RU2722767C1 - Hydraulic drive with throttling control - Google Patents

Hydraulic drive with throttling control Download PDF

Info

Publication number
RU2722767C1
RU2722767C1 RU2019134805A RU2019134805A RU2722767C1 RU 2722767 C1 RU2722767 C1 RU 2722767C1 RU 2019134805 A RU2019134805 A RU 2019134805A RU 2019134805 A RU2019134805 A RU 2019134805A RU 2722767 C1 RU2722767 C1 RU 2722767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
hydraulic
channel
channels
control
Prior art date
Application number
RU2019134805A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Ефимович Гойдо
Валерий Владимирович Бодров
Рамиль Мерсеитович Багаутдинов
Original Assignee
Валерий Владимирович Бодров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Владимирович Бодров filed Critical Валерий Владимирович Бодров
Priority to RU2019134805A priority Critical patent/RU2722767C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722767C1 publication Critical patent/RU2722767C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/05—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: application field: hydraulic drives of machines and units operating with variable in magnitude and direction load at output link of hydraulic motor. Hydraulic drive includes hydraulic double-acting hydraulic engine 1, hydraulic power supply 2 with pressure 3 and drain 4 hydraulic lines, four-line throttling hydraulic distributor 5 with proportional electric control, electronic control unit 6 of which is connected to control system 7 of hydraulic drive, valve 8 of constant pressure difference, inlet channel and spring control cavity of which are connected to drain channel of hydraulic distributor 5, outlet channel – with drain hydraulic line 4, and control cavity opposite to spring cavity with channel T of switching device 9, and valve 10 ratio between pressure difference in inlet and outlet channels of said valve and pressure difference in inlet and outlet channels of valve 8. Inlet channel of valve 10 is connected to the pressure hydraulic line 3, and the outlet channel – to the pressure channel of the hydraulic control valve 5. Switching hydraulic device 9 is made in the form of a four-line three-position hydraulic distributor, the control electrodes YA1 and YA2 of which are connected to the hydraulic drive control system 7.EFFECT: higher rigidity coefficient of hydraulic drive.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области объемного гидравлического привода, а именно: к гидравлическим приводам с дроссельным управлением, - и может быть использовано при создании и модернизации гидроприводов, предназначенных для регулирования скорости движения соответствующего рабочего оборудования и работающих с переменной по значению и по направлению нагрузкой (силой для гидроприводов поступательного движения или вращающим моментом для гидроприводов вращательного и поворотного движения), например, гидроприводов грузоподъемных машин и механизмов.The invention relates to the field of three-dimensional hydraulic drive, namely: to hydraulic drives with throttle control, and can be used to create and modernize hydraulic drives designed to control the speed of the corresponding working equipment and working with a variable in value and direction of the load (force for hydraulic actuators of translational motion or torque for hydraulic actuators of rotational and rotary motion), for example, hydraulic actuators of hoisting machines and mechanisms.

Известен гидропривод с дроссельным управлением, содержащий объемный гидродвигатель двухстороннего действия, гидравлический источник питания с напорной и сливной гидролиниями, четырехлинейный дросселирующий гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, электронный блок управления которого соединен с системой управления гидропривода, а каждый из двух исполнительных гидравлических каналов - с соответствующей рабочей полостью гидродвигателя, клапан постоянной разности давлений с пружинной и противоположной ей полостями управления и нормально открытым рабочим окном между его входным и выходным каналами, переключающий гидроаппарат, первый и второй каналы которого соединены с соответствующими исполнительными каналами дросселирующего гидрораспределителя, а третий канал - с одной из двух полостей управления клапана постоянной разности давлений [1]. При этом входной канал клапана постоянной разности давлений соединен с напорной гидролинией гидравлического источника питания, а выходной канал - с полостью управления этого клапана, противоположной его пружинной полости, и с напорным каналом дросселирующего гидрораспределителя, сливной канал дросселирующего гидрораспределителя соединен со сливной гидролинией, переключающий гидроаппарат выполнен в виде логического элемента «ИЛИ», первый и второй каналы которого являются входными, третий канал является выходным и соединен с пружинной полостью клапана постоянной разности давлений.Known hydraulic drive with throttle control, containing a double-acting volumetric hydraulic motor, a hydraulic power source with pressure and drain lines, a four-line throttling valve with proportional electric control, the electronic control unit of which is connected to the hydraulic drive control system, and each of the two hydraulic actuating channels is connected with a corresponding working a hydraulic engine cavity, a constant pressure difference valve with a spring and opposite control cavities and a normally open working window between its input and output channels, a switching hydraulic device, the first and second channels of which are connected to the corresponding actuating channels of the throttling valve, and the third channel to one of two control cavities of the valve constant pressure difference [1]. In this case, the inlet channel of the constant-pressure differential valve is connected to the pressure head hydraulic line of the hydraulic power source, and the output channel to the control cavity of this valve, opposite its spring cavity, and to the pressure channel of the throttling valve, the drain channel of the throttling valve is connected to the drain hydraulic line, the switching hydraulic unit is made in the form of an OR gate, the first and second channels of which are input, the third channel is an output and is connected to the spring cavity of the valve with a constant pressure difference.

