Орудие с активным прижимным усилием боковины и последовательность поднятия боковины
Группа изобретений относится к гидравлическим системам сельскохозяйственных орудий, используемых на тракторах. Гидравлическая система содержит чувствительный к нагрузке регулируемый насос, многопозиционный клапан селективного управления, цилиндровые конструкции боковины и центральной рамы орудия, регулируемый клапан давления, соединение для подвода гидропотока из насоса во впуск регулируемого клапана давления, блокирующее клапанное средство. При этом блокирующее клапанное средство выполнено с возможностью закрытия соединения до тех пор, пока давление текучей среды из многопозиционного клапана селективного управления не будет приложено ко второму концу цилиндровой конструкции боковины, после чего клапаны открывают соединение и поддерживают его открытым, когда многопозиционный клапан селективного управления возвращается в нейтральное положение. Согласно другому выполнению гидравлической системы первый и второй направляющие клапаны управления гидравлического блокирующего средства расположены в подводе гидропотока, являются нормально закрытыми и поддерживаются в открытом состоянии посредством давления подвода гидропотока, когда многопозиционный клапан селективного управления возвращается в нейтральное положение. Гидравлическая система позволяет активировать и деактивировать источник мощности, чувствительный к нагрузке, в зависимости от функции клапана селективного управления. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.
Уровень техники
Гидравлические системы сельскохозяйственных тракторов, которые приводят в действие оборудование высокой производительности, обычно генерируют значительное количество тепла, которое должно быть рассеяно. Например, орудие, такое как большой посевной агрегат с веялкой с гидравлическим приводом, часто включает в себя активную гидравлическую прижимную систему, которая работает одновременно с веялкой. Использование многопозиционного клапана селективного управления (далее - SCV) трактора для приложения непрерывного давления расходует дополнительную мощность двигателя и может вызывать перегрев гидравлической системы трактора. Система, чувствительная к нагрузке, поддерживает давление в системе на минимальном возможном уровне. Многие тракторы включают в себя дополнительный выходной разъем, называемый подвод гидропотока. Разъем гидропотока представляет собой дополнительное средство, чувствительное к внешней нагрузке. Однако система гидропотока не позволяет оператору управлять ее выходом. Существует необходимость подавать в систему давление, чувствительное к нагрузке, обеспечивая управление системой посредством клапана управления, нечувствительного к нагрузке.
Для того чтобы не допустить, чтобы давление, чувствительное к нагрузке, управляло подачей насоса во время запуска двигателя трактора, таким образом вызывая проблемы запуска трактора при некоторых условиях, необходимо не допустить, чтобы сигнальное давление, чувствительное к нагрузке, сообщалось с трактором во время запуска двигателя. Это можно осуществить при помощи электромагнитного клапана, однако для этого требуется электрический сигнал, который можно было бы использовать в схеме. Необходим способ осуществления активации и деактивации прижимного усилия, который не требует электрического сигнала. Поскольку не все тракторы оборудованы системой гидропотока, предпочтительно также обеспечить прижимное давление в цилиндрах боковины, используя соединение с SCV.
Последовательность поднятия боковины и поднятия центральной рамы, так же как последовательность опускания центральной рамы и опускания боковины имеют критическое значение. Боковины должны подниматься перед поднятиями центральной рамы и должны оставаться поднятыми до тех пор, пока не опустится центральная рама. Добавление непрерывного обратного давления в цилиндры боковины посредством активной прижимной системы создает проблему надлежащего определения последовательности.
Ранее использованный способ определения последовательности функций поднятия и опускания боковины и центральной рамы использует размер цилиндра и атмосферное давление для достижения правильной последовательности. Когда SCV приводят в действие, чтобы поднять центральную раму, давление, требующееся для втягивания цилиндров боковины, меньше чем давление, требующееся для выдвижения цилиндров центральной рамы. Таким образом, боковины поднимаются, прежде чем поднимается центральная рама. Когда SCV приводят в действие, чтобы опустить центральную раму, обратное давление, вызываемое возвращением масла из цилиндров центральной рамы, является достаточным для поддерживания цилиндров боковины втянутыми. Когда цилиндры центральной рамы полностью втянуты, расход падает и давление падает, позволяя цилиндрам боковины выдвигаться.
