Гидравлическая система сельхозмашины
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Сельхозмашина образована несущим транспортным средством и, по меньшей мере, одним адаптируемым устройством. Несущее транспортное средство и адаптируемое устройство содержат каждое один или несколько потребителей с гидравлическим приводом. Потребитель или потребители подсоединены к общей напорной гидролинии, в которой обеспечено постоянное гидравлическое давление. За счет этого создана единая и простая гидравлическая система для потребителей на несущем транспортном средстве и для потребителей на присоединяемом к несущему транспортному средству адаптируемом устройстве. Гидравлическая система обладает высокой скоростью реакции и низкой тенденцией к колебаниям при высокой динамике потребителей, а также высоким коэффициентом полезного действия. 18 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к гидравлической системе сельхозмашины.
Уровень техники
Из патентного документа ФРГ №4311191 известен тягач с гидравлической системой, которая действует на основе определения нагрузки и обеспечивает гидравлическое снабжение потребителей на тягаче. В этих гидравлических системах осуществляется обратная связь, согласно которой на гидронасос передается информация по требуемому давлению на потребителе. Объемная подача гидронасоса изменяется в зависимости от требуемого давления на потребителе с тем, чтобы обеспечивать только необходимое потребление. В отличие от этого присоединяемый к тягачу навесной аппарат имеет гидравлическую систему постоянного давления, для которой необходимо постоянное давление для выполнения соответствующих гидравлических функций.
Недостаток такого агрегата тягача с навесным аппаратом заключается в том, что между гидравлической системой тягача и гидравлической системой навесного аппарата необходимо наличие устройства сопряжения, которое передает на гидронасос информацию о давлении, требуемом для выполнения гидравлических функций навесного аппарата, для того, чтобы гидронасос работал при оптимальном рабочем давлении также и при присоединении навесного аппарата.
Раскрытие изобретения
Соответственно, задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении недостатков известных решений уровня техники и создании единой простой гидравлической системы для потребителей на несущем транспортном средстве и для потребителей на присоединяемом к несущему транспортному средству адаптируемом устройстве, обладающей высокой скоростью реакции и низкой тенденцией к колебаниям при высокой динамике потребителей, а также высоким коэффициентом полезного действия.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет признаков, изложенных в пункте 1 формулы изобретения. Предложена гидравлическая система сельхозмашины, причем сельхозмашина образована несущим транспортным средством и, по меньшей мере, одним адаптируемым устройством, а несущее транспортное средство и адаптируемое устройство содержат каждое один или несколько потребителей с гидравлическим приводом. За счет того что потребитель или потребители подсоединены к общей напорной гидролинии, в которой обеспечено постоянное гидравлическое давление, создается единая простая гидравлическая система для потребителей на несущем транспортном средстве и для потребителей на присоединяемом к несущему транспортному средству навесном аппарате.
Предпочтительно, по меньшей мере, один потребитель несущего транспортного средства и/или адаптируемого устройства по сравнению с другими потребителями действует в режиме быстрых циклов срабатывания, при этом постоянное гидравлическое давление в гидравлической системе обеспечивает высокую скорость реакции и низкую тенденцию к колебаниям при высокой динамике потребителей.
В предпочтительном примере осуществления изобретения, по меньшей мере, один действующий в режиме быстрых циклов срабатывания потребитель выполнен в виде устройства копирования поверхности земли, при этом устройство копирования поверхности земли может поворачивать адаптируемое устройство поперечно направлению движения и/или продольно в направлении движения. За счет этого адаптируемое устройство может направляться с копированием поверхности земли на определенной высоте среза.
В дальнейшем предпочтительном примере осуществления устройство копирования поверхности земли содержит несколько гидроцилиндров, причем между, по меньшей мере, одним гидроцилиндром и напорной гидролинией расположен, по меньшей мере, один клапан управления с электромагнитным управлением. При этом гидроцилиндр может избирательно либо питаться от напорной гидролинии, либо запираться с отсечением от напорной гидролинии, либо соединяться со сливным баком и разгружаться.