Далее по тексту описания изобретения рабочие полости гидродвигателя, которые в текущий момент времени соединены посредством дросселирующего гидрораспределителя с напорной и сливной гидролиниями гидравлического источника питания, называются соответственно напорной и сливной полостями, а рабочие окна гидрораспределителя, через которые рабочая жидкость поступает в напорную полость гидродвигателя и вытесняется из сливной полости последнего, называются соответственно напорным и сливным рабочими окнами.Further, in the text of the description of the invention, the working cavities of the hydraulic motor, which are currently connected by means of a throttling valve to the pressure and drain hydraulic lines of the hydraulic power source, are called the pressure and drain cavities, respectively, and the working windows of the hydraulic distributor, through which the working fluid enters the pressure chamber of the hydraulic motor and is displaced from the drain cavity of the latter are called pressure and drain working windows, respectively.

В соответствии с конструкцией известного гидропривода при его работе со встречной нагрузкой на выходном звене гидродвигателя (то есть нагрузкой, направленной против направления движения выходного звена гидродвигателя) на напорном рабочем окне дросселирующего гидрораспределителя поддерживается постоянный перепад давлений, определяемый давлением настройки клапана постоянной разности давлений. Благодаря этому, расход рабочей жидкости через указанное рабочее окно, а при пренебрежении расходами, связанными с перетечками и утечками жидкости, ее сжимаемостью и упругими деформациями стенок каналов, в которые заключена жидкость, и скорость движения (линейная для гидроцилиндра или угловая для гидромотора и поворотного гидродвигателя) выходного звена гидродвигателя (поршня со штоком либо плунжеров для гидроцилиндра или вала для гидромотора и поворотного гидродвигателя) зависит лишь от площади проходного сечения напорного рабочего окна дросселирующего гидрораспределителя, определяемой электрическим сигналом, подаваемым на его электронный блок управления от системы управления гидроприводом, и не зависит от изменений давления в напорной и сливной гидролиниях гидравлического источника питания гидропривода и нагрузки на выходном звене гидродвигателя.In accordance with the design of the known hydraulic actuator, when it is working with a counter load at the output link of the hydraulic motor (i.e., a load directed against the direction of movement of the output link of the hydraulic motor), a constant pressure differential is maintained at the pressure working window of the throttling valve, determined by the setting pressure of the constant differential pressure valve. Due to this, the flow rate of the working fluid through the specified working window, and neglecting the costs associated with fluid overflows and leaks, its compressibility and elastic deformation of the walls of the channels in which the fluid is enclosed, and the speed of movement (linear for a hydraulic cylinder or angular for a hydraulic motor and a rotary hydraulic motor ) the output link of the hydraulic motor (a piston with a rod or plungers for a hydraulic cylinder or a shaft for a hydraulic motor and a rotary hydraulic motor) depends only on the area of the passage section of the pressure working window of the throttling valve, determined by the electrical signal supplied to its electronic control unit from the hydraulic control system, and does not depend from changes in pressure in the discharge and discharge hydraulic lines of the hydraulic power source of the hydraulic drive and the load on the output link of the hydraulic motor.

Однако при работе известного гидропривода при изменении значения встречной нагрузки на выходном звене гидродвигателя в зависимости от этой нагрузки изменяется давление лишь в напорной полости гидродвигателя. Это обусловлено тем, что в указанном случае давление в сливной гидролинии не зависит от значения нагрузки, а перепад давления на сливном рабочем окне дросселирующего гидрораспределителя, который при вышеуказанных допущениях однозначно связан с перепадом давления на напорном рабочем окне гидрораспределителя, поддерживаемым постоянным посредством клапана постоянной разности давлений, и также остается постоянным.However, when the known hydraulic actuator is operating, when the value of the oncoming load at the output link of the hydraulic motor changes, the pressure only changes in the pressure cavity of the hydraulic motor depending on this load. This is due to the fact that in this case the pressure in the drain hydraulic line does not depend on the load value, and the pressure drop across the drain working window of the throttling valve, which, under the above assumptions, is uniquely related to the pressure drop across the pressure working window of the valve, which is maintained constant by means of a constant pressure difference valve , and also remains constant.