Частичное решение упомянутой проблемы содержится в публикации заявки на патент США 2010/0078185, имеющего общего правообладателя с данной заявкой и включенного сюда путем ссылки. В данной заявке дополнительные клапаны выполнены в активной прижимной схеме, чтобы заставить гидравлическую систему трактора работать в состоянии ненагруженного резерва ниже давления срывного или высокого давления. Обратный клапан соединяет линию подвода гидропотока трактора с редукционным клапаном, который соединен с концами цилиндра орудия и управляет прижимным давлением. Затем многопозиционный клапан селективного управления трактора приводится в действие при давлении нагрузки в плавающем режиме, когда прижимная схема регулирует прижимное давление орудия. Данная схема устраняет срывной сигнал в гидравлическом насосе, который в противном случае может вынуждать насос повышать давление до высокого, производящего тепло срывного давления при работе в активном режиме давления. Во время поднятия орудия, обратный клапан позволяет гидравлическому потоку из цилиндров обходить редукционный клапан. Таким образом, система работает при более низком давлении и меньшей мощности, образуя меньше тепла и увеличивая экономию топлива. Упомянутая заявка на патент не обеспечивает другой последовательности, помимо определения размеров цилиндров.
Раскрытие изобретения
Предложена схема гидравлического сцепления, которая позволяет активировать и деактивировать источник мощности, чувствительный к нагрузке, в зависимости от функции SCV. Источник мощности, чувствительный к нагрузке, активируется, когда цилиндры боковины полностью выдвинуты, обеспечивая надлежащее прижимное усилие на боковины. Он остается активированным или блокированным, когда SCV возвращается в нейтральное положение. Он деактивируется или разблокируется, когда цилиндры боковины втягиваются. Предложены две схемы для осуществления данной функции блокирования. Обе данные схемы блокирования могут быть использованы со схемой определения последовательности.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой гидравлическую систему, схематично изображающую одну реализацию вышеописанной гидравлической схемы; и
Фиг. 2 представляет собой гидравлическую систему, схематично изображающую другую реализацию вышеописанной гидравлической схемы.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на фиг. 1 показана гидравлическая система 100. Система 100 представляет собой гидравлическую систему орудия, соединенную с гидравлической системой 102 трактора. Гидравлическая система 100 орудия включает в себя цилиндровую конструкцию 104 боковины орудия, показанную с двумя цилиндрами 106. Следует понимать, что цилиндровая конструкция 104 боковины может содержать любое количество цилиндров 106 по необходимости. Боковина орудия и цилиндровая конструкция боковины орудия выполнена таким образом, что боковины орудия опускаются, когда штоки 108 цилиндров выдвигаются. Однако орудие может быть выполнено таким образом, что боковины орудия опускаются, когда штоки 108 втягиваются. Таким образом, гидравлические соединения с цилиндровой конструкцией боковины будет упоминаться в формуле изобретения как соединения с первым концом 110 или вторым концом 112 безотносительно к тому, относится ли это к концу крышки или концу штоков цилиндров.
Гидравлическая система 100 также включает в себя цилиндровую конструкцию 114 центральной рамы орудия, показанную с двумя цилиндрами 116. И опять же в цилиндровой конструкции центральной рамы может содержаться любое количество цилиндров 116. Центральная рама орудия и цилиндровая конструкция центральной рамы выполнены таким образом, что орудие поднимается, когда штоки 118 цилиндров выдвигаются, и опускается, когда штоки 118 втягиваются. И опять же орудие может быть выполнено таким образом, что орудие поднимается, когда штоки 118 втягиваются, таким образом, соединения с цилиндровой конструкцией центральной рамы будут упоминаться в формуле изобретения как соединения с первым концом или вторым концом безотносительно к тому, относится ли это к концу крышки или концу штоков цилиндров.
Первые концы 110 и 120 цилиндровой конструкции боковины и цилиндровой конструкции центральной рамы соединены с SCV параллельно. Аналогичным образом, вторые концы 112 и 122 цилиндровой конструкции боковины и цилиндровой конструкции центральной рамы соединены с SCV параллельно.
Гидравлическая система 102 трактора включает в себя регулируемый насос 124, чувствительный к нагрузке, который выдает поток в многопозиционный клапан 126 селективного управления (SCV). Многопозиционный клапан селективного управления имеет нейтральное положение 126N, первое открытое положение 126R, используемое для поднятия орудия и боковин, второе открытое положение 126L, используемое для опускания боковин и орудия, и плавающее положение 126F. Таким образом, SCV управляет поднятием и опусканием орудия.
Клапан 128, уменьшающий/ослабляющий давление, регулирует давление, подаваемое во второй конец 112 цилиндровой конструкции 104 боковины. Клапан 128, уменьшающий/ослабляющий давление, содержит впуск 130, выпуск 132 и обратный клапан 134 возврата, который позволяет потоку обходить клапан 128, уменьшающий/ослабляющий давление, во время втягивания штоков 108 цилиндровой конструкции боковины. Сливной обратный клапан 136 защищает клапан, уменьшающий/ослабляющий давление, во время втягивания цилиндровой конструкции боковины.