За счет того что клапан управления срабатывает в зависимости от уровня поверхности земли, гидроцилиндр соответственно раздвигается или втягивается, так что положение навесного аппарата корректируется в соответствии с наклоном поверхности поля.
В особенно простом примере осуществления уровень поверхности земли воспринимается посредством, по меньшей мере, одного щупа, который в зависимости от уровня поверхности земли генерирует, по меньшей мере, один сигнал расстояния и передает его на устройство управления, что обеспечивает простое восприятие уровня поверхности земли.
В том случае если устройство управления в зависимости от сигналов расстояния генерирует сигналы и передает эти сигналы на клапан или клапаны управления, эти клапаны управления приводятся в действие автоматически.
В особенно экономичном и надежном примере выполнения изобретения электромагнитный клапан выполнен в виде клапана с седлом.
За счет того что между потребителем и напорной гидролинией расположен редукционный клапан давления, давление, по меньшей мере, для одного потребителя может быть снижено до максимального допустимого давления.
Снижение длины трубопроводов гидравлической системы достигается в примере выполнения, в котором клапаны управления встроены в напорную гидролинию вблизи соответствующих потребителей на несущем транспортном средстве и/или на навесном аппарате. Благодаря такому решению клапанов управления также снижается время реакции при управлении потребителем.
В особенно простом примере выполнения гидравлической системы без редукционных клапанов давления, по меньшей мере, часть гидроцилиндров рассчитаны на определенный диапазон давления.
Особенно простое и экономичное осуществление изобретения достигается в том случае, когда постоянное давление создается посредством регулируемого по давлению регулировочного насоса, соединенного с напорной гидролинией.
Предпочтительно регулировочный насос выполнен в виде насоса регулируемой объемной подачи, причем объемная подача может регулироваться в зависимости от текущего давления на стороне питания напорной гидролинии или посредством электрического устройства управления. При этом объемная подача регулировочного насоса может регулироваться простым образом.
Благодаря тому что регулировочный насос приводится от двигателя внутреннего сгорания, причем при запуске двигателя внутреннего сгорания регулировочный насос может устанавливаться на безнапорный режим, устраняется дополнительное повышение пускового момента двигателя за счет гидростатического крутящего момента регулировочного насоса.
В дальнейшем примере осуществления изобретения для регулировочного насоса предусмотрен регулятор давления в виде клапана переключения или ходового клапана, при этом после процесса запуска двигателя внутреннего сгорания этот ходовой клапан регулируется таким образом, что регулировочный насос создает в напорной гидролинии гидравлическое давление, так что в распоряжении потребителя уже имеется гидравлическая энергия непосредственно после запуска двигателя внутреннего сгорания.
В дальнейшем примере осуществления изобретения сельхозмашина снабжена, по меньшей мере, одним вариатором скоростей, при этом передаточное отношение вариатора скоростей может регулироваться посредством потребителя. За счет этого при постоянном давлении в напорной гидролинии может производиться непрерывное регулирование числа оборотов рабочих органов на несущем транспортном средстве и/или на навесном аппарате.
Предпочтительно для сельхозмашины предназначен резервный насос рулевого управления, который при наличии рабочего давления остается в нерабочем положении, а при падении рабочего давления переводится в рабочее положение. За счет этого машина остается управляемой даже в случае отказа регулировочного насоса.
В предпочтительном примере осуществления поршень резервного насоса рулевого управления в своем рабочем положении находится в кинематической связи с приводимым от колес кулачком, и вращательное движение кулачка вызывает насосный ход резервного насоса рулевого управления. При этом энергия вращающихся приводных колес используется для привода резервного насоса рулевого управления.
Предпочтительно в напорной гидролинии расположен, по меньшей мере, один гидромотор, причем этот гидромотор приводит во вращение вентилятор, за счет чего вентилятор действует в качестве регулятора потока.