Указанное обстоятельство приводит к снижению коэффициента жесткости гидропривода и, как следствие, частоты его собственных колебаний по сравнению со случаем, когда при изменении нагрузки на выходном звене гидродвигателя значения давления в напорной и сливной полостях гидродвигателя одновременно изменяются в противофазе и, соответственно, в каждой из полостей на меньшую величину по сравнению со случаем изменения давления только в одной напорной полости [см. книгу: Гойдо М.Е. Проектирование объемных гидроприводов (Б-ка конструктора). - М.: Машиностроение, 2009 (с. 174)]. Снижение коэффициента жесткости гидропривода по сравнению с его потенциально возможным значением является первым недостатком известного гидропривода.This circumstance leads to a decrease in the stiffness coefficient of the hydraulic drive and, as a consequence, the frequency of its natural oscillations compared to the case when, when the load on the output link of the hydraulic motor changes, the pressure values in the pressure and drain cavities of the hydraulic motor simultaneously change in antiphase and, accordingly, in each of the cavities a smaller value compared with the case of pressure changes in only one pressure cavity [see book: Goydo M.E. Design of volumetric hydraulic drives (B-ka constructor). - M.: Mechanical Engineering, 2009 (p. 174)]. The decrease in the stiffness coefficient of the hydraulic drive compared with its potentially possible value is the first disadvantage of the known hydraulic drive.

Вторым существенным недостатком рассматриваемого гидропривода является то, что при попутной нагрузке на выходном звене гидродвигателя (то есть нагрузке, действующей в направлении движения выходного звена гидродвигателя) перепады давления на напорном и сливном рабочих окнах дросселирующего гидрораспределителя оказываются зависящими от значения нагрузки (то есть скорость движения выходного звена гидродвигателя не определяется однозначно электрическим сигналом, подаваемым на электронный блок управления дросселирующего гидрораспределителя) и в этом случае возможно неуправляемое движение выходного звена гидродвигателя под действием нагрузки и нарушение сплошности (разрыв потока) рабочей жидкости в напорной полости гидродвигателя и примыкающей к ней гидролинии.The second significant drawback of the hydraulic drive under consideration is that when the associated load on the output link of the hydraulic motor (that is, the load acting in the direction of movement of the output link of the hydraulic motor) the pressure drops on the pressure and drain working windows of the throttling valve are dependent on the value of the load (i.e., the speed of the output the hydraulic motor link is not uniquely determined by the electrical signal supplied to the electronic control unit of the throttle control valve) and in this case, uncontrolled movement of the hydraulic motor output link under the action of the load and disruption of the continuity (flow break) of the working fluid in the pressure cavity of the hydraulic motor and the adjacent hydraulic line are possible.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является принятый в качестве прототипа гидропривод с дроссельным управлением, содержащий объемный гидродвигатель двухстороннего действия, гидравлический источник питания с напорной и сливной гидролиниями, четырехлинейный дросселирующий гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, электронный блок управления которого соединен с системой управления гидропривода, а каждый из двух исполнительных гидравлических каналов - с соответствующей рабочей полостью гидродвигателя посредством индивидуального тормозного клапана с нормально закрытым проходным сечением, клапан постоянной разности давлений с пружинной и противоположной ей полостями управления и нормально открытым рабочим окном между его входным и выходным каналами, переключающий гидроаппарат, первый и второй каналы которого соединены с соответствующими исполнительными каналами дросселирующего гидрораспределителя, а третий канал - с одной из двух полостей управления клапана постоянной разности давлений [2]. При этом (как и в ранее упомянутом гидроприводе) входной канал клапана постоянной разности давлений соединен с напорной гидролинией гидравлического источника питания, а выходной канал - с полостью управления этого клапана, противоположной его пружинной полости, и с напорным каналом дросселирующего гидрораспределителя, сливной канал дросселирующего гидрораспределителя соединен со сливной гидролинией, переключающий гидроаппарат выполнен в виде логического элемента «ИЛИ», первый и второй каналы которого являются входными, третий канал является выходным и соединен с пружинной полостью клапана постоянной разности давлений. Полость управления каждого из тормозных клапанов, противоположная его пружинной полости, соединена с рабочей полостью гидродвигателя, которая посредством другого из тормозных клапанов соединена с соответствующим из исполнительных каналов дросселирующего гидрораспределителя.Closest to the claimed technical solution is a throttle-mounted hydraulic actuator adopted as a prototype, containing a double-acting volumetric hydraulic motor, a hydraulic power source with pressure and drain lines, a four-line throttling valve with proportional electrical control, the electronic control unit of which is connected to the hydraulic drive control system, and each of the two hydraulic actuator channels - with a corresponding hydraulic motor working cavity through an individual brake valve with a normally closed passage section, a constant pressure difference valve with a spring and opposite control cavities and a normally open working window between its input and output channels, switching the hydraulic unit, the first and the second channel of which is connected to the corresponding actuating channels of the throttling valve, and the third channel - from one of the two control cavities to valve of constant pressure difference [2]. In this case (as in the aforementioned hydraulic actuator), the inlet channel of the constant-pressure differential valve is connected to the pressure line of the hydraulic power source, and the output channel to the control cavity of this valve, opposite its spring cavity, and to the pressure channel of the throttling valve, and the drain channel of the throttling valve connected to a drain hydraulic line, the switching hydraulic unit is made in the form of a logical element "OR", the first and second channels of which are input, the third channel is output and connected to the spring cavity of the valve of constant pressure difference. The control cavity of each of the brake valves, opposite to its spring cavity, is connected to the working cavity of the hydraulic motor, which is connected via the other of the brake valves to the corresponding of the actuating channels of the throttling valve.

При работе данного гидропривода на напорной рабочем окне дросселирующего гидрораспределителя поддерживается постоянный перепад давлений, определяемый давлением настройки клапана постоянной разности давлений, вне зависимости от того, какой по направлению является нагрузка на выходном звене гидродвигателя: встречной или попутной, - благодаря чему скорость движения выходного звена гидродвигателя рассматриваемого гидропривода (при пренебрежении расходами жидкости, связанными с ее перетечками и утечками, сжимаемостью жидкости и упругими деформациями стенок каналов, в которые заключена жидкость) зависит лишь от площади проходного сечения напорного рабочего окна гидрораспределителя, определяемой электрическим сигналом, подаваемым на его электронный блок управления от системы управления гидроприводом, и не зависит от изменений давления в напорной и сливной гидролиниях гидравлического источника питания гидропривода и нагрузки на выходном звене гидродвигателя.During the operation of this hydraulic actuator, a constant differential pressure is maintained on the pressure working window of the throttling valve, determined by the setting pressure of the constant differential pressure valve, regardless of whether the direction of the load on the output link of the hydraulic motor is on or off, due to which the speed of the output link of the hydraulic motor the hydraulic drive under consideration (when neglecting the fluid flow rates associated with its overflow and leakage, fluid compressibility and elastic deformation of the walls of the channels into which the fluid is enclosed) depends only on the area of the passage section of the pressure working window of the valve, determined by the electric signal supplied to its electronic control unit from hydraulic control system, and does not depend on pressure changes in the pressure and drain hydraulic lines of the hydraulic power source of the hydraulic drive and the load on the output link of the hydraulic motor.

Однако, при изменениях величины встречной нагрузки сверх значения, при котором происходит полное открытие проходного сечения тормозного клапана, установленного на выходе из сливной полости гидродвигателя, давление изменяется только в напорной полости гидродвигателя, а при изменении значения попутной нагрузки давление изменяется в основном только в сливной полости гидродвигателя, а в его напорной полости изменяется не пропорционально изменению нагрузки, поскольку различие значений давления управления, необходимых для начала открытия проходного сечения тормозного клапана и полного открытия его проходного сечения, определяется коэффициентом жесткости пружины, используемой в конструкции клапана, и относительно невелико. Например, у тормозных клапанов типа FD производства фирмы Bosh Rexroth для всего размерного ряда (от диаметра условного прохода 12 мм до диаметра условного прохода 32 мм) значения вышеуказанных давлений находятся в диапазоне от 20 до 70 бар (см. с. 2 каталожного листа: Check-Q-meter FD: RE 27551/12.2015. - Rexroth Bosch Group. - 12 p.). Отмеченные особенности известного гидропривода предопределяют его пониженные коэффициент жесткости и, соответственно, частоту собственных колебаний (по сравнению со случаем, когда при изменении нагрузки на выходном звене гидродвигателя значения давления в напорной и сливной полостях гидродвигателя одновременно изменяются в противофазе), что является недостатком данного гидропривода.However, with a change in the magnitude of the counter load in excess of the value at which the bore of the brake valve installed at the outlet of the hydraulic motor outlet is completely opened, the pressure changes only in the pressure chamber of the hydraulic motor, and when the value of the associated load changes, the pressure changes mainly only in the drain cavity of a hydraulic motor, and in its pressure cavity, does not change in proportion to the load change, since the difference in the control pressure values necessary to start opening the passage section of the brake valve and completely open its passage section is determined by the stiffness coefficient of the spring used in the valve design and is relatively small. For example, for Fosh type brake valves manufactured by Bosh Rexroth for the entire size range (from nominal diameter of 12 mm to nominal diameter of 32 mm), the values of the above pressures are in the range from 20 to 70 bar (see page 2 of the catalog sheet: Check -Q-meter FD: RE 27551 / 12.2015. - Rexroth Bosch Group. - 12 p.). The noted features of the known hydraulic drive predetermine its reduced stiffness coefficient and, accordingly, the frequency of natural vibrations (compared with the case when, when the load on the output link of the hydraulic motor changes, the pressure values in the pressure and drain cavities of the hydraulic motor simultaneously change in antiphase), which is a disadvantage of this hydraulic drive.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение при прочих равных условиях коэффициента жесткости гидропривода с дроссельным управлением, характеризуемого постоянным перепадом давлений на рабочих окнах дросселирующего гидрораспределителя с пропорциональным электрическим управлением, благодаря обеспечению одновременного изменения в противофазе значений давления в рабочих полостях гидродвигателя двухстороннего действия при изменениях нагрузки на его выходном звене вне зависимости от величины нагрузки и направления ее действия по отношению к направлению скорости движения выходного звена гидродвигателя.The technical problem solved by the invention is to increase, with other things being equal, the stiffness coefficient of the throttle hydraulic actuator, characterized by a constant pressure drop across the working windows of the throttling valve with proportional electrical control, due to the simultaneous change in the out-of-phase pressure values in the working cavities of a double-acting hydraulic motor with changing load on its output link, regardless of the magnitude of the load and the direction of its action with respect to the direction of the speed of movement of the output link of the hydraulic motor.