Функция гидравлического блокирования обеспечена в схеме посредством первого и второго двухходовых, двухпозиционных, нормально закрытых направляющих клапанов 140, 150 с двойным сервоуправлением. Первый направляющий клапан 140 расположен в соединении 142 для отвода мощности из насоса к впуску 130 клапана 128, уменьшающего/ослабляющего давление. Второй направляющий клапан 150 расположен в соединении 144 для возврата мощности между первым концом 110 цилиндровой конструкции боковины и баком 160. Данные направляющие клапаны могут быть объединены в один четырехходовой двухпозиционный клапан с двойным сервоуправлением. Между выпуском 132 клапана 128 и насосом 124 предусмотрена пневматическая линия 146, чувствительная к нагрузке. Система 100 дополнительно включает в себя первый и второй клапаны 152, 154 последовательности. Первый клапан 152 последовательности расположен в параллельном соединении с первым концом 120 цилиндровой конструкции центральной рамы. Второй клапан 154 последовательности расположен в параллельном соединении со вторым концом цилиндровой конструкции боковины.
Когда SCV 126 приводят в действие, чтобы поднять орудие, то есть SCV перемещаются в первое открытое положение 126R, первый клапан 152 последовательности предотвращает выдвижение цилиндровой конструкции центральной рамы до тех пор, пока клапан 152 не достигнет заданного давления. Однако масло может проходить в первый конец 110 цилиндровой конструкции боковины. Масло свободно выходит из второго конца цилиндровой конструкции боковины через обратный клапан 134 возврата. Когда цилиндровая конструкция боковины полностью втянута, давление подачи увеличивается до тех пор, пока не открывается первый клапан 152 последовательности. Затем выдвигается цилиндровая конструкция центральной рамы.
Когда SCV 126 приводят в действие, чтобы втягивать цилиндры центральной рамы и таким образом опустить орудие, то есть SCV перемещают в первое открытое положение 126L, питающая текучая среда направляется ко вторым концам 122 цилиндровой конструкции центральной рамы. Перепускной обратный клапан клапана 152 последовательности обеспечивает свободный возврат масла из первого конца цилиндровой конструкции центральной рамы. Когда цилиндровая конструкция центральной рамы полностью втянута, напряжение питания увеличивается до тех пор, пока не будет достигнуто заданное давление второго клапана 154 последовательности. Когда второй клапан последовательности открывается, давление масла из SCV подается во вспомогательный сервоклапан направляющих клапанов 140, 150, вынуждающий направляющие клапаны открываться. Когда направляющий клапан 150 открывается, масло может свободно выходить из первого конца 110 цилиндровой конструкции боковины, позволяя штокам 108 выдвигаться и опускать боковины орудия. Когда первый направляющий клапан 14 0 открывается, подвод гидропотока соединяется со вторым концом 112 цилиндровой конструкции боковины и с отверстием вспомогательного сервоклапана направляющих клапанов 140, 150. Это фиксирует давление гидропотока в цилиндровой конструкции боковины, обеспечивая активное прижимное усилие в цилиндровой конструкции боковины. Кроме того, поскольку давление подвода гидропотока используется для управления направляющими клапанами 140, 150, направляющие клапаны будут оставаться открытыми, когда SCV 126 возвращается в нейтральное положение 126N.
Направляющие клапаны остаются открытыми до тех пор, пока SCV 126 не сдвигается в первое открытое положение 126R, чтобы поднять орудие, или если SCV перемещается в плавающее положение 126F. Когда SCV перемещают в первое открытое положение 126R, давление в линии управления, подаваемое в направляющие клапаны 140, 150, закрывает данные клапаны. Когда SCV перемещают в плавающее положение 126F, давления в линии управления на направляющие клапаны 140, 150 выравнивается, позволяя пружинам закрывать направляющие клапаны, деактивируя прижимную схему. Если направляющие клапаны 140, 150 открыты во время начала цикла поднятия орудия, то масло будет также перемещаться через отверстие 156 и второй направляющий клапан 150 к возврату гидропотока. Когда данный поток масла увеличивается, отверстие будет обеспечивать достаточное давление в сочетании с усилием пружины, чтобы закрывать направляющий клапан 150.
Если на тракторе не предусмотрена система гидропотока, то отверстия для подвода гидропотока в направляющий клапан 140 и отверстие для возврата гидропотока в направляющий клапан 150 закупорены заглушками. В этом случае орудие может быть приведено в действие при помощи SCV. В этом случае режим прижима требует, чтобы SCV находился во втором открытом положении 126L.
Система 100 обеспечивает последовательность для требуемой работы цилиндровой конструкции центральной рамы и цилиндровой конструкции боковины, а также обеспечивает гидравлическое блокирование для активации прижимного управления в цилиндровой конструкции боковины.
На фиг. 2 показана другая гидравлическая система 200. Во многих отношениях система 200 аналогична системе 100. Подобные или одинаковые элементы обозначены аналогичными ссылочными позициями, но начинающимися не с 1, а с 2. Система 200 использует такую же последовательность, как система 100, но она представляет собой другую схему блокирования. Здесь блокирование осуществляется посредством нормально открытого, трехходового двухпозиционного направляющего клапана 240 с сервоуправлением и нормально закрытого, четырехходового двухпозиционного направляющего клапана 250 с сервоуправлением. Когда цилиндровая конструкция 214 центральной рамы полностью втянута, открывается клапан 254 последовательности, который вынуждает направляющий клапан 250 открываться, открывая соединение 242 для подвода гидропотока с клапаном 228, уменьшающим/ослабляющим давление, во второй конец 212 цилиндровой конструкции боковины. Когда SCV 226 возвращается в нейтральное/закрытое положение, 226N, давление отвода мощности продолжает поддерживать направляющий клапан 250 открытым. Когда SCV сдвигается в первое открытое положение 226R, чтобы поднять орудие, направляющий клапан 240 принудительно закрывается. Затем клапан 240 отсекает подвод гидропотока от клапана 228, деактивирует прижим боковин. Направляющий клапан 250 также возвращается в закрытое положение. Масло из второго конца 212 цилиндровой конструкции боковины возвращается через обратный клапан 234 и через направляющий клапан 240 в SCV и затем в бак 260.
Гидравлические системы используют гидравлическое блокирование для обеспечения активации и деактивации источника мощности, чувствительного к нагрузке, посредством SCV. Источник мощности, чувствительный к нагрузке, активируется, когда цилиндры цилиндровой конструкции боковины полностью выдвинуты, как показано, или полностью втянуты. Источник мощности, чувствительный к нагрузке, остается активированным, то есть блокированным, когда SCV возвращается в нейтральное положение. Он деактивируется или разблокируется, когда цилиндры втянуты, как показано.
После описания гидравлических систем становится очевидно, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки объема приложенной формулы изобретения.
1. Гидравлическая система орудия для использования с трактором, содержащим регулируемый насос, чувствительный к нагрузке, и многопозиционный клапан селективного управления, имеющий закрытое нейтральное положение, первое открытое положение и второе открытое положение, причем многопозиционный клапан селективного управления подсоединен между насосом и гидравлической системой орудия, при этом гидравлическая система орудия содержит:
цилиндровую конструкцию боковины орудия, содержащую первый и второй концы;
цилиндровую конструкцию центральной рамы орудия, содержащую первый и второй концы;
регулируемый клапан давления, содержащий впуск и выпуск, подсоединенный между многопозиционным клапаном селективного управления и вторым концом боковой цилиндровой конструкции;
соединение для подвода гидропотока из насоса во впуск регулируемого клапана давления, причем соединение для подвода гидропотока обеспечивает источник гидравлической текучей среды под давлением в регулируемый клапан давления независимо от гидравлической текучей среды под давлением из многопозиционного клапана селективного управления;
соединение, чувствительное к нагрузке, из выпуска регулируемого клапана давления до насоса;
блокирующее клапанное средство в соединении для подвода гидропотока для открытия и закрытия соединения, при этом блокирующее клапанное средство выполнено с возможностью закрытия соединения до тех пор, пока давление текучей среды из многопозиционного клапана селективного управления не будет приложено ко второму концу цилиндровой конструкции боковины, после чего клапанное средство открывает соединение и поддерживает его открытым, когда многопозиционный клапан селективного управления возвращается в нейтральное положение;
первый клапан последовательности для направления текучей среды к первому концу цилиндровой конструкции боковины, затем к первому концу цилиндровой конструкции центральной рамы, когда многопозиционный клапан селективного управления находится в первом открытом положении; и
второй клапан последовательности для направления текучей среды ко второму концу цилиндровой конструкции центральной рамы, затем ко второму концу цилиндровой конструкции боковины, когда многопозиционный клапан селективного управления находится во втором открытом положении.
2. Система по п. 1, дополнительно содержащая соединение для возврата гидропотока между насосом и первым концом цилиндровой конструкции боковины, при этом блокирующее клапанное средство включает в себя нормально закрытый первый направляющий клапан в соединении для подвода гидропотока из насоса во впуск регулируемого клапана давления, который принудительно открывается, когда многопозиционный клапан селективного управления перемещается во второе открытое положение, и второй направляющий клапан, расположенный в соединении для возврата гидропотока, причем второй направляющий клапан является нормально закрытым и принудительно открывается, когда многопозиционный клапан селективного управления перемещается во второе открытое положение.
3. Система по п. 2, в которой первый и второй направляющие клапаны остаются принудительно открытыми посредством давления подвода гидропотока, когда многопозиционный клапан селективного управления возвращается в нейтральное положение.
4. Система по п. 2, в которой первый и второй направляющие клапаны представляют собой клапаны с двойным сервоуправлением при помощи давления управления для закрытия клапанов, обеспечиваемого давлением в системе, когда многопозиционный клапан селективного управления находится во втором открытом положении.
5. Система по п. 2, в которой первый и второй направляющие клапаны выполнены в виде четырехходового двухпозиционного клапана.
6. Система по п. 1, в которой блокирующее клапанное средство включает в себя:
первый направляющий клапан в соединении для подвода гидропотока, причем первый направляющий клапан является нормально открытым и перемещается в закрытое положение, когда многопозиционный клапан селективного управления перемещается в первое открытое положение; и
нормально закрытый второй направляющий клапан в соединении для подвода гидропотока, который перемещается в открытое положение, когда многопозиционный клапан селективного управления перемещается во второе открытое положение.
7. Система по п. 6, в которой первый направляющий клапан представляет собой трехходовой двухпозиционный клапан.
8. Система по п. 6, в которой второй направляющий клапан представляет собой четырехходовой двухпозиционный клапан.
9. Система по п. 1, дополнительно содержащая параллельные соединения от многопозиционного клапана селективного управления к первым концам цилиндровой конструкции боковины и цилиндровой конструкции центральной рамы, при этом первый клапан последовательности находится в параллельном соединении с первым концом цилиндровой конструкции центральной рамы.
10. Система по п. 1, дополнительно содержащая параллельные соединения от многопозиционного клапана селективного управления ко вторым концам цилиндровой конструкции боковины и цилиндровой конструкции центральной рамы, при этом второй клапан последовательности находится в параллельном соединении со вторым концом цилиндровой конструкции боковины.
11. Гидравлическая система орудия для использования с трактором, содержащим регулируемый насос, чувствительный к нагрузке, и многопозиционный клапан селективного управления, при этом система содержит гидравлическое блокирующее средство, позволяющее активировать и деактивировать управляемый насос, чувствительный к нагрузке, посредством многопозиционного клапана селективного управления, и подвод и возврат гидропотока в и из насоса, при этом гидравлическое блокирующее средство включает в себя первый и второй направляющие клапаны управления, причем первый направляющий клапан управления является нормально закрытым и расположен в подводе гидропотока и принудительно открывается посредством давления в системе из многопозиционного клапана селективного управления, когда многопозиционный клапан селективного управления находится во втором открытом положении и поддерживается открытым посредством давления подвода гидропотока, когда многопозиционный клапан селективного управления возвращается в нейтральное положение, а второй направляющий клапан управления является нормально закрытым и расположен в возврате гидропотока и принудительно открывается посредством давления в системе из многопозиционного клапана селективного управления, когда многопозиционный клапан селективного управления находится во втором открытом положении, и поддерживается открытым посредством давления подвода гидропотока, когда многопозиционный клапан селективного управления возвращается в нейтральное положение.
12. Система по п. 11, в которой первый и второй направляющие клапаны имеют двойное сервоуправление и принудительно закрываются, когда многопозиционный клапан селективного управления перемещается в первое открытое положение.
13. Система по п. 11, содержащая подвод и возврат гидропотока в и из насоса,
при этом гидравлическое блокирующее средство включает в себя первый и второй направляющие клапаны, причем первый направляющий клапан управления является нормально открытым и расположен в подводе гидропотока и принудительно закрывается посредством давления в системе из многопозиционного клапана селективного управления, когда многопозиционный клапан селективного управления находится в первом открытом положении, а второй направляющий клапан управления является нормально закрытым и расположен как в подводе, так и в возврате гидропотока и принудительно открывается посредством давления в системе из многопозиционного клапана селективного управления, когда многопозиционный клапан селективного управления находится во втором открытом положении, и поддерживается открытым посредством давления подвода гидропотока, когда многопозиционный клапан селективного управления возвращается в нейтральное положение.