Дальнейшие предпочтительные примеры выполнения являются предметом защиты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будет подробно описан предпочтительный пример осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 схематично изображает на виде сбоку зерноуборочный комбайн с гидравлической системой по изобретению,
фиг.2 схематично изображает часть гидравлической системы по изобретению с резервным насосом рулевого управления и устройством рулевого управления.
Осуществление изобретения
На фиг.1 представлена на виде сбоку выполненная в виде зерноуборочного комбайна 1 сельхозмашина 2 в процессе рабочего прохода при уборке.
Комбайн 1 снабжен спереди наклонным питателем 3, на котором установлен навесной аппарат 5, выполненный в виде жатвенного аппарата 4.
Наклонный питатель 3 соединен с несущим транспортным средством 1 посредством гидроцилиндров 6, которые со стороны корпуса шарнирно соединены с несущим транспортным средством 1, а со стороны поршневого штока шарнирно соединены с наклонным питателем 3. Таким образом, гидроцилиндры 6 обеспечивают вертикальный поворот наклонного питателя 3 вокруг оси 8 поворота, проходящей поперечно направлению FR движения.
Кроме того, на каждой стороне наклонного питателя 3 в его передней области имеется вертикально ориентированный гидроцилиндр 10. Поршневые штоки 11 гидроцилиндров 10 шарнирно соединены своими свободными концами с задней областью навесного аппарата 5.
Подача давления в соответствующий гидроцилиндр 10 и отвод давления приводят к повороту жатвенного аппарата 4 поперечно направлению FR движения вокруг средней оси 12 поворота, ориентированной в направлении FR движения. Как будет подробно описано далее, гидроцилиндры 6 и 10 являются компонентами устройства 15 копирования поверхности земли, с помощью которого в процессе уборки жатвенный аппарат 4 в зависимости от действительного уровня 13 поверхности земли ведется по полю с определенной высотой 14 среза. За счет этого на убранном поле остается стерня равномерной высоты.
Жатвенный аппарат 4 состоит из жатвенного стола 20 и мотовила 22, которое укреплено на нем с помощью двух несущих рычагов 21 мотовила, выполненных с возможностью поворота с изменением высотного положения. Мотовило 22 обеспечивает непрерывный прием убираемой массы и ее равномерную подачу через жатвенный аппарат 4. Высотное положение мотовила 22 регулируется в соответствии с высотой и плотностью убираемой массы на поле и устанавливается оператором, например, в зависимости от высоты 14 среза. Для регулировки мотовила 22 между жатвенным столом 20 и несущими рычагами 21 мотовила шарнирно укреплены два гидроцилиндра 24. С их помощью несущие рычаги 21 мотовила поворачиваются вокруг шарнирной точки 25, вызывая изменение высотного положения мотовила 22. Дополнительно между несущими рычагами 21 мотовила и мотовилом 22 установлены два дополнительных гидроцилиндра 26, посредством которых регулируется положение мотовила 22 относительно жатвенного стола 20 в горизонтальном направлении.
Посредством жатвенного аппарата 4 убираемая масса 23 срезается и передается на наклонный питатель 3, который передает ее на известные и не описываемые здесь подробно рабочие органы 27 в корпусе 28 комбайна 1.
Шарнирно укрепленные на комбайне 1 гидроцилиндры 6, предназначенные для выравнивания продольного наклона жатвенного аппарата 4, гидроцилиндры 10 для регулировки поперечного наклона жатвенного аппарата 4, а также шарнирно укрепленные на навесном аппарате 5 гидроцилиндры 24 для регулировки высотного положения мотовила 22 и гидроцилиндры 26 для горизонтальной регулировки мотовила 22 соединены, как это будет подробно описано далее, с напорной гидролинией 29, в которой обеспечено создание постоянного давления D.
Напорная гидролиния 29 соединена с напорной стороной регулируемого регулировочного насоса 32, подающего в нее давление. Регулировочный насос 32 создает постоянное давление в диапазоне примерно от 180 до 230 бар. Предпочтительно напорная гидролиния 29 изготовлена из металлической трубы, так что через нее дополнительно передается в окружающую среду тепловая энергия гидравлической жидкости.
