Устройство и способ управления/регулировки скорости передвижения утилитарного транспортного средства - RU2561666C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству и способу управления/регулировки скорости передвижения утилитарного транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройство и способы управления/регулировки скорости утилитарного транспортного средства известны из уровня техники. Известная система содержит, например, гидравлические приводы, в которых рабочая среда под давлением, такая как гидравлическое масло, сначала нагнетается приводным двигателем и гидравлическим насосом для того, чтобы в дальнейшем использовать ее для приведения в действие утилитарного транспортного средства. При этом рабочая среда под давлением приводит в действие ходовой гидромотор. Кроме того, рабочую среду под давлением можно использовать для приведения в действие дополнительных гидравлических приводов, таких как гидроцилиндры для стрел экскаваторов или тому подобное. В этом отношении различные приводы или потребители утилитарного транспортного средства могут предъявлять взаимоисключающие требования к давлению, создаваемому нагрузкой, и расходу рабочей среды под давлением. Поэтому известно то, что предусматривают управляющие/регулирующие элементы, такие как регулировочные золотниковые клапаны, предназначенные для регулировки различных потребителей, причем посредством таких регулировочных золотниковых клапанов можно регулировать в процессе эксплуатации различные давления, создаваемые нагрузками, и расход. Такой регулировочный золотниковый клапан может, например, подавать определенное количество масла в ходовой гидромотор в зависимости от положения регулировочного золотникового клапана для того, чтобы управлять/регулировать скорость передвижения транспортного средства посредством подачи этого количества масла.

Гидравлический насос, нагнетающий давление в рабочей среде под давлением, работает при этом в гидромеханической схеме регулировки давления, в которой создается давление в линии нагнетания, которое повышается на избыточное давление Δр по отношению к самому высокому возникающему давлению, создаваемому нагрузкой.

Для того чтобы достичь желательной скорости, можно, например, управлять/регулировать давление в линии нагнетания вплоть до давления, создаваемого нагрузкой, которое соответствует желательной скорости посредством ограничительного устройства регулировочного золотникового клапана.

Таким образом, проблема заключается в том, что соответствующее ограничение давления в линии нагнетания приводит в результате к потерям мощности, соответствующим избыточному давлению в виде излученной тепловой энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ управления/регулировки скорости утилитарного транспортного средства, который имел бы более высокую эффективность. Решение этой задачи достигнуто с помощью устройства, имеющего отличительные признаки по п.1, и с помощью способа, имеющего отличительные признаки по п.7.

При параллельном действии двух или более функций утилитарного транспортного средства, таких как одновременный привод в действие экскаватора и перемещение ковша экскаватора, регулировочный золотниковый клапан указанного вида выполнен согласно изобретению для управления/регулировки скоростями и направлениями процессов, действующих параллельно в силу различных профилей требований различных потребителей по отношению к рабочей среде под давлением.

Напротив, если имеется только операция привода, которая представляет собой операцию, в которой обеспечивается только мощность привода с помощью по меньшей мере одного ходового гидромотора и не из других каких-либо гидравлических приводов, параметры настройки рабочей среды под давлением, которые требуются для управления/регулировки скорости, можно установить посредством регулировки скорости приводного двигателя.

В данном случае преимущество состоит в том, что в этом способе можно создать давление в линии нагнетания, которое будет как можно ближе к давлению, создаваемому нагрузкой, которая требуется для желательной скорости передвижения. Таким образом, можно обойтись без ограничения по отношению к возникновению потерь давления в линии нагнетания до желательного более низкого давления, создаваемого нагрузкой, по сравнению с уровнем техники. При этом гидравлический насос предпочтительно полностью повернуть наружу.

Хотя управление направлением вращения ходового гидромотора всегда происходит посредством регулировочного золотникового клапана, тем не менее, можно предположить, что для управления/регулировки скорости передвижения контроллер устройства подсоединен через другие интерфейсы к другим компонентам устройства и также управляет процедурой управления/регулировки скорости передвижения с их помощью.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления со вторым интерфейсом между контроллером и ходовым гидромотором скоростью передвижения по меньшей мере одного ходового гидромотора можно, таким образом, управлять/регулировать посредством установки угла поворота ходового гидромотора.

