PUMPPU säädettävä MOOTTORI kiinteä

1 – tehostinpumppu varoventtiili; 2 – Takaiskuventtiili; 3 – tehostuspumppu; 4 - servosylinteri; viisi - hydraulinen pumpun akseli;
6 - kehto; 7 - servoventtiili; kahdeksan - servoventtiilin vipu; 9- suodatin; 10 - säiliö; 11 - lämmönvaihdin; 12 - hydraulimoottorin akseli; 13 - painotus;
14 – venttiili laatikko kela; 15 – ylivuotoventtiili; 16 – korkeapaineinen varoventtiili.

Hydrostaattinen vaihteisto GTS

HST-hydrostaattinen voimansiirto on suunniteltu siirtämään pyörimisliikettä käyttömoottorista johtaviin elimiin, esimerkiksi itsekulkevien koneiden alustaan, portaaton pyörimistaajuuden ja -suunnan säädöllä, tehokkuudella lähellä yhtä. GST-pääsarja koostuu säädettävästä aksiaalimäntähydraulipumpusta ja säätelemättömästä aksiaalimäntähydraulimoottorista. Pumpun akseli on mekaanisesti kytketty käyttömoottorin lähtöakseliin, moottorin akseli - toimilaitteeseen. Moottorin ulostuloakselin nopeus on verrannollinen ohjausmekanismin (servoventtiilin) ​​vivun taipumakulmaan.

Hydraulista voimansiirtoa ohjataan muuttamalla käyttömoottorin nopeutta ja pumpun servoventtiilin vipuun liittyvän kahvan tai joystickin asentoa (mekaanisesti, hydraulisesti tai sähköisesti).

Kun käyttömoottori on käynnissä ja ohjauskahva on vapaa-asennossa, moottorin akseli on paikallaan. Kun kahvan asentoa muutetaan, moottorin akseli alkaa pyöriä saavuttaen maksiminopeuden kahvan suurimmalla taipumalla. Peruuta varten vipu on siirrettävä pois vapaa-asennosta.

GTS:n toimintakaavio.

Yleensä HST-pohjainen tilavuushydraulikäyttö sisältää seuraavat elementit: säädettävä aksiaalimäntähydraulipumppukokoonpano lisäpumpulla ja suhteellisella ohjausmekanismilla, säätelemätön aksiaalimäntämoottorikokoonpano venttiilikotelolla, hienosuodatin alipainemittari, öljysäiliö työnesteille, lämmönvaihdin, putkistot ja korkeapaineletkut (HPR).

GTS:n elementit ja solmut voidaan jakaa 4 toiminnalliset ryhmät:

1. HTS-hydraulipiirin pääpiiri. HTS-hydraulipiirin pääpiirin tarkoituksena on siirtää tehovirta pumpun akselilta moottorin akselille. Pääpiiri sisältää pumpun ja moottorin työkammioiden ontelot sekä korkea- ja matalapainejohdot, joiden läpi virtaa käyttöneste. Käyttönesteen virtauksen suuruus, sen suunta määräytyy pumpun akselin kierrosten ja pumpun suhteellisen ohjausmekanismin vivun poikkeamakulman perusteella neutraalista. Kun vipu poikkeaa vapaa-asennosta suuntaan tai toiseen, servosylinterien vaikutuksesta huuhtelulevyn (kehdon) kaltevuuskulma muuttuu, mikä määrittää virtaussuunnan ja aiheuttaa vastaavan muutoksen työtilavuudessa. pumpun nollasta nykyarvoon, vivun suurimmalla poikkeamalla pumpun työtilavuus saavuttaa maksimiarvonsa. Moottorin työtilavuus on vakio ja yhtä suuri kuin pumpun maksimitilavuus.

2. Imu (syöttö) linja. Imulinjan nimitys (syöttö):

· - käyttönesteen syöttö ohjauslinjaan;

· - pääpiirin käyttönesteen täydentäminen vuotojen kompensoimiseksi;

· - pääpiirin käyttönesteen jäähdytys lämmönvaihtimen läpi kulkeneen öljysäiliön nesteen täydentämisen vuoksi;

· - vähimmäispaineen varmistaminen pääpiirissä eri tiloissa;

· - käyttönesteen puhdistus ja saastumisen ilmaisin;

· - lämpötilamuutosten aiheuttamien käyttönesteen tilavuuden vaihteluiden kompensointi.

3. Ohjauslinjojen tarkoitus:

· - paineen siirto kehdon pyörimisen toimeenpanevaan servosylinteriin.

4. Viemäröinnin tarkoitus:

· - öljysäiliön vuotojen poistaminen;

· - ylimääräisen työnesteen poistaminen;

· - lämmönpoisto, kulutustuotteiden poisto ja hydraulikoneen osien kitkapintojen voitelu;

· - käyttönesteen jäähdytys lämmönvaihtimessa.

Volumetrisen hydraulikäytön toiminnan takaavat automaattisesti pumpussa, tehostuspumpussa, venttiilimoottorikotelossa olevat venttiilit ja puolat.

Hydrostaattisten voimansiirtojen (HST) toimintaperiaate on yksinkertainen: voimakoneeseen kytketty pumppu luo virtauksen kuormaan kytketyn hydraulimoottorin ohjaamiseksi. Jos pumpun ja moottorin tilavuudet ovat vakioita, HTS toimii yksinkertaisesti vaihteistona, joka siirtää voiman voimanlähteestä kuormaan. Useimmat hydrostaattiset voimansiirrot käyttävät kuitenkin muuttuvan iskutilavuuden pumppuja tai vaihtelevan iskutilavuuden moottoreita tai molempia, jotta nopeutta, vääntömomenttia tai tehoa voidaan säätää.

Konfiguraatiosta riippuen hydrostaattinen voimansiirto voi ohjata kuormitusta kahteen suuntaan (eteenpäin ja taaksepäin) portaattomalla nopeuden muutoksella kahden maksimin välillä voimakoneen vakionopeudella.

GTS tarjoaa monia tärkeitä etuja muihin voimansiirtomuotoihin verrattuna.

Konfiguraatiosta riippuen hydrostaattisella voimansiirrolla on seuraavat edut:

• suuri tehonsiirto pienissä mitoissa
  • pieni inertia
  • toimii tehokkaasti useilla vääntömomentin ja nopeuden suhteilla
  • säilyttää nopeudenhallinnan (jopa peruutettaessa) kuormituksesta riippumatta, suunnittelun rajoissa
  • Säilyttää tarkasti asetetun nopeuden ohitus- ja jarrutuskuormituksessa
  • voi siirtää tehoa yhdestä voimanlähteestä eri paikkoihin, vaikka niiden sijainti ja suunta muuttuisivat
  • kestää täyden kuorman vaurioitta ja pienellä tehohäviöllä.
  • Nollanopeus ilman ylimääräistä estoa
  • tarjoaa nopeamman vasteen kuin manuaalinen tai sähkömekaaninen vaihteisto.
  Hydrostaattista voimansiirtoa on kahta rakenteellista tyyppiä: integroitu ja erillinen. Erillistä tyyppiä käytetään useimmiten, koska sen avulla voit siirtää voimaa pitkiä matkoja ja vaikeapääsyisiin paikkoihin. Tässä tyypissä pumppu on kytketty voimakoneeseen, moottori on kytketty kuormaan ja itse pumppu ja moottori on yhdistetty putkilla tai korkeapaineletkuilla, kuva 18. 2.
  

  

  Kuva 2
  Olipa tehtävä mikä tahansa, hydrostaattiset voimansiirrot on suunniteltava niin, että moottori ja kuormitus sopivat optimaalisesti. Tämä mahdollistaa moottorin käymisen tehokkaimmalla nopeudella ja GTS:n vastaamaan käyttöolosuhteita. Mitä paremmin tulo- ja lähtöominaisuudet vastaavat, sitä tehokkaampi koko järjestelmä on.

  Lopulta hydrostaattinen järjestelmä on suunniteltava siten, että se saavuttaa tasapainon tehokkuuden ja tuottavuuden välillä. Maksimitehokkuuteen (korkeaan hyötysuhteeseen) suunnitellulla koneella on yleensä hidas vaste, mikä vähentää tuottavuutta. Toisaalta nopeasti reagoivalla koneella on yleensä pienempi hyötysuhde, koska tehoreservi on käytettävissä milloin tahansa, vaikka välitöntä työntarvetta ei olisikaan.

  Neljä toiminnallista hydrostaattisen voimansiirron tyyppiä.

  HTS:n toiminnalliset tyypit eroavat säädettävän tai säätelemättömän pumpun ja moottorin yhdistelmistä, mikä määrää niiden suorituskyvyn.
  Hydrostaattisen voimansiirron yksinkertaisin muoto käyttää kiinteätilavuuspumppua ja moottoria (kuva 3a). Vaikka tämä GTS on edullinen, sitä ei käytetä alhaisen tehokkuuden vuoksi. Koska pumpun iskutilavuus on kiinteä, se on laskettava ajamaan moottoria suurimmalla asetetulla nopeudella täydellä kuormalla. Kun suurinta nopeutta ei vaadita, osa pumpun käyttönesteestä kulkee ylipaineventtiilin läpi ja muuttaa energiaa lämmöksi.

  

  Kuva 3

  Vaihtuvatilavuuksisen pumpun ja kiinteätilavuuksisen moottorin käyttö hydrostaattisessa voimansiirrossa voi tarjota jatkuvan vääntömomentin siirron (kuva 3b). Lähtövääntömomentti on vakio kaikilla nopeuksilla, koska se riippuu vain nesteen paineesta ja moottorin iskutilavuudesta. Pumpun virtauksen lisääminen tai vähentäminen lisää tai vähentää hydraulimoottorin nopeutta ja siten käyttötehoa vääntömomentin pysyessä vakiona.

  Vakiotilavuuksisella pumpulla ja säädettävällä hydraulimoottorilla varustettu HTS takaa jatkuvan voimansiirron (kuva 3c). Koska hydraulimoottoriin tulevan virtauksen määrä on vakio ja hydraulimoottorin tilavuus vaihtelee nopeuden ja vääntömomentin ylläpitämiseksi, siirretty teho on vakio. Hydraulimoottorin tilavuuden pienentäminen lisää pyörimisnopeutta, mutta vähentää vääntömomenttia ja päinvastoin.

  Monikäyttöisin hydrostaattinen voimansiirto on muuttuvatilavuuksisen pumpun ja muuttuvatilavuuksisen hydraulimoottorin yhdistelmä (kuva 3d). Teoriassa tämä piiri tarjoaa äärettömät vääntömomentin ja nopeuden suhteet tehoon. Hydraulimoottorin ollessa maksimivoimakkuudella pumpun tehoa muuttamalla säädä suoraan nopeutta ja tehoa vääntömomentin pysyessä vakiona. Hydraulimoottorin tilavuuden pienentäminen pumpun täydellä virtauksella kasvattaa moottorin nopeutta maksimiin; vääntömomentti vaihtelee käänteisesti nopeuden mukaan, teho pysyy vakiona.

  Käyrät kuvassa 3d kuvaa kahta säätöaluetta. Alueella 1 hydraulimoottorin äänenvoimakkuus on asetettu maksimiin; pumpun tilavuus kasvaa nollasta maksimiin. Vääntömomentti pysyy vakiona pumpun tilavuuden kasvaessa, mutta teho ja nopeus kasvavat.

  Band 2 käynnistyy, kun pumppu saavuttaa suurimman iskutilavuutensa, joka pidetään vakiona samalla kun moottorin iskutilavuus pienenee. Tällä alueella vääntömomentti pienenee nopeuden kasvaessa, mutta teho pysyy vakiona. (Teoreettisesti hydraulimoottorin nopeutta voidaan nostaa äärettömään, mutta käytännön näkökulmasta sitä rajoittaa dynamiikka.)

  Sovellusesimerkki

  Oletetaan, että hydraulimoottorin vääntömomentti 50 Nm saavutetaan nopeudella 900 rpm kiinteän iskutilavuuden HTS:llä.

  Tarvittava teho määritetään seuraavista:
  P = T × N / 9550

  Missä:
  P - teho kW
  T - vääntömomentti N * m,
  N on pyörimisnopeus kierroksina minuutissa.

  Siten P \u003d 50 * 900 / 9550 \u003d 4,7 kW

  Jos otamme pumpun nimellispaineella

  100 bar, niin voimme laskea virtauksen:

  Missä:
  Q - virtaus l / min
  p - paine baareina

  Näin ollen:

  Q= 600*4,7/100=28 l/min.

  Sitten valitsemme hydraulimoottorin, jonka tilavuus on 31 cm3, joka tällä nopeudella tarjoaa noin 900 rpm nopeuden.

  Tarkistamme hydraulimoottorin vääntömomentin kaavan mukaan index.pl?act=PRODUCT&id=495
  
  

  

  
  Kuvassa 3 esitetään pumpun ja moottorin teho/vääntömomentti/nopeusominaisuudet olettaen, että pumppu käy vakiovirtausnopeudella.

  Pumpun virtaus on suurin nimellisnopeudella ja pumppu toimittaa kaiken öljyn hydraulimoottoriin sen vakionopeudella. Mutta kuorman inertia tekee mahdottomaksi kiihtyä välittömästi maksiminopeuteen, joten osa pumpun virtauksesta tyhjennetään ylipaineventtiilin kautta. (Kuva 3a esittää tehohäviön kiihdytyksen aikana.) Kun moottori kiihtyy, enemmän virtaa pumpusta tulee moottoriin ja vähemmän öljyä karkaa ylipaineventtiilin kautta. Nimellisnopeudella kaikki öljy kulkee moottorin läpi.

  Vääntömomentti on vakio, koska määräytyy varoventtiilin asetuksesta, joka ei muutu. Varoventtiilin tehohäviö on ero pumpun kehittämässä tehossa ja hydraulimoottorille tulevassa tehossa.

  Tämän käyrän alla oleva pinta-ala edustaa tehoa, joka menetetään liikkeen alkaessa tai päättyessä. Se osoittaa myös alhaisen hyötysuhteen kaikilla maksiminopeuden alapuolella. Kiinteätilavuuksisia hydrostaattisia voimansiirtoja ei suositella käytöissä, jotka vaativat usein käynnistyksiä ja pysäytyksiä tai joissa ei usein tarvita täyttä vääntömomenttia.

  Vääntömomentti/nopeussuhde

  Teoreettisesti hydrostaattisen voimansiirron siirtämä maksimiteho määräytyy virtauksen ja paineen perusteella.

  Kuitenkin vaihteistoissa, joissa on vakioteho (muuttumaton pumppu ja muuttuvatilavuuksinen moottori), teoreettinen teho jaetaan vääntömomentti/nopeussuhteella, joka määrää ulostulotehon. Suurin lähetysteho määräytyy minimilähtönopeuden mukaan, jolla tämä teho on lähetettävä.

  

  Kuva 4

  Esimerkiksi jos miniminopeus, jota edustaa piste A tehokäyrässä kuvassa. 4 on puolet maksimitehosta (ja voimamomentti on suurin), silloin momentin ja nopeuden suhde on 2:1. Suurin lähetettävä teho on puolet teoreettisesta maksimista.

  Alle puolessa maksiminopeudesta vääntömomentti pysyy vakiona (maksimiarvossaan), mutta teho pienenee suhteessa nopeuteen. Nopeus pisteessä A on kriittinen nopeus, ja sen määrää hydrostaattisten voimansiirtokomponenttien dynamiikka. Kriittisen nopeuden alapuolella teho laskee lineaarisesti (vakiovääntömomentilla) nollaan nollakierroksilla. Kriittisen nopeuden yläpuolella vääntömomentti pienenee nopeuden kasvaessa, mikä takaa jatkuvan tehon.

  Suljetun hydrostaattisen voimansiirron suunnittelu.
  
  Suljettujen hydrostaattisten voimansiirtojen kuvauksissa kuvassa 3 keskityimme vain parametreihin. Käytännössä GTS:ssä pitäisi olla lisätoimintoja.

  Pumpun puolella olevat lisäkomponentit.

  Tarkastellaan esimerkiksi vakiomomenttia HTS, jota käytetään yleisimmin ohjaustehostinjärjestelmissä, joissa on säädettävä pumppu ja muuttumaton hydraulimoottori (kuva 5a). Koska piiri on suljettu, pumpun ja moottorin vuodot kerätään yhteen tyhjennyslinjaan (kuva 5b). Yhdistetty tyhjennysvirtaus virtaa öljynjäähdyttimen läpi säiliöön. Öljynjäähdytin hydrostaattiseen käyttöön suositellaan asennettavaksi yli 40 hv:n tehoon.
  Yksi tärkeimmistä komponenteista suljetussa hydrostaattisessa voimansiirrossa on tehostuspumppu. Tämä pumppu on yleensä sisäänrakennettu pääpumppuun, mutta se voidaan asentaa erikseen ja palvella ryhmää pumppuja.
  Sijainnista riippumatta paineenkorotuspumppu suorittaa kaksi toimintoa. Ensinnäkin se estää pääpumpun kavitaation kompensoimalla pumpun ja moottorin nestevuotoja. Toiseksi se tarjoaa öljynpaineen, jota levyn siirtymän ohjausmekanismit vaativat.
  Kuvassa Kuvassa 5c on esitetty ylipaineventtiili A, joka rajoittaa ahtopumpun painetta, joka on tyypillisesti 15-20 bar. Vastakkain asennetut takaiskuventtiilit B ja C muodostavat yhteyden lisäpumpun imujohdon ja matalapainejohdon välille.

  

  Riisi. viisi

  Lisäkomponentit hydraulimoottorin puolella.

  Tyypillisessä suljetussa HTS:ssä tulisi myös olla kaksi varoventtiiliä (D ja E kuvassa 5d). Ne voidaan asentaa sekä moottoriin että pumppuun. Nämä venttiilit suojaavat järjestelmää ylikuormitukselta, joka tapahtuu äkillisten kuormituksen muutosten aikana. Nämä venttiilit rajoittavat myös maksimipainetta ohjaamalla virtauksen korkeapainelinjasta matalapainelinjaan, ts. suorittaa saman toiminnon kuin varoventtiili avoimissa järjestelmissä.

  Varoventtiilien lisäksi järjestelmässä on "tai"-venttiili F, joka on aina painekytketty siten, että se yhdistää matalapainejohdon matalapaineiseen varoventtiiliin G. Venttiili G ohjaa ylimääräisen esitäyttöpumpun virtauksen moottorin koteloon ja sitten tämä virtaus tyhjennyslinjan ja lämmönvaihtimen kautta takaisin säiliöön. Tämä edistää tehokkaampaa öljynvaihtoa työpiirin ja säiliön välillä ja jäähdyttää työnestettä tehokkaammin.

  Kavitaatioohjaus hydrostaattisessa voimansiirrossa

  GTS:n jäykkyys riippuu nesteen kokoonpuristuvuudesta ja komponenttien eli putkien ja letkujen järjestelmän soveltuvuudesta. Näiden komponenttien vaikutusta voidaan verrata jousikuormitteisen varaajan vaikutukseen, jos se olisi liitetty poistolinjaan T-liittimen kautta. Kevyellä kuormituksella akun jousi puristuu hieman; raskaassa kuormituksessa akku puristuu huomattavasti enemmän ja sisältää enemmän nestettä. Tehostuspumpun on syötettävä tämä ylimääräinen nestemäärä.
  Kriittinen tekijä on paineen muodostumisnopeus järjestelmässä. Jos paine nousee liian nopeasti, suuren sivutilavuuden (virtauksen kokoonpuristuvuus) kasvunopeus voi ylittää latauspumpun kapasiteetin ja pääpumpussa tapahtuu kavitaatiota. On mahdollista, että järjestelmät, joissa on säädettävät pumput ja automaattinen ohjaus, ovat herkimpiä kavitaatiolle. Kun tällaisessa järjestelmässä tapahtuu kavitaatiota, paine laskee tai katoaa kokonaan. Automaattiset ohjaimet voivat yrittää reagoida, mikä johtaa epävakaan järjestelmään.
  Matemaattisesti paineen nousunopeus voidaan ilmaista seuraavasti:

  dp/dt =B eQcp/V

  B e – järjestelmän tehollinen tilavuuskerroin, kg/cm2

  V on nestetilavuus korkeapainepuolella cm3

  Qcp - tehostuspumpun suorituskyky cm3/s

  Oletetaan, että kuvan 1 HTS. 5 on yhdistetty teräsputkella 0,6 m, halkaisija 32 mm. Pumpun ja moottorin tilavuudet huomioimatta V on noin 480 cm3. Teräsputkessa olevan öljyn tehollinen bulkkimoduuli on noin 14060 kg/cm2. Olettaen, että tehostuspumppu tuottaa 2 cm3/s, paineen nousunopeus on:
  dp/dt= 14060 × 2/480
  = 58 kg/cm2/s.
  Mieti nyt sellaisen järjestelmän vaikutusta, jossa on 6 m 32 mm:n kolmilankainen punottu letku. Letkun valmistaja ilmoittaa tiedot B e noin 5906 kg/cm2.

  Näin ollen:

  dp/dt\u003d 5906 × 2 / 4800 \u003d 2,4 kg / cm2 / s.

  Tästä seuraa, että tehostuspumpun suorituskyvyn lisääntyminen johtaa kavitaation todennäköisyyden vähenemiseen. Vaihtoehtoisesti, jos äkilliset kuormitukset eivät ole yleisiä, vaihtolinjaan voidaan lisätä hydrauliakku. Todellakin, jotkut GTS-valmistajat tekevät portin akun kytkemiseksi vaihtopiiriin.

  Jos GTS:n jäykkyys on alhainen ja se on varustettu automaattiohjauksella, vaihteisto tulee aina käynnistää nollapumpulla. Lisäksi levyn kallistusmekanismin nopeutta on rajoitettava, jotta vältetään äkilliset käynnistykset, jotka voivat puolestaan ​​aiheuttaa painepiikkejä. Jotkut GTS-valmistajat tarjoavat vaimennusreikiä tasoitustarkoituksiin.

  Siten järjestelmän jäykkyys ja kertymisen hallinta voivat olla tärkeämpiä esitäyttöpumpun suorituskyvyn määrittämisessä kuin pelkät pumpun ja moottorin sisäiset vuodot.

  ______________________________________

Hydrostaattista voimansiirtoa ei ole vielä käytetty henkilöautoissa, koska se on kallis ja sen hyötysuhde suhteellisen alhainen. Useimmiten sitä käytetään erikoiskoneissa ja ajoneuvoissa. Samanaikaisesti hydrostaattisella käytöllä on monia käyttömahdollisuuksia; se soveltuu erityisen hyvin elektronisesti ohjattuun siirtoon.

Hydrostaattisen voimansiirron periaate on, että mekaanisen energian lähde, kuten polttomoottori, käyttää hydraulipumppua, joka syöttää öljyä vetohydraulimoottoriin. Molemmat ryhmät on yhdistetty toisiinsa korkeapaineisella putkilinjalla, erityisesti joustavalla putkilinjalla. Tämä yksinkertaistaa koneen suunnittelua, ei tarvitse käyttää monia vaihteita, saranoita, akseleita, koska molemmat yksikköryhmät voidaan sijoittaa toisistaan ​​riippumatta. Käyttöteho määräytyy hydraulipumpun ja hydraulimoottorin tilavuuden mukaan. Hydrostaattisen käyttölaitteen välityssuhteen vaihtaminen on portaatonta, sen suunnanvaihto ja hydraulinen lukitus ovat erittäin yksinkertaisia.

Toisin kuin hydromekaanisessa voimansiirrossa, jossa vetoryhmän ja momentinmuuntimen välinen yhteys on jäykkä, hydrostaattisessa käytössä voimat välittyvät vain nesteen kautta.

Esimerkkinä molempien voimansiirtojen toiminnasta, harkitse auton siirtämistä niiden kanssa maastolaskoksen (padon) läpi. Patoon tullessa tapahtuu auto, jossa on hydromekaaninen voimansiirto, minkä seurauksena vakionopeudella auton nopeus laskee. Padon huipulta laskeutuessa moottori alkaa toimia jarruna, mutta momentinmuuntimen luiston suunta vaihtuu ja koska momentinmuuntimen jarrutusominaisuudet ovat huonot tässä luistosuunnassa, ajoneuvo kiihtyy.

Hydrostaattisessa voimansiirrossa padon huipulta laskeutuessa hydraulimoottori toimii pumppuna ja öljy jää putkistoon, joka yhdistää hydraulimoottorin pumppuun. Molempien käyttöryhmien kytkentä tapahtuu paineistetun nesteen kautta, jolla on sama jäykkyysaste kuin akselien, kytkimien ja hammaspyörien kimmoisuus tavanomaisessa mekaanisessa voimansiirrossa. Siksi auto ei kiihdy padon alas laskeutuessa. Hydrostaattinen voimansiirto soveltuu erityisesti maastoajoneuvoihin.

Hydrostaattisen käytön periaate on esitetty kuvassa. 1. Hydraulipumpun 3 käyttö polttomoottorista tapahtuu akselin 1 ja huuhtelulevyn kautta, ja säädin 2 ohjaa tämän aluslevyn kaltevuuskulmaa, mikä muuttaa hydraulipumpun nesteen syöttöä. Kuvassa esitetyssä tapauksessa Kuviossa 1 aluslevy on asennettu jäykästi ja kohtisuoraan akselin 1 akseliin nähden ja sen sijaan kotelossa 4 oleva pumppupesä 3 on kallistettu. Öljy syötetään hydraulipumpusta putkilinjaa 6 pitkin hydraulimoottoriin 5, jonka tilavuus on vakio, ja sieltä se palaa takaisin putken 7 kautta pumppuun.

Jos hydraulipumppu 3 sijaitsee koaksiaalisesti akselin 1 kanssa, öljyn syöttö niille on nolla ja hydraulimoottori on tässä tapauksessa tukossa. Jos pumppua kallistetaan alas, se syöttää öljyä putkistossa 7 ja palaa pumppuun putkilinjaa 6 pitkin. Esimerkiksi dieselsäätimen aikaansaamalla vakioakselinopeudella 1 ajoneuvon nopeutta ja suuntaa ohjataan vain yhdellä säätimen nupilla.

Hydrostaattisessa käytössä voidaan käyttää useita ohjausjärjestelmiä:

• pumpulla ja moottorilla on säätelemätön tilavuus. Tässä tapauksessa puhumme "hydraulisesta akselista", välityssuhde on vakio ja riippuu pumpun ja moottorin tilavuuksien suhteesta. Tällaista autossa käytettävää vaihteistoa ei voida hyväksyä;
• pumpussa on säädettävä tilavuus ja moottorissa säätelemätön tilavuus. Tätä menetelmää käytetään useimmiten ajoneuvoissa, koska se tarjoaa laajan valikoiman säätöjä suhteellisen yksinkertaisella rakenteella;
• pumpussa on säätämätön ja moottorissa on säädettävä tilavuus. Tätä järjestelmää ei voida hyväksyä auton ajamiseen, koska sitä ei voida käyttää auton jarruttamiseen vaihteiston kautta;
• pumpussa ja moottorissa on säädettävä tilavuus. Tällainen järjestelmä tarjoaa parhaat ohjausmahdollisuudet, mutta on melko monimutkainen.

Hydrostaattisen voimansiirron avulla voit säätää lähtötehoa, kunnes ulostuloakseli pysähtyy. Tässä tapauksessa jopa jyrkässä laskussa voit pysäyttää auton siirtämällä säätimen nupin nolla-asentoon. Tässä tapauksessa vaihteisto on hydraulisesti lukittu, eikä jarruja tarvitse käyttää. Siirrä autoa vain siirtämällä kahvaa eteen- tai taaksepäin. Jos voimansiirrossa käytetään useita hydraulimoottoreita, niin niiden sopivalla säädöllä on mahdollista saavuttaa differentiaalitoiminnan toteutus tai sen lukitus.

Hydrostaattisesta voimansiirrosta puuttuu useita yksiköitä, esimerkiksi vaihdelaatikko, kytkin, saranoilla varustetut kardaaniakselit, päävaihde jne. Tämä on hyödyllistä auton painon ja kustannusten vähentämisen kannalta ja kompensoi melko korkeita kustannuksia. hydrauliset laitteet. Kaikki edellä mainitut viittaavat ensinnäkin erikoisajoneuvoihin ja teknisiin keinoihin. Samalla energiansäästön kannalta hydrostaattisella voimansiirrolla on suuria etuja esimerkiksi väyläsovelluksissa.

Edellä on jo mainittu energian varastoinnin toteutettavuus ja siitä aiheutuva energianlisäys, kun moottori toimii vakionopeudella ominaisuutensa optimaalisella vyöhykkeellä eikä sen nopeus muutu vaihteita vaihdettaessa tai ajoneuvon nopeutta vaihdettaessa. Huomioi myös, että vetopyöriin kytkettyjen pyörivien massojen tulisi olla mahdollisimman pieniä. He puhuivat myös hybridikäytön eduista, kun kiihdytyksessä käytetään suurinta moottoritehoa, sekä akkuun varastoidusta tehosta. Kaikki nämä edut voidaan helposti toteuttaa hydrostaattisessa käytössä, jos sen järjestelmään sijoitetaan korkeapaineakku.

Kaavio tällaisesta järjestelmästä on esitetty kuvassa. 2. Moottorin 1 käyttämänä kiinteätilavuuksinen pumppu 2 syöttää öljyä varaajaan 3. Jos akku on täynnä, paineensäädin 4 lähettää impulssin elektroniselle säätimelle 5 moottorin sammuttamiseksi. Akusta paineenalaista öljyä syötetään keskusohjauslaitteen 6 kautta hydraulimoottoriin 7 ja puretaan siitä öljysäiliöön 8, josta se otetaan jälleen pumpulla. Akussa on haara 9, joka on suunniteltu lisäämään ajoneuvon lisälaitteita.

Hydrostaattisessa ajossa ajoneuvon jarruttamiseen voidaan käyttää päinvastaista nestevirtauksen suuntaa. Tässä tapauksessa hydraulimoottori ottaa öljyä säiliöstä ja syöttää sen paineen alaisena varaajaan. Tällä tavalla jarrutusenergia voidaan varastoida myöhempää käyttöä varten. Kaikkien akkujen haittana on, että minkä tahansa niistä (nestemäinen, inertia- tai sähköinen) kapasiteetti on rajoitettu, ja jos akku ladataan, se ei enää pysty varastoimaan energiaa ja sen ylimäärä on hävitettävä (esimerkiksi muutettava lämmöksi) samalla tavalla kuin autossa ilman energian varastointia. Hydrostaattisen käytön tapauksessa tämä ongelma ratkaistaan ​​käyttämällä paineenalennusventtiiliä 10, joka, kun akku on täynnä, ohittaa öljyn säiliöön.

Kaupunkibusseissa jarrutusenergian kertymisen ja nesteakun latausmahdollisuuden ansiosta pysähdysten aikana moottoria voitiin säätää pienemmälle teholle ja samalla varmistaa, että tarvittavat kiihtyvyydet säilyvät linja-auton kiihtyessä. Tällainen käyttöjärjestelmä mahdollistaa liikkeen taloudellisen toteuttamisen kaupunkisyklissä, joka on aiemmin kuvattu ja esitetty kuvassa 1. 6 artikkelissa.

Hydrostaattinen käyttö voidaan kätevästi yhdistää tavanomaiseen vaihteistoon. Harkitse esimerkkinä auton yhdistettyä voimansiirtoa. Kuvassa Kuvassa 3 on kaavio tällaisesta voimansiirrosta moottorin vauhtipyörältä 1 lopulliseen käyttövaihteistoon 2. Vääntömomentti kohdistetaan hammaspyörien 3 ja 4 kautta mäntäpumppuun 6 vakiotilavuudella. Sylinterimäisen vaihteen välityssuhde vastaa perinteisen käsivalintaisen vaihteiston IV-V-vaihteita. Pyöriessään pumppu alkaa syöttää öljyä ajohydraulimoottoriin 9 säädettävällä tilavuudella. Hydraulimoottorin kääntölevy 7 on yhdistetty voimansiirtokotelon kanteen 8 ja hydraulimoottorin kotelo 9 on yhdistetty päätekäytön 2 käyttöakseliin 5.

Kun auto kiihtyy, hydraulimoottorin pesukoneella on suurin kaltevuuskulma ja pumpun pumppaama öljy saa aikaan suuren momentin akselille. Lisäksi pumpun reaktiivinen momentti vaikuttaa myös akseliin. Auton kiihtyessä pesurin kaltevuus pienenee, joten myös hydraulimoottorin kotelon vääntö akselilla pienenee, mutta pumpun syöttämän öljyn paine kasvaa ja tämän seurauksena myös tämän pumpun reaktiivisuusmomentti. lisääntyy.

Kun aluslevyn kaltevuuskulma laskee 0 °:seen, pumppu estetään hydraulisesti ja vääntömomentin siirto vauhtipyörästä päävaihteeseen tapahtuu vain hammaspyörien parilla; hydrostaattinen käyttö poistetaan käytöstä. Tämä parantaa koko vaihteiston tehokkuutta, koska hydraulimoottori ja pumppu ovat deaktivoituja ja pyörivät lukitussa asennossa akselin kanssa, hyötysuhteella yksi. Lisäksi hydrauliyksiköiden kuluminen ja melu häviävät. Tämä esimerkki on yksi monista, jotka osoittavat hydrostaattisen käytön mahdollisuuksia. Hydrostaattisen voimansiirron massa ja mitat määräytyvät suurimman nestepaineen mukaan, joka on nyt saavuttanut 50 MPa.

GST-90 hydraulikäyttö (kuva 1.4) sisältää aksiaalimäntäyksiköt: säädettävän hydraulipumpun lisävaihteistopumpulla ja hydraulisen jakajalla; ei-säädettävä hydraulimoottorikokoonpano venttiilikotelolla, hienosuodattimella alipainemittarilla, putkistoja ja letkuja sekä säiliö työnesteelle.

Akseli 2 Hydraulipumppu pyörii kahdessa rullalaakerissa. Akseliuraan on asennettu sylinterilohko 25 , jonka rei'issä männät liikkuvat. Jokainen mäntä on yhdistetty pallomaisella saranalla kantapäähän, joka lepää tukilevyssä olevalla tuella. 1 . Aluslevy on yhdistetty hydraulipumpun pesään kahdella rullalaakerilla ja tämän ansiosta aluslevyn kaltevuutta pumpun akseliin nähden voidaan muuttaa. Aluslevyn kulman muutos tapahtuu toisen servosylinterin toiminnan vaikutuksesta 11 , jonka männät on kytketty aluslevyyn 1 vetovoiman avulla.

Servosylinterien sisällä on jouset, jotka vaikuttavat mäntiin ja asettavat aluslevyn siten, että siinä oleva tuki on kohtisuorassa akseliin nähden. Yhdessä sylinterilohkon kanssa kiinnitetty pohja pyörii liukuen takakanteen asennettua jakajaa pitkin. Jakelijassa ja kiinnitetyssä pohjassa olevat reiät yhdistävät ajoittain sylinterilohkon työkammiot johtoihin, jotka yhdistävät hydraulipumpun hydraulimoottoriin.

Kuva 1.4 - Hydraulisen käyttölaitteen GTS-90 kaavio: 1 - pesukone; 2 - pumpun ulostuloakseli; 3 - käännettävä säädettävä pumppu; 4 - hydraulinen ohjauslinja; 5 - ohjausvipu; 6 - kela telineen asennon ohjaamiseen; 7 8 - meikkipumppu; 9 - takaiskuventtiili; 10 - täydennysjärjestelmän varoventtiili; 11 - servosylinteri; 12 - suodatin; 13 - alipainemittari; 14 - hydraulisäiliö; 15 - lämmönvaihdin; 16 - kela; 17 - ylivuotoventtiili; 18 - korkean paineen päävaroventtiili; 19 - matalapaineinen hydrauliputki; 20 - korkeapaineinen hydrauliputki; 21 - tyhjennyshydraulilinja; 22 - säätelemätön moottori; 23 - hydraulimoottorin ulostuloakseli; 24 - hydraulimoottorin kalteva aluslevy; 25 - sylinterilohko; 26 - liitännän työntövoima; 27 - mekaaninen tiiviste

Mäntien pallomaiset saranat ja tukea pitkin liukuvat kantapäät voidellaan paineen alaisena käyttönesteellä.