С напорной гидролинией 29 могут быть соединены другие потребители 48, 49 аналогично устройству 15 копирования поверхности земли и гидроцилиндрам 24, 26. Этими потребителями могут быть, например, цилиндр рулевого управления управляемой задней ходовой оси комбайна, автоматическое устройство рулевого управления комбайна или гидроцилиндры регулировки положения распределительного органа в комбайне. Другим словами, гидравлическая система по изобретению может быть расширена любым образом.
Выполненные в виде гидроцилиндров потребители могут служить также для регулировки вариатора скоростей, например для согласования с работой жатвенного стола числа оборотов известных рабочих органов, таких как молотильный барабан комбайна или мотовило 22.
В представленном примере выполнения в напорную гидролинию 29 встроены также гидромоторы 33, 34, такие как, например, гидромотор 34 вращательного привода вентилятора 47.
Между гидроцилиндрами 6, 10, 24, 26 и напорной гидролинией 29 встроены соответствующие клапаны 35, 36, 37, 38 управления с электромагнитным управлением (включением). При этом каждый клапан 35, 36, 37, 38 управления соединен с напорной гидролинией 29 и со сливной гидролинией 30, ведущей в бак 31, отдельно с помощью ответвлений 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46. В напорной и сливной гидролиниях 29, 30 предусмотрено быстроразъемное соединение 16, так что при замене навесного аппарата 5 он может быть отсоединен от гидравлической системы (и соответственно подсоединен к ней).
Клапаны 35, 36 управления приводятся в действие известным образом в зависимости от команды водителя комбайна 1.
Клапаны 37, 38 управления, принадлежащие устройству 15 копирования поверхности земли, могут включаться избирательно вручную или автоматически в зависимости от действительного уровня 13 поверхности земли под жатвенным аппаратом 4. Для этого под жатвенным аппаратом 4 расположены щупы 50, 51, отстоящие друг от друга поперечно направлению FR движения. Эти щупы воспринимают уровень 13 поверхности земли и в зависимости от действительного уровня 13 поверхности земли генерируют сигналы AS расстояния, передаваемые на устройство 53 управления, связанное со щупами 50. В зависимости от профиля 13 поверхности земли устройство 53 управления генерирует сигналы Y, Z, которые передаются на клапаны 37, 38 управления, так что жатвенный аппарат 4 ведется с копированием поверхности земли. По сравнению с другими потребителями 22, 26 устройство 15 копирования поверхности земли действует в режиме быстрых циклов срабатывания.
Соединенные с напорной гидролинией 29 потребители 6, 10, 24, 26 рассчитаны на диапазон давления, примерно соответствующий постоянному давлению D регулировочного насоса 32. Потребители, рассчитанные на более низкий диапазон давления, могут быть также соединены с напорной гидролинией 29 через регулятор давления для снижения постоянного давления D до максимального допустимого рабочего давления этих потребителей. Клапаны 35, 36, 37, 38 управления встроены в напорную гидролинию 29 вблизи соответствующих потребителей 6, 10, 24, 26 с тем, чтобы соединительные трубопроводы между клапанами 35, 36, 37, 38 управления и потребителями 6, 10, 24, 26 были как можно более короткими.
Регулировочный насос 32 приводится от расположенного на комбайне 1 двигателя внутреннего сгорания, который может дополнительно обеспечивать привод, например гидронасоса привода ходовой части комбайна 1 и других гидронасосов других гидравлических систем комбайна 1. При отказе гидронасоса привода ходовой части для целей аварийного режима питающий поток масла может на короткое время отводиться из гидравлической системы по изобретению и направляться в гидравлическую систему привода ходовой части.
Перед запуском двигателя внутреннего сгорания регулировочный насос 32 устанавливают на безнапорный режим, чтобы при запуске двигателя внутреннего сгорания пусковому устройству не пришлось дополнительно преодолевать гидростатический крутящий момент нагруженного регулировочного насоса 32. Этот процесс может быть осуществлен, например, путем того, что регулировочный насос 32 устанавливается регулятором 55 давления на низкое давление режима готовности. После завершения пускового этапа регулятор 55 давления переводится таким образом, что регулировочный насос 32 создает рабочее давление D в напорной гидролинии 29, при этом непосредственно после запуска обеспечивается гидравлическая энергия для потребителей 6, 10, 24, 26. Возможно также при запуске двигателя внутреннего сгорания обеспечивать соединение напорной гидролинии 29 с баком 31 по короткой схеме или механически отсоединять регулировочный насос 32 от двигателя.
Регулировочный насос 32 выполнен в виде насоса регулируемой объемной подачи, причем объемная подача регулируется в зависимости от текущего давления на стороне питания напорной гидролинии 29 или посредством электрического устройства управления, так что объемная подача регулировочного насоса 32 может регулироваться простым образом.
На фиг.2 показана часть гидравлической системы по изобретению с резервным насосом 56 рулевого управления. Резервный насос 56 рулевого управления состоит из гидроцилиндра 57 двухстороннего действия с поршнем 58 и двухсторонним поршневым штоком 59, причем на нижней стороне поршня 58 имеется пружина 61 сжатия для возврата поршня. Верхняя штоковая полость 62 гидроцилиндра 57 питается давлением от стороны питания напорной гидролинии 29 и удерживает поршень 58 в нерабочем положении 63 против действия пружины 61 сжатия. При падении давления в напорной гидролинии 29 поршень 58 переводится силой пружины в рабочее положение 64. В этом рабочем положении 64 поршневой шток 59 поршня 58 находится в кинематическом взаимодействии с приводимым во вращение кулачком 65, который периодически смещает поршень 58 обратно в нерабочее положение 63 и за счет этого создает насосный ход. Вращающийся кулачок 65 приводится, например, от вращающихся колес движущегося комбайна. За счет возвратно-поступательного движения поршня 58 гидроцилиндр 57 всасывает поток текучей среды из бака 31 через всасывающую линию 66 в нижнюю штоковую полость 68. При движении поршня 58 в нерабочее положение 63 объемный поток из нижней полости 67 нагнетается через гидролинию 69 к потребителю 70, подсоединенному к напорной гидролинии 29. Предпочтительно этим потребителем является устройство рулевого управления комбайна, так что комбайн остается управляемым даже при отказе регулировочного насоса 32.
Сельхозмашина по изобретению может быть выполнена также в виде самоходного полевого измельчителя с передним навесным аппаратом в виде кукурузной приставки или подборщика.
Для специалиста в данной области понятно, что при осуществлении изобретения возможны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема защиты, а также использование его в других машинах для получения описанных преимуществ.
1. Гидравлическая система сельхозмашины, причем сельхозмашина образована несущим транспортным средством и, по меньшей мере, одним адаптируемым устройством, а несущее транспортное средство и адаптируемое устройство содержат каждое один или несколько потребителей с гидравлическим приводом, отличающаяся тем, что потребитель или потребители (6, 10, 22, 26, 15) подсоединены к общей напорной гидролинии (29), в которой обеспечено постоянное гидравлическое давление (D).
2. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один потребитель (6, 10) несущего транспортного средства (1) и/или адаптируемого устройства (4, 5) по сравнению с другими потребителями действует в режиме быстрых циклов срабатывания.
3. Гидравлическая система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один действующий в режиме быстрых циклов потребитель (6, 10) выполнен в виде устройства (15) копирования поверхности земли, при этом устройство (15) копирования поверхности земли выполнено с возможностью поворачивать адаптируемое устройство (4, 5) поперечно направлению (FR) движения и/или продольно в направлении (FR) движения.
