the pressure difference indicated, keeping it constant regardless of the magnitude of the load on the hydraulic cylinder 25, and thereby providing a flow to the consumer, depending on the degree of displacement and opening of the throttling slots on the spool edges. In this case, the unused portion of the pump 27 is transferred to the drain through the overflow valve 2 under load pressure, which ensures in this mode of operation the pressure in the pressure line 28 is lower than the limit limited by the safety valve 4.

При смещении золотника 11 вправо относительно нейтрального положения (фиг. 5) работа происходит аналогичным образом с той лишь разницей, что полость потребителя 10 соединяется с напорной магистралью 28, а полость 9 с магистралью слива 29. When the spool 11 is displaced to the right relative to the neutral position (Fig. 5), the operation occurs in a similar way with the only difference that the cavity of the consumer 10 is connected to the pressure line 28, and the cavity 9 to the drain line 29.

Таким образом, во всех режимах работы с переменной подачей к потребителю предложенный гидрораспределитель обеспечивает работу гидросистемы с давлением в напорной гидролинии, соответствующем нагрузке потребителя, ниже настройки давления предохранительного клапана. При этом объединение потока управления с рабочим потоком осуществляется в рабочей секции благодаря описанным выше конструктивным особенностям гидрораспределителя и не требуется дополнительного оборудования для выполнения указанной функции, как это сделано в устройстве, взятом за прототип. Thus, in all modes of operation with variable supply to the consumer, the proposed valve provides the hydraulic system with a pressure in the pressure line corresponding to the load of the consumer, below the pressure setting of the safety valve. At the same time, the control flow is combined with the work flow in the working section due to the design features of the hydraulic distributor described above and additional equipment is not required to perform the specified function, as is done in the device taken as a prototype.

Использование конструктивных особенностей предложенного гидрораспределителя упрощает конструкцию гидросистемы в целом и снижает ее металлоемкость. Using the design features of the proposed valve distributor simplifies the design of the hydraulic system as a whole and reduces its metal consumption.

Claims

1. Гидрораспределитель гидросистемы мобильной машины, например сельскохозяйственного комбайна, содержащий предохранительно-переливную секцию с переливным клапаном, дросселем-ограничителем потока в канале управления и предохранительным клапаном, рабочие секции, каждая из которых содержит корпус с полостями напора, слива, потребителей и золотник с проточками, радиальными и осевыми отверстиями потока потребителей и устройством подключения канала управления к потребителю, отличающийся тем, что устройство подключения выполнено так, что канал управления расположен между полостями напора и одного из потребителей, при этом проточка канала управления в золотнике совмещена с радиальными осевыми отверстиями потока потребителей. 1. The hydraulic distributor of the hydraulic system of a mobile machine, such as an agricultural combine, containing a safety-overflow section with an overflow valve, a flow restriction throttle in the control channel and a safety valve, working sections, each of which contains a housing with pressure, drain, consumer cavities and a spool with grooves , radial and axial openings of the flow of consumers and the device connecting the control channel to the consumer, characterized in that the connecting device is designed so that the control channel is located between the pressure cavities and one of the consumers, while the groove of the control channel in the spool is aligned with the radial axial openings of the consumer flow.

2. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что проточка канала управления на золотнике выполнена так, что ее ширина меньше диаметра радиальных отверстий в теле золотника. 2. The control valve according to claim 1, characterized in that the groove of the control channel on the spool is made so that its width is less than the diameter of the radial holes in the body of the spool.

3. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что отверстие слива канала управления расположено между радиальными отверстиями, выполненными в теле золотника, а отверстие подвода канала управления совпадает с радиальным отверстием основного потока в золотнике. 3. The control valve according to claim 1, characterized in that the drain hole of the control channel is located between the radial holes made in the body of the spool, and the hole for supplying the control channel coincides with the radial hole of the main flow in the spool.