Другой предпочтительный вариант осуществления содержит использование третьего интерфейса между контроллером и гидронасосом таким образом, чтобы скоростью передвижения по меньшей мере одного ходового гидромотора можно было бы также управлять/регулировать посредством установки угла поворота гидравлического насоса.

Все типы коммерческих моторов можно, в общем, рассматривать как приводной двигатель. Изобретение не ограничивается использованием дизельных двигателей, которые наиболее распространены сегодня, но его можно выполнить с помощью бензиновых двигателей, или мощность привода можно обеспечить с помощью гибридных блоков или систем, основанных на топливных элементах. Однако предпочтительно, чтобы приводной двигатель был дизельным двигателем.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу управления/регулировки скорости передвижения утилитарного транспортного средства, имеющего отличительные признаки по п.7. Способ, соответственно, выполнен для управления/регулировки скорости привода утилитарных транспортных средств посредством устройства в соответствии с одним из пп.1-6, причем способ содержит по меньшей мере один этап, на котором определяют, работают ли дополнительные потребители помимо по меньшей мере одного ходового гидромотора, и в случае, когда дополнительные потребители не работают, управление/регулировку скорости передвижения переключают на дополнительном этапе от управления/регулировки посредством элемента управления/регулировки, такого как регулировочно-золотниковый клапан, на управление/регулировку скоростью передвижения альтернативно этому.

Можно предусмотреть, чтобы альтернативное управление/регулировка скорости передвижения содержала управление/регулировку скорости передвижения по меньшей мере одного ходового гидромотора посредством управления/регулировки скорости приводного двигателя.

Кроме того, возможно, что альтернативное управление/регулировка скорости передвижения содержит управление/регулировку скорости передвижения по меньшей мере одного ходового гидромотора посредством установки угла поворота ходового гидромотора.

Кроме того, возможно, что альтернативное управление/регулировка скорости передвижения содержит управление/регулировку скорости передвижения по меньшей мере одного ходового гидромотора посредством установки угла поворота гидравлического насоса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Дополнительные преимущества и подробности изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на следующее описание, которое относится к фигурам, на фигурах показано:

Фиг. 1 - устройство для управления/регулировки скорости с помощью регулировочного золотникового клапана согласно уровню техники;

Фиг. 2 - устройство для управления/регулировки скорости с помощью приводного двигателя;

Фиг. 3 - устройство для управления/регулировки скорости с помощью приводного двигателя и ходового гидромотора;

Фиг. 4 - устройство для управления/регулировки скорости с помощью приводного двигателя, гидравлического насоса и ходового гидромотора; и

Фиг. 5 - графическое представление области давления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показано устройство 10 для управления/регулировки скорости утилитарного транспортного средства. При этом само утилитарное транспортное средство не показано. Приводной двигатель 1 приводит в действие гидравлический насос 2 для создания давления в рабочей среде под давлением, такой как гидравлическое масло. Рабочую среду под давлением можно подавать в регулировочный золотниковый клапан 4 через одну из гидравлических линий 3. Таким образом, представлена работа регулировочного золотникового клапана 4 для подачи рабочей среды под давлением в зависимости от требования к одному или более потребителям.

Пример, показанный в связи с этим, содержит электрогидравлический блок 6 предварительного управления, посредством которого регулировочным золотниковым клапаном 4 можно предварительно управлять по отношению к скорости и направлению ходового гидромотора 5 посредством клапана 11 для регулирования давления или четырех/трехходового клапана. Клапан 11 для регулирования давления можно в связи с этим, например, выполнить в виде гидравлической педали 11 газа.

Регулировочный золотниковый клапан 4, в частности, уменьшает давление в линии нагнетания, обеспечиваемое гидравлическим насосом 2 посредством дроссельного устройства, например, для того, чтобы, таким образом, уменьшить его до более низкого давления, создаваемого нагрузкой, которое требуется для одного из потребителей. Потери мощности, которые возникают в этой связи, высвобождаются из системы в виде тепла, и их нельзя использовать для привода.