4. Гидравлическая система по п.3, отличающаяся тем, что устройство (15) копирования поверхности земли содержит несколько гидроцилиндров (6, 10), причем между, по меньшей мере, одним гидроцилиндром (6, 10) и напорной гидролинией (29) расположен, по меньшей мере, один клапан (37, 38) управления с электромагнитным включением.
5. Гидравлическая система по п.4, отличающаяся тем, что клапан (37, 38) управления срабатывает в зависимости от уровня (13) поверхности земли.
6. Гидравлическая система по п.3, отличающаяся тем, что уровень поверхности земли воспринимается посредством, по меньшей мере, одного щупа (50, 51), который в зависимости от уровня (13) поверхности земли генерирует, по меньшей мере, один сигнал (AS) расстояния и передает его на устройство (53) управления.
7. Гидравлическая система по п.6, отличающаяся тем, что устройство (53) управления в зависимости от сигналов (AS) расстояния генерирует сигналы (Y, Z) и передает эти сигналы (Y, Z) на клапан или клапаны (37, 38) управления.
8. Гидравлическая система по п.4 или 5, отличающаяся тем, что клапан (35, 36, 37, 38) управления с электромагнитным включением выполнен в виде клапана с седлом.
9. Гидравлическая система по любому из пп.1, 2, 4-7, отличающаяся тем, что между, по меньшей мере, одним потребителем и напорной гидролинией (29) расположен регулятор давления.
10. Гидравлическая система по п.4 или 5, отличающаяся тем, что клапан или клапаны (35, 36, 37, 38) управления встроены в напорную гидролинию (29) вблизи соответствующих потребителей (6, 10, 22, 26) на несущем транспортном средстве (1) и/или навесном аппарате (4, 5).
11. Гидравлическая система по любому из пп.1, 2, 4-7, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть гидроцилиндров (6, 10, 22, 26) рассчитана на работу в диапазоне давлений.
12. Гидравлическая система по любому из пп.1, 2, 4-7, отличающаяся тем, что постоянное давление создается посредством регулируемого по давлению регулировочного насоса (32), соединенного с напорной гидролинией (29).
13. Гидравлическая система по п.12, отличающаяся тем, что регулируемый по давлению регулировочный насос (32) выполнен в виде насоса регулируемой объемной подачи, причем объемная подача может регулироваться в зависимости от текущего давления на стороне питания напорной гидролинии (29) или посредством электрического устройства управления.
14. Гидравлическая система по любому из пп.1, 2, 4-7, отличающаяся тем, что регулировочный насос (32) приводится от двигателя внутреннего сгорания, причем при запуске двигателя внутреннего сгорания регулировочный насос может устанавливаться на безнапорный режим.
15. Гидравлическая система по п.14, отличающаяся тем, что для регулировочного насоса (32) предусмотрен клапан (55) переключения, при этом по окончании запуска двигателя внутреннего сгорания этот клапан (55) переключения регулируется таким образом, что регулировочный насос (32) создает в напорной гидролинии (29) гидравлическое давление (D).
16. Гидравлическая система по любому из пп.1, 2, 4-7, отличающаяся тем, что сельхозмашина (2) снабжена, по меньшей мере, одним вариатором скоростей, при этом передаточное отношение вариатора скоростей может регулироваться посредством потребителя.
17. Гидравлическая система по любому из пп.1, 2, 4-7, отличающаяся тем, что для сельхозмашины (2) предназначен резервный насос (56) рулевого управления, который при наличии рабочего давления остается в нерабочем положении (63), а при падении рабочего давления (D) переводится в рабочее положение (64).
18. Гидравлическая система по п.17, отличающаяся тем, что в рабочем положении (64) поршень (58) резервного насоса (56) рулевого управления находится в кинематической связи с приводимым от колес кулачком (65) и вращательное движение кулачка (65) вызывает насосный ход резервного насоса (56) рулевого управления.
19. Гидравлическая система по любому из пп.1, 2, 4-7, отличающаяся тем, что в напорной гидролинии (29) расположен, по меньшей мере, один гидромотор (34), причем этот гидромотор (34) приводит во вращение вентилятор (47).
