RU2182678C1

RU2182678C1 - Hydraulic distributor

Info

Publication number: RU2182678C1
Application number: RU2000128562A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Васильев; А.Я. Файнштейн
Original assignee: Государственный научно-исследовательский тракторный институт НАТИ
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-05-20

Abstract

FIELD: control of consumers irrespective of load. SUBSTANCE: hydraulic distributor has two restrictors for control of limiting flow rate of working fluid within total range of stroke of throttling spool valve; one restrictor is fitted in control hydraulic line of throttling valve and other restrictor is fitted in additional hydraulic line connecting the control hydraulic line of throttling valve with pressure hydraulic line. Restrictors are provided with single control mechanism which makes it possible to change flow section of restrictors and to set required pressure differential on throttling spool valve, thus adjusting flow rate of working fluid. EFFECT: possibility of simultaneously controlling several consumers irrespective of load. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для управления расходом рабочей жидкости и может найти применение в гидросистемах тракторов и других мобильных машин. The invention relates to hydraulic devices for controlling the flow of working fluid and may find application in the hydraulic systems of tractors and other mobile machines.

Известен гидрораспределитель по DE 3629849 A1, F 15 В 11/02 от 03.03.88 г. для независимого от нагрузки управления потребителями, содержащий по крайней мере один расположенный в отверстии корпуса золотник с образованной вокруг него напорной полостью, соединенной с напорным каналом, проходящим перпендикулярно баковым поверхностям корпуса, и который имеет для управления направлением и скоростью движения потребителя управляющие пазы, служащие в качестве переменного дросселя, и обратный клапан для предотвращения обратного хода потребителя. В этом гидрораспределителе в напорной гидролинии предусмотрен дроссель для ограничения максимального потока, поступающего к потребителю. A control valve is known according to DE 3629849 A1, F 15 B 11/02 of 03/03/88 for load-independent consumer control, comprising at least one spool located in the housing opening with a pressure cavity formed around it and connected to a pressure channel extending perpendicularly tank surfaces of the housing, and which has control grooves serving as a variable throttle and a check valve to control the consumer’s direction and speed of movement to prevent the consumer from returning. A throttle is provided in this pressure control valve in the pressure line to limit the maximum flow to the consumer.

Однако его недостаток состоит в том, что использование дросселя в напорной гидролинии приводит к увеличению габаритов гидрораспределителя, увеличивает потери давления даже при его полном открытии, а при частичном закрытии уменьшается величина хода золотника, на котором происходит эффективное регулирование. Кроме того, данный гидрораспределитель не обеспечивает независимое от нагрузки управление несколькими потребителями, в том числе, когда их суммарная потребность превышает производительность насоса. However, its disadvantage is that the use of a throttle in a pressure hydraulic line leads to an increase in the size of the valve, increases pressure losses even when it is fully opened, and when partially closed, the stroke value of the spool, on which effective regulation occurs, is reduced. In addition, this valve does not provide load-independent control of several consumers, including when their total demand exceeds the capacity of the pump.

Последний недостаток устранен в гидрораспределителе по DE 3634728 A1, кл. F 15 В 11/16 от 21.04.88 г., предназначенном для независимого от нагрузки управления несколькими гидравлическими потребителями, содержащем по меньшей мере один дросселирующий золотник, соединенный с напорной, сливной и рабочими гидролиниями и размещенный по меньшей мере в одной рабочей гидролинии потребителя по крайней мере один двухходовой дросселирующий клапан с гидролинией управления. В такой конструкции за счет одинакового перепада давления на золотниках одновременно работающих потребителей независимо от величины подачи насоса обеспечивается заданное установкой золотников соотношение скоростей потребителей, т.е. синхронность их работы. The last disadvantage is eliminated in the control valve according to DE 3634728 A1, cl. F 15 B 11/16 of 04/21/08, intended for load-independent control of several hydraulic consumers, containing at least one throttling valve, connected to pressure, drain and working hydraulic lines and located in at least one consumer working hydraulic line at least one two-way throttling valve with a control line. In this design, due to the same pressure drop across the spools of simultaneously operating consumers, regardless of the pump supply, the ratio of consumer speeds specified by the spool installation is ensured, i.e. synchronization of their work.

Цель изобретения состоит в обеспечении регулирования максимального потока рабочей жидкости, поступающего к потребителю, при сохранении неизменной величины хода эффективного регулирования дросселирующего золотника гидрораспределителя и обеспечении независимого от нагрузки управления несколькими одновременно работающими гидравлическими потребителями. The purpose of the invention is to provide control of the maximum flow of the working fluid entering the consumer, while maintaining a constant stroke of the effective control of the throttling valve spool and ensuring load-independent control of several simultaneously operating hydraulic consumers.

С этой целью гидрораспределитель снабжен дополнительной гидролинией, соединяющей участок гидролинии управления, примыкающий к дросселирующему клапану, с напорной гидролинией, и двумя дросселями, один из которых размещен в гидролинии управления, а другой - в дополнительной гидролинии, причем по меньшей мере один из дросселей выполнен с возможностью регулирования проходного сечения. Оба дросселя могут иметь переменное проходное сечение и быть снабжены единым механизмом управления с возможностью увеличения проходного сечения одного дросселя при уменьшении проходного сечения другого. To this end, the control valve is equipped with an additional hydraulic line connecting the control line section adjacent to the throttle valve, with a pressure hydraulic line, and two throttles, one of which is located in the control hydraulic line, and the other in the additional hydraulic line, at least one of the throttles is made with the ability to control the bore. Both throttles can have a variable bore and can be equipped with a single control mechanism with the possibility of increasing the bore of one choke while reducing the bore of the other.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема гидрораспределителя, который состоит из двух золотниковых секций 1 и 2, имеющих присоединения А₁, B₁ и А₂, В₂ для потребителей. Питание гидрораспределителя осуществляется от нерегулируемого насоса 3. В состав гидрораспределителя входит клапан постоянного перепада давления 4, вход которого соединен с напорной гидролинией 5, а выход - с баком 6. Пружинная полость клапана 4 соединена с гидролинией 7, предназначенной для передачи сигнала давления наиболее нагруженного потребителя. Золотниковые секции имеют распределительный золотник 8, к выходу дросселирующих кромок которого подключен через гидролинию 9 дросселирующий клапан 10. Один торец дросселирующего клапана 10 также соединен с гидролинией 9, а к другому торцу примыкает гидролиния управления 11, в которую установлен дроссель 12. Участок гидролинии управления 11 между дросселем 12 и дросселирующим клапаном 10 соединен гидролинией 13 с напорной гидролинией 5. В гидролинии 13 установлен дроссель 14. Выход дросселирующего клапана 10 рабочей гидролинией 15 соединен с распределительными кромками золотника 8. Клапан ИЛИ 16 одним входом соединен гидролинией 17 с золотником 8 своей секции 2, а другим - с выходом клапана ИЛИ 18 секции 1. Выход клапана ИЛИ 18 секции 1 соединен гидролинией 19 с гидролинией 7 для передачи сигнала давления наиболее нагруженного потребителя. Так как в последней секции 2 у клапана ИЛИ 16 используется только один вход, то запорный элемент в ней не установлен. Сливные кромки золотников 8 соединены гидролинией 20 со сливной гидролинией 21 и баком 6. Механическая связь между механизмами управления проходными сечениями дросселей 12 и 14, в случае если они оба выполнены регулируемыми и имеют единый механизм управления, на чертеже изображена пунктиром.The drawing shows a schematic hydraulic diagram of a control valve, which consists of two spool sections 1 and 2 having connections A ₁ , B ₁ and A ₂ , B ₂ for consumers. The control valve is powered by an unregulated pump 3. The control valve includes a constant differential pressure valve 4, the input of which is connected to the pressure hydraulic line 5 and the outlet to the tank 6. The spring cavity of the valve 4 is connected to the hydraulic line 7, designed to transmit the pressure signal of the most loaded consumer . The spool sections have a spool valve 8, to the outlet of the throttling edges of which a throttling valve 10 is connected via a hydraulic line 9. One end of the throttling valve 10 is also connected to the hydraulic line 9, and a control line 11, in which the throttle 12 is installed, is connected to the other end. between the throttle 12 and the throttling valve 10 is connected by a hydraulic line 13 to the pressure hydraulic line 5. In the hydraulic line 13, a throttle 14 is installed. The output of the throttling valve 10 by a working hydraulic line 15 is connected to the distribution with valve spool 8. The OR valve 16 is connected by one input 17 to the spool 8 of its section 2 and another to the output of the OR valve 18 of section 1. The output of the OR valve 18 of section 1 is connected by hydraulic line 19 to hydraulic line 7 to transmit the pressure signal to the most loaded consumer . Since the last section 2 of the valve OR 16 uses only one input, the locking element is not installed in it. The drain edges of the spools 8 are connected by a hydraulic line 20 to a drain hydraulic line 21 and a tank 6. The mechanical connection between the control mechanisms for the passage sections of the chokes 12 and 14, if both of them are adjustable and have a single control mechanism, is shown in dashed lines in the drawing.

Гидрораспределитель работает следующим образом. The valve operates as follows.

В нейтральной позиции золотников 8 входы клапанов ИЛИ 16 и 18 соединены гидролиниями 17, 20 со сливной гидролинией 21 и баком 6. В гидролинии 7 создается давление слива. Под действием давления в напорной гидролинии 5 клапан постоянного перепада давления 4, преодолевая усилие пружины, соединяет напорную гидролинию 5 со сливом. Величина давления в напорной гидролинии 5 определяется усилием пружины клапана 4. Присоединения A₁, B₁ и А₂, В₂ потребителей заперты золотниками 8.In the neutral position of the spools 8, the valve inputs OR 16 and 18 are connected by hydraulic lines 17, 20 to a drain hydraulic line 21 and a tank 6. In the hydraulic line 7, a drain pressure is created. Under the action of pressure in the pressure line 5, the constant differential pressure valve 4, overcoming the force of the spring, connects the pressure line 5 with a drain. The pressure in the pressure hydraulic line 5 is determined by the force of the valve spring 4. The connections A ₁ , B ₁ and A ₂ , B _{2 of the} consumers are locked by spools 8.

При перемещении золотника 8 секции 1 в рабочую позицию (например, в левую) напорная гидролиния 5 соединяется с гидролинией 9. Под действием давления, создаваемого насосом 3, дросселирующий клапан 10 открывает доступ рабочей жидкости в рабочую гидролинию 15, которая соединяется с присоединением B₁ и гидролинией 17. Присоединение потребителя А₁ будет соединено через гидролинию 20 и сливную гидролинию 21 с баком 6. Давление нагрузки потребителя по гидролинии 19 передается через клапан ИЛИ 18 в гидролинию 7 и в пружинную полость клапана постоянного перепада давления 4, который под действием пружины начинает закрываться, создавая в напорной гидролинии 5 давление, равное сумме давления потребителя и давления, определяемого усилием пружины клапана постоянного перепада давления 4. При открытом дросселе 12 и закрытом дросселе 14 давление в гидролинии 9 будет равно давлению потребителя. Поэтому через проходное сечение золотника 8 пойдет поток рабочей жидкости, соответствующий площади этого проходного сечения и перепаду давления, определяемому пружиной клапана постоянного перепада давления 4.When moving the spool 8 of section 1 to the working position (for example, to the left), the pressure hydraulic line 5 is connected to the hydraulic line 9. Under the pressure created by the pump 3, the throttle valve 10 allows the working fluid to enter the working hydraulic line 15, which is connected to the connection B ₁ and the hydraulic line 17. The consumer connection A ₁ will be connected via the hydraulic line 20 and the drain hydraulic line 21 to the tank 6. The consumer load pressure via the hydraulic line 19 is transmitted through the valve OR 18 to the hydraulic line 7 and to the spring cavity of the constant pressure valve pressure drop 4, which begins to close under the action of the spring, creating a pressure in the pressure line 5 equal to the sum of the consumer pressure and the pressure determined by the spring force of the constant differential pressure valve 4. When the throttle 12 is open and the throttle 14 is closed, the pressure in the hydraulic line 9 will be equal to the pressure of the consumer . Therefore, the flow of the working fluid corresponding to the area of this passage section and the pressure drop determined by the spring of the constant differential pressure valve 4 will go through the passage section of the valve 8.

При открытом дросселе 14 и соответствующем закрытии дросселя 12 давление на дросселирующем клапане 10 и, соответственно, в гидролинии 9 будет выше, чем давление потребителя, а так как давление в напорной гидролинии 5 остается постоянным, равным сумме давления потребителя и давления, определяемого усилием пружины клапана постоянного перепада давления 4, то перепад на проходном сечении золотника 8 уменьшится, что при неизменной площади проходного сечения приведет к уменьшению потока рабочей жидкости. When the throttle 14 is open and the throttle 12 is closed accordingly, the pressure on the throttle valve 10 and, accordingly, in the hydraulic line 9 will be higher than the consumer pressure, and since the pressure in the pressure hydraulic line 5 remains constant, equal to the sum of the consumer pressure and the pressure determined by the force of the valve spring constant pressure difference 4, then the difference in the flow area of the spool 8 will decrease, which with a constant flow area will lead to a decrease in the flow of the working fluid.