На фиг. 2 показано устройство 10 согласно изобретению, которое в отличие от уровня техники, показанного на фиг. 1, содержит контроллер 7, который соединен на входной стороне с входным элементом и на выходной стороне с приводным двигателем 1. Контроллер 7 получает информацию относительно желательной скорости передвижения утилитарного транспортного средства посредством входного элемента 8, который может представлять собой, например, педаль газа утилитарного транспортного средства или любой другой переключатель или регулятор. Если контроллер 7 определяет, что дополнительные потребители не работают за исключением ходового гидромотора 5, контроллер 7, таким образом, вырабатывает сигнал, соответствующий принимаемой информации, и перенаправляет его через соединение 9 в приводной двигатель 1 для установки скорости вращения ходового двигателя 1 в соответствии с желательной скоростью передвижения. Таким образом, процедура ограничения больше не происходит в области регулировочного золотникового клапана 4 с целью управления/регулировки скорости передвижения, и потери мощности, возникающие в примере, показанном на фиг. 1, минимизируются.

На фиг. 3 показан вариант осуществления с возможностью дополнительного вмешательства для управления/регулировки скорости передвижения ходового гидромотора 1. В этом варианте осуществления контроллер 7 не только соединен с приводным двигателем 1, но также посредством второго соединения 9 с ходовым гидромотором 5. Можно в самом ходовом гидромоторе 5 изменять угол поворота ходового гидромотора 5 в зависимости от желательной скорости передвижения утилитарного транспортного средства. Таким образом, две возможности вмешательства приводят в результате к этому варианту осуществления для управления/регулировки скорости передвижения утилитарного транспортного средства.

Вариант осуществления, имеющий три возможности вмешательства для управления/регулировки скорости передвижения ходового гидромотора 5, показан на фиг. 4. Контроллер 7, как и в предыдущем примере, соединен с приводным двигателем 1 и с ходовым гидромотором 5 и может, кроме того, управлять/регулировать гидравлическим насосом 2 через третье соединение 9. Так как в предыдущем варианте осуществления угол поворота гидромотора 5 можно изменять с помощью контроллера, в настоящем третьем варианте осуществления угол поворота гидравлического насоса 2 можно, таким образом, изменять с помощью контроллера 7.

На фиг. 5а и 5b показаны параметры давления в линии нагнетания ("Давление"), давления, создаваемого нагрузкой ("pLoad"), объемного расхода и разности давлений Δр между давлением в линии нагнетания и давлением, создаваемым нагрузкой, в зависимости друг от друга. Объемный расход и давление в линии нагнетания в этой связи нормированы по отношению к своим соответствующим максимальным значениям.

На фиг. 5а показаны в графическом виде потери мощности, которые возникают в результате процедуры ограничения, известной из уровня техники. Потери мощности пропорциональны Δр, которая зависит от разности давлений между давлением в линии нагнетания и давлением, создаваемым нагрузкой, ходового гидромотора 5 в меньшей степени по сравнению с ними.

На фиг. 5b для сравнения показаны потери мощности устройства 10 согласно изобретению или способа согласно изобретению. В этой связи следует понимать, что Δр уменьшается посредством возможного прямого управления/регулировки в соответствии с изобретением приводного двигателя 1, угла поворота ходового гидромотора 5 и/или угла поворота гидравлического насоса 2 по отношению к уровню техники. Поэтому можно обеспечить то же самое давление, создаваемое нагрузкой, как и на фиг. 5а, при подаче меньшего давления в линии нагнетания.

Реферат

Устройство (10) для управления скоростью передвижения экскаватора содержит приводной дизельный или бензиновый двигатель (1), гидравлический насос (2), регулировочный золотниковый клапан (4), ходовой гидромотор (5), гидравлический привод ковша экскаватора, контроллер. Скоростью передвижения ходового гидромотора (5) управляют посредством скорости приводного двигателя (1), тогда как гидравлический привод ковша экскаватора не вырабатывает какой-либо мощности привода. Предложен также способ регулировки скорости привода экскаватора. Достигается создание давления в линии нагнетания, наиболее близкого к давлению, создаваемому нагрузкой, которая требуется для желательной скорости передвижения. Вызывающее потери ограничение снижения давления до требуемого давления, таким образом, снимается. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула