Гидравлический привод комбинированной дорожной машины

Гидравлический привод комбинированной дорожной машины.

              В статье приняты следующие сокращения:

Рис. 1 Типы КДМ

Под гидравлическим приводом КДМ понимается совокупность гидравлических устройств, обеспечивающих передачу энергии исполнительным механизмам КДМ посредством рабочей жидкости. Гидропривод КДМ обеспечивает преобразование механической энергии ДВС в гидравлическую энергию и последующую её регулирование и транспортировку исполнительным гидравлическим механизмам КДМ. 

Гидравлический привод КДМ включает в себя:

• насос – предназначенный для преобразования механической энергии, снимаемой с  вала ДВС КДМ, в энергию потока рабочей жидкости. В гидроприводах КДМ хорошо зарекомендовали себя аксиально-поршневые насосы MDS-80 ISO. На рис. 2  представлен один из типоразмеров этого насоса.

Рис. 2 АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ НАСОС MDS-80 ISO DX

• гидродвигатели - обеспечивающие в исполнительных механизмах КДМ вращательное движение выходного звена (ГМ) или поступательное движение выходного звена (ГЦ) посредством преобразования гидравлической энергии потока жидкости (как потенциальной, так и кинетической) в механическую энергию на рабочем органе гидродвигателей. Гидродвигатели OR 250, рис. 3, нашли широкое применение в КДМ

Рис. 3 ГИДРОМОТОР OR 250

• распределительную и контрольно-регулирующую гидроаппаратуру - которая управляет направлением потока рабочей жидкости, обеспечивает регулирование и контроль параметров потока (давление, расход и температуру). А также обеспечивает функции пуска, останова, изменения направления потока передачи энергии с контролем и регулированием его мощности и выполняет функции аварийной остановки и выход на предохранительные и энергосберегающие режимы (дроссели, регуляторы давления и расхода, обратные клапаны, гидрозамки, распределители, клапаны).

Рис. 4 Распределитель PDV74 

• гидробак – жизненно важный элемент гидропривода, предназначенный для создания резерва рабочей жидкости, нормализации её параметров (температуры, влагосодержания, степени чистоты) во время непрерывной работы, а так же обеспечения питания гидропривода рабочей жидкостью при максимально комфортных условиях входа жидкости во всасывающий патрубок ГН.

Рис. 5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БАК 100Л, МОНТАЖ ЗА КАБИНУ

• устройства кондиционирования рабочей жидкости – выполняют функции очистки от загрязняющих частиц окружающей среды, продуктов износа элементов гидропривода, очищения рабочей жидкости от влаги и растворённых в ней газов (фильтры, сапуны, влаго-отделители), поддержания рабочей температуры рабочей жидкости (теплообменники).
  

Рис. 6 НАПОРНЫЙ ФИЛЬТР FPC 51

• трубопроводы, рукава высокого давления и гидравлические муфты и соединения – предназначены для организации  движения потока рабочей жидкости между всеми элементами гидропривода.
• вспомогательные устройства - используются для обеспечения контроля параметров потока рабочей жидкости (манометры, реле давления, указатели уровня, датчики температуры и т.п.) и организации сигналов управления, передаваемых  в СУ.
• гидравлические аккумуляторы – применяются в системах гидропривода для сглаживания пульсаций давления или расхода, реализации пиковых значений расхода, не применяя пере размеренных по расходу насосов, а также как аварийные? кратковременно действующие, источники питания при внезапной остановки насоса.

Гидравлическая схема разрабатывается, а основные рабочие параметры гидропривода КДМ рассчитываются на основании функционального назначения машины и ее эксплуатационных показателей, которые сформулированы в ТЗ на КДМ. Поэтому разработка гидропривода должна начинаться прежде всего с анализа ТЗ. 

В ТЗ на КДМ задаются требования к методам управления и контроля, к блокировкам, нагрузочные характеристики и режимы движения каждого рабочего органа, задаётся циклограмма работы машины, описываются необходимые средства диагностики технического состояния, а также другие требования. На основании ТЗ на КДМ анализируются различные варианты принципиальной гидросхемы. При этом дополнительно к обеспечению функциональных, силовых и скоростных требований решаются вопросы по компоновочному размещению гидроустройств на машине, обеспечению безопасной эксплуатации, требований по показателям надёжности работы КДМ, её обслуживанию и ремонтопригодности.  

На основании ТЗ на КДМ определяется количество исполнительных гидромоторов и гидроцилиндров, а также их размеры и технические параметры. С учетом обеспечения требуемых скоростных и силовых характеристик гидродвигателей, а также требований по совмещению их работы, проводится выбор типа насоса и его параметров. При этом особое внимание уделяется сокращению энергетических потерь и обеспечению наиболее высокого КПД гидропривода. Для выполнения этого требования эффективно применяются регулируемые насосы, которые в процессе работы КДМ автоматически поддерживают величину подаваемого потока рабочей жидкости, регулируют необходимое давление в гидроприводе в соответствии с заданной величиной расхода, потребляемого гидродвигателями, и текущей нагрузкой на них. 

Применение регулируемых насосов со встроенным LS-регулятором совместно с гидроблоками, оснащёнными гидролиниями LS-системы управления, обеспечивает наиболее оптимальное распределение потоков рабочей жидкости при одновременной совместной работе нескольких гидродвигателей.  При этом в напорной гидролинии насоса поддерживается давление, соответствующее давлению в линии питания наиболее нагруженного гидродвигателя. Для гидроприводов КДМ, в которых практически всегда требуется совмещать одновременную работу от двух до шести гидродвигателей, обеспечение корректного деления потока на несколько частей имеет очень важное значение. 

В настоящее время наиболее часто применяются гидросхемы КДМ с одним нерегулируемым насосом. Также необходимо учитывать, что гидросхема с одним насосом имеет ограничения по количеству одновременно работающих гидродвигателей и в этом случае не обеспечивает высокий КПД гидропривода, что приводит к повышенному нагреву рабочей жидкости. 

Применение варианта гидросхемы с двумя нерегулируемыми насосами позволяет совмещать работу гидромоторов, обеспечивающих выполнение двух основных функций, например, разбрасывание песчано-соляной смеси и вращение межбазовой щетки. Однако эта гидросхема на некоторых режимах работы машины также имеет низкий КПД гидропривода, а, следовательно, и повышенный нагрев рабочей жидкости.

Ведущий специалист по гидроприводам 

Дегтярёв Ю.Ф.

Редактор к.т.н Ю. В. Артюшин