Jokaisen yksikön sisätaso on täytetty työnesteellä ja se on öljykylpy siinä toimiville mekanismeille. Vuodot hydrauliyksikön liitoksista tulevat myös tähän onteloon.

Täyttöpumppu on kiinnitetty hydraulipumpun takapäähän 8 hammaspyörätyyppi, jonka akseli on kytketty hydraulipumpun akseliin.

Täydennyspumppu imee käyttönesteen säiliöstä 14 ja lähettää sen:

- hydraulipumppuun yhden takaiskuventtiilin kautta;

- ohjausjärjestelmään hydraulisen jakajan kautta suihkun rajoittamissa määrissä.

Syöttöpumpun kotelossa 8 varoventtiili sijaitsee 10 , joka avautuu, kun pumpun kehittämä paine nousee.

hydraulinen venttiili 6 jakaa nestevirtauksen ohjausjärjestelmässä, eli ohjaa sen jompaankumpaan kahdesta servosylinteristä riippuen vivun asennon muutoksesta 5 tai jarrunestettä servosylinterissä.

Hydraulinen jakaja koostuu rungosta, lasissa olevalla paluujousella varustetusta kelasta, vääntöjousella varustetusta ohjausvivusta ja vivusta 5 ja kaksi vetoa 26 jotka yhdistävät kelan ohjausvipuun ja huuhtelulevyyn.

Hydraulinen moottorilaite 22 samanlainen kuin pumppulaite. Tärkeimmät erot ovat seuraavat: mäntien kantapäät liukuvat liukulevyä pitkin akselin pyöriessä 24 , jolla on vakio kaltevuuskulma, ja siksi ei ole mekanismia sen pyörittämiseksi hydraulisella jakajalla; latauspumpun sijasta hydraulimoottorin takapäähän on kiinnitetty venttiililaatikko. Hydraulimoottorilla varustettu hydraulipumppu on kytketty kahteen putkilinjaan (hydraulipumppu-hydromoottorilinjat). Yhdellä linjalla korkeapaineinen työnesteen virtaus siirtyy hydraulipumpusta hydraulimoottoriin, toisaalta se palaa takaisin matalapaineisena.

Venttiilikotelon kotelossa on kaksi korkeapaineventtiiliä, ylivuotoventtiili 17 ja kela 16 .

Täyttöjärjestelmään kuuluu täyttöpumppu 8 , sekä käänteinen 9 , turvallisuus 10 ja ylivuotoventtiilit.

Täydennysjärjestelmä on suunniteltu syöttämään ohjausjärjestelmää työnesteellä, varmistamaan minimipaineen hydraulipumppu-moottorilinjoissa, kompensoimaan hydraulipumpun ja hydraulimoottorin vuodot, sekoittamaan jatkuvasti hydraulipumpussa ja hydrauliikassa kiertävää työnestettä. moottorin nesteen ollessa säiliössä ja poista lämpö osista.

Korkeapaineventtiilit 18 suojaa hydraulikäyttöä: ylikuormitukselta, ohittamalla käyttöneste korkeapainelinjasta matalapainelinjaan. Koska putkia on kaksi ja jokainen niistä voi olla käytön aikana korkeapainejohto, on myös kaksi korkeapaineventtiiliä. ylivuotoventtiili 17 on vapautettava ylimääräinen käyttöneste matalapaineputkesta, jonne sitä syötetään jatkuvasti tehostuspumpulla.

kela 16 venttiilikotelossa, liittää ylivuotoventtiilin "hydraulisen pumpun-hydraulimoottorin" linjaan, jossa paine on pienempi.

Kun täyttöjärjestelmän venttiilit (turva- ja ylivuoto) aktivoituvat, ulosvirtaava työneste tulee yksiköiden sisäonteloon, jossa se vuotojen kanssa sekoittuneena vedenpoistoputkia pitkin lämmönvaihtimeen 15 ja tankille 14 . Tyhjennyslaitteen ansiosta työneste poistaa lämpöä hydrauliyksiköiden hankausosista. Erityinen mekaaninen akselitiiviste estää käyttönesteen vuotamisen yksikön sisäontelosta. Säiliö toimii käyttönesteen säiliönä, sen sisällä on väliseinä, joka erottaa sen tyhjennys- ja imuonteloon, ja se on varustettu pinnankorkeuden osoittimella.

Hieno suodatin 12 tyhjiömittarilla pitää vieraat hiukkaset. Suodatinelementti on valmistettu kuitukangasmateriaalista. Suodattimen likaisuusaste määritetään alipainemittarin lukemien perusteella.

Moottori pyörittää hydraulipumpun akselia ja siten siihen liittyvää sylinterilohkoa ja syöttöpumpun akselia. Täydennyspumppu imee käyttönesteen säiliöstä suodattimen läpi ja syöttää sen hydraulipumppuun.

Jos servosylintereissä ei ole painetta, niissä sijaitsevat jouset asentavat aluslevyn siten, että siinä sijaitsevan tuen (aluslevyn) taso on kohtisuorassa akselin akseliin nähden. Tässä tapauksessa, kun sylinterilohko pyörii, mäntien kantapäät liukuvat tukea pitkin aiheuttamatta mäntien aksiaalista liikettä, eikä hydraulipumppu lähetä työnestettä hydraulimoottoriin.

Säädettävästä hydraulipumpusta käytön aikana saat eri määrän nestettä (syöttöä) kierrosta kohti. Hydraulipumpun virtauksen muuttamiseksi on tarpeen kääntää hydraulisen jakajan vipua, joka on kinemaattisesti yhdistetty aluslevyyn ja kelaan. Jälkimmäinen siirrettyään ohjaa syöttöpumpusta ohjausjärjestelmään tulevan työnesteen yhteen servosylintereistä ja toinen servosylinteri liitetään tyhjennysonteloon. Ensimmäisen servosylinterin mäntä alkaa liikkua työnesteen paineen vaikutuksesta kääntämällä aluslevyä, liikuttamalla mäntää toisessa servosylinterissä ja puristaen jousta. Aluslevy, joka kääntyy hydraulisen jakajavivun asettamaan asentoon, siirtää kelaa, kunnes se palaa vapaa-asentoon (tässä asennossa käyttönesteen poistoaukko servosylintereistä on suljettu kelahihnoilla).