В случае, если оба дросселя 12 и 14 выполнены регулируемыми и имеют единый механизм управления проходным сечением, величина перепада давления на золотнике 8 и величина потока, поступающего к потребителю, будет зависеть от соотношения проходных сечений дросселей 12 и 14. If both chokes 12 and 14 are made adjustable and have a single mechanism for controlling the cross-section, the pressure drop across the spool 8 and the amount of flow entering the consumer will depend on the ratio of the cross-sections of the chokes 12 and 14.

При установке золотника 8 в правую позицию элементы гидрораспределителя будут работать аналогично. When installing spool 8 in the right position, the elements of the valve will work similarly.

При одновременном включении обоих потребителей с помощью клапанов ИЛИ 16 и 18 в гидролинию 19 и, соответственно, в гидролинию 7 и гидролинии управления 11 поступает давление наиболее нагруженного из них. Насос 3 развивает соответствующее давление, а дросселирующий клапан 10 менее нагруженной секции компенсирует разницу в нагрузках потребителей, так как он закрывается давлением максимально нагруженного потребителя при открытом дросселе 12 и закрытом дросселе 14 (или еще большим давлением при другом соотношении проходных сечений дросселей 12 и 14). With the simultaneous inclusion of both consumers using the valves OR 16 and 18 in the hydraulic line 19 and, accordingly, the pressure of the most loaded of them enters the hydraulic line 7 and the control line 11. The pump 3 develops the corresponding pressure, and the throttling valve 10 of the less loaded section compensates for the difference in consumer loads, since it is closed by the pressure of the most loaded consumer with the open throttle 12 and the closed throttle 14 (or even greater pressure with a different ratio of the flow cross sections of the chokes 12 and 14) .

Если суммарная потребность всех включенных потребителей превысит производительность насоса, перепад давления между напорной гидролинией 5 и гидролинией 7 станет меньше величины определяемой усилием пружины клапана постоянного перепада давления 4. Однако, так как условия баланса давлений в гидролиниях сохранятся, поток рабочей жидкости к каждому потребителю уменьшится пропорционально величине уменьшения перепада давления, сохраняя независимость от нагрузки поступления потоков к каждому потребителю. If the total demand of all consumers switched on exceeds the pump capacity, the pressure drop between the pressure line 5 and line 7 will become less than the value determined by the spring force of the constant pressure differential valve 4. However, since the pressure balance conditions in the lines remain, the flow of working fluid to each consumer will decrease proportionally the magnitude of the pressure drop reduction, while maintaining independence from the load of the flow of flows to each consumer.

В случае работы одного из потребителей на частичном расходе (оба дросселя 12 и 14 приоткрыты), через дроссель 14 по гидролинии 13 и далее через гидролинию управления 11 и дроссель 12 будет проходить некоторый поток рабочей жидкости, который при рабочем положении золотника 8 будет поступать к потребителю (или к наиболее нагруженному потребителю, если их будет включено несколько). Поскольку этот поток незначителен, так как используется только для управления дросселирующим клапаном 10, то он не окажет заметного влияния на работу потребителя. If one of the consumers operates at a partial flow rate (both throttles 12 and 14 are ajar), some flow of working fluid will pass through the throttle 14 through the control line 13 and then through the control line 11 and the throttle 12, which will flow to the consumer (or to the most loaded consumer, if several of them are included). Since this flow is negligible, since it is used only to control the throttle valve 10, it will not have a noticeable effect on the operation of the consumer.

Таким образом, изменение соотношения проходных сечений дросселей 12 и 14 изменяет перепад давления на дросселирующих кромках золотника 8, оставляя его постоянным и независимым от потока рабочей жидкости, а следовательно, эффективный ход золотника при регулирования расхода не изменяется. Thus, changing the ratio of the flow cross-sections of the orifice 12 and 14 changes the pressure drop across the throttling edges of the spool 8, leaving it constant and independent of the flow of the working fluid, and therefore, the effective stroke of the spool does not change with flow control.

Claims

1. The control valve is mainly for load-independent control of hydraulic consumers, containing at least one throttling valve, connected to the pressure, drain and working hydraulic lines, and located in at least one working hydraulic line of the consumer at least one throttling valve with a control line, characterized the fact that the directional valve is equipped with an additional hydraulic line connecting the portion of the control line adjacent to the throttle valve with a pressure guide Ohlin and two chokes, one of which is placed in the control hydraulic line and the other - in the additional hydraulic line, wherein at least one of the throttle is adjustable passage section.

2. The control valve according to claim 1, characterized in that both throttles have a variable flow area.

3. The control valve according to claim 2, characterized in that the throttles are equipped with a single control mechanism with the possibility of increasing the flow area of one throttle while reducing the flow area of another.