Kun sylinterilohko pyörii, kaltevaa tukea pitkin liukuvat kantapäät saavat männät liikkumaan aksiaalisuunnassa, minkä seurauksena sylinterilohkon ja mäntien reikien muodostamien kammioiden tilavuus muuttuu. Lisäksi puolet kammioista lisää tilavuuttaan, toinen puoli pienenee. Kiinteän pohjan ja jakajan reikien ansiosta nämä kammiot on kytketty vuorotellen "hydrauliseen pumppu-hydromoottori" -linjoihin.

Kammiossa, joka lisää sen tilavuutta, työneste tulee matalapainelinjasta, jossa se syötetään syöttöpumpulla yhden takaiskuventtiilin kautta. Pyörivän sylinterilohkon avulla kammioissa oleva työneste siirretään toiseen linjaan ja pakotetaan siihen männillä, jolloin syntyy korkea paine. Tämän linjan kautta neste pääsee hydraulimoottorin työkammioihin, joissa sen paine siirtyy mäntien päätypintoihin, jolloin ne liikkuvat aksiaalisuunnassa ja johtuen mäntien kantapään vuorovaikutuksesta huuhtelulevy, saa sylinterilohkon pyörimään. Kuljettuaan hydraulimoottorin työkammioiden läpi työneste poistuu matalapainelinjaan, jonka kautta osa siitä palaa hydraulipumppuun, ja ylimäärä virtaa kelan ja ylivuotoventtiilin läpi sisäiseen onteloon. hydraulimoottorista. Kun hydraulikäyttö on ylikuormitettu, korkea paine "hydraulipumppu-hydraulimoottori" -linjassa voi nousta, kunnes korkeapaineventtiili avautuu, mikä siirtää käyttönesteen korkeapainelinjasta matalapainelinjaan ohittaen hydraulimoottorin.

Volumetrinen GST-90 hydraulikäyttö mahdollistaa portaaton välityssuhteen muuttamisen: jokaista akselin kierrosta kohden hydraulimoottori kuluttaa 89 cm 3 käyttönestettä (vuodot pois lukien). Hydraulipumppu pystyy tuottamaan sellaisen määrän käyttönestettä yhdellä tai useammalla käyttöakselinsa kierroksella aluslevyn kulmasta riippuen. Siksi hydraulipumpun virtausta muuttamalla voit muuttaa koneiden nopeutta.

Koneen liikesuunnan muuttamiseksi riittää, että kallistat aluslevyä vastakkaiseen suuntaan. Käännettävä hydraulipumppu, jonka akseli pyörii samalla tavalla, muuttaa työnesteen virtaussuunnan "hydraulisen pumpun-hydromoottorin" linjoissa päinvastaiseksi (eli matalapainelinjasta tulee korkeapainejohto , ja korkeapainelinjasta tulee matala viiva). Siksi koneen liikesuunnan muuttamiseksi on tarpeen kääntää ohjausventtiilin vipua vastakkaiseen suuntaan (vapaa-asennosta). Jos voima kuitenkin poistetaan hydraulijakajavivusta, aluslevy palaa jousien vaikutuksesta vapaa-asentoon, jolloin siinä sijaitsevan tuen taso tulee kohtisuoraan akselin akseliin nähden. Männät eivät liiku aksiaalisuunnassa. Käyttönesteen syöttö lakkaa. Itseliikkuva ajoneuvo pysähtyy. "Hydraulinen pumppu-hydromoottori" -linjoissa paine tulee samaksi.

Venttiilikotelon kela siirtyy keskitysjousien vaikutuksesta neutraaliin asentoon, jossa ylivuotoventtiiliä ei yhdistetä mihinkään johtoon. Kaikki tehostepumpun syöttämä neste valuu varoventtiilin kautta hydraulipumpun sisäonteloon. Itseliikkuvan koneen tasaisella liikkeellä hydraulipumpussa ja hydraulimoottorissa on vain kompensoitava vuodot, joten merkittävä osa tehostuspumpun toimittamasta käyttönesteestä on ylimääräistä ja se on vapautettava venttiilien kautta. . Tämän nesteen ylimäärän käyttämiseksi lämmönpoistoon hydraulimoottorin läpi kulkenut kuumennettu neste vapautuu venttiilien läpi ja jäähdytetty neste vapautuu säiliöstä. Tätä tarkoitusta varten hydraulimoottorin venttiilikotelossa sijaitseva syöttöjärjestelmän ylivuotoventtiili on asetettu hieman pienemmälle paineelle kuin syöttöpumpun kotelon varoventtiili. Tästä johtuen, jos täyttöjärjestelmän paine ylittyy, ylivuotoventtiili avautuu ja vapauttaa hydraulimoottorista poistuneen kuumennetun nesteen. Lisäksi venttiilistä tuleva neste tulee yksikön sisäonteloon, josta se lähetetään tyhjennysputkien kautta lämmönvaihtimen kautta säiliöön.

Monet nykyaikaiset koneet ja mekanismit käyttävät uutta hydrostaattista voimansiirtoa. Epäilemättä se on asennettu kalliimpiin minitraktorimalleihin, ja koska vaihteita ei tarvitse vaihtaa, sitä voidaan kutsua automaattiseksi.

Tällainen vaihteisto eroaa käsivaihteistosta siten, että siinä ei ole vaihteita, vaan siinä käytetään hydraulilaitteistoa, joka koostuu hydraulipumpusta ja muuttuvatilavuuksisesta hydraulimoottorista.

Tällaista voimansiirtoa ohjataan yhdellä polkimella, ja tällaisen traktorin kytkin kytkee voimanoton akselin päälle. Ennen kuin käynnistät moottorin, tarkista jarru painamalla sitä, paina sitten kytkintä ja aseta voimanotto vapaalle. Tämän jälkeen käännä avainta ja käynnistä traktori.

Liikesuunta vaihtuu, aseta peruutusvipu eteenpäin, paina kaasupoljinta ja lähdetään liikkeelle. Mitä kovemmin painamme poljinta, sitä nopeammin kuljemme. Jos vapautat polkimen, traktori pysähtyy. Jos nopeus ei riitä, kaasua on lisättävä erityisellä vivulla.