Для решения поставленной задачи в известном гидроприводе с дроссельным управлением, содержащем объемный гидродвигатель двухстороннего действия, гидравлический источник питания с напорной и сливной гидролиниями, четырехлинейный дросселирующий гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, электронный блок управления которого соединен с системой управления гидропривода, а каждый из двух исполнительных гидравлических каналов - с соответствующей рабочей полостью гидродвигателя, клапан постоянной разности давлений с пружинной и противоположной ей полостями управления и нормально открытым рабочим окном между его входным и выходным каналами, переключающий гидроаппарат, первый и второй каналы которого соединены с соответствующими исполнительными каналами дросселирующего гидрораспределителя, а третий канал - с одной из двух полостей управления клапана постоянной разности давлений, согласно изобретению сливной канал дросселирующего гидрораспределителя соединен с входным каналом клапана постоянной разности давлений и его пружинной полостью, а выходной канал последнего соединен со сливной гидролинией, переключающий гидроаппарат выполнен в виде четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электрическим управлением, электромагниты которого соединены с системой управления гидропривода, третий канал переключающего гидроаппарата соединен с полостью управления клапана постоянной разности давлений, противоположной пружинной полости управления, а четвертый канал соединен с напорной гидролинией, при этом в исходной нейтральной позиции переключающего гидроаппарата его третий и четвертый каналы соединены между собой, а первый и второй каналы перекрыты, в первой рабочей позиции первый и третий каналы соединены между собой, а второй и четвертый каналы перекрыты, во второй рабочей позиции второй и третий каналы соединены между собой, а первый и четвертый каналы перекрыты, гидропривод дополнен клапаном соотношения между разностью давлений во входном и выходном каналах указанного клапана и разностью давлений во входном и выходном каналах клапана постоянной разности давлений, причем напорный канал дросселирующего гидрораспределителя соединен с выходным каналом клапана соотношения, входной канал которого соединен с напорной гидролинией, клапан соотношения выполнен с четырьмя полостями управления, каждая из которых соединена с соответствующим из входных и выходных каналов клапанов соотношения и постоянной разности давлений с обеспечением действия силы от разности давлений во входном и выходном каналах клапана соотношения на открытие его проходного сечения, а силы от разности давлений во входном и выходном каналах клапана постоянной разности давлений на закрытие проходного сечения клапана соотношения, при этом эффективные площади полостей управления клапана соотношения, соединенные с входным и выходным каналами каждого из клапанов, попарно одинаковы.To solve this problem, in the known hydraulic drive with throttle control containing a double-acting volumetric hydraulic motor, a hydraulic power supply with pressure and drain hydraulic lines, a four-line throttling valve with proportional electric control, the electronic control unit of which is connected to the hydraulic drive control system, and each of the two hydraulic actuators channels - with the corresponding working cavity of the hydraulic motor, a constant pressure difference valve with a spring and opposite control cavities and a normally open working window between its inlet and outlet channels, a switching valve, the first and second channels of which are connected to the corresponding actuating channels of the throttling valve, and the third channel - with one of the two control cavities of the valve of constant pressure difference, according to the invention, the drain channel of the throttling valve is connected to the inlet channel m of a valve of constant pressure difference and its spring cavity, and the outlet channel of the latter is connected to a drain hydraulic line, the switching hydraulic unit is made in the form of a four-line three-position directional valve with electric control, the electromagnets of which are connected to the hydraulic control system, the third channel of the switching hydraulic device is connected to the control cavity of the constant-difference valve pressure opposite to the spring control cavity, and the fourth channel is connected to the pressure hydraulic line, while in the initial neutral position of the switching hydraulic unit, its third and fourth channels are connected to each other, and the first and second channels are closed, in the first working position the first and third channels are connected to each other and the second and fourth channels are closed, in the second working position the second and third channels are connected to each other, and the first and fourth channels are closed, the hydraulic actuator is supplemented with a valve for the ratio between the pressure difference in the input and output the specified valve and the pressure difference in the inlet and outlet channels of the valve with a constant pressure difference, and the pressure channel of the throttling valve is connected to the output channel of the ratio valve, the input channel of which is connected to the pressure hydraulic line, the ratio valve is made with four control cavities, each of which is connected to the corresponding from the input and output channels of the valves of the ratio and constant pressure difference with the action of the force on the pressure difference in the input and output channels of the ratio valve to open its bore, and the forces of the pressure difference in the input and output channels of the valve constant pressure difference to close the bore of the valve ratios, while the effective areas of the control valve cavities of the ratio connected to the inlet and outlet channels of each of the valves are the same in pairs.

В частном случае исполнения гидропривод с дроссельным управлением имеет следующие отличительные признаки.In the particular case of execution, the hydraulic drive with throttle control has the following distinctive features.

Согласно изобретению эффективные площади всех четырех полостей управления клапана соотношения одинаковы.According to the invention, the effective areas of all four valve control cavities are the same.

Совокупность признаков, состоящая в том, что: сливной канал дросселирующего гидрораспределителя соединен с входным каналом клапана постоянной разности давлений и его пружинной полостью, а выходной канал последнего соединен со сливной гидролинией, переключающий гидроаппарат выполнен в виде четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электрическим управлением, электромагниты которого соединены с системой управления гидропривода, третий канал переключающего гидроаппарата соединен с полостью управления клапана постоянной разности давлений, противоположной пружинной полости управления, а четвертый канал соединен с напорной гидролинией, при этом в исходной нейтральной позиции переключающего гидроаппарата его третий и четвертый каналы соединены между собой, а первый и второй каналы перекрыты, в первой рабочей позиции первый и третий каналы соединены между собой, а второй и четвертый каналы перекрыты, во второй рабочей позиции второй и третий каналы соединены между собой, а первый и четвертый каналы перекрыты, гидропривод дополнен клапаном соотношения между разностью давлений во входном и выходном каналах указанного клапана и разностью давлений во входном и выходном каналах клапана постоянной разности давлений, причем напорный канал дросселирующего гидрораспределителя соединен с выходным каналом клапана соотношения, входной канал которого соединен с напорной гидролинией, клапан соотношения выполнен с четырьмя полостями управления, каждая из которых соединена с соответствующим из входных и выходных каналов клапанов соотношения и постоянной разности давлений с обеспечением действия силы от разности давлений во входном и выходном каналах клапана соотношения на открытие его проходного сечения, а силы от разности давлений во входном и выходном каналах клапана постоянной разности давлений на закрытие проходного сечения клапана соотношения, при этом эффективные площади полостей управления клапана соотношения, соединенные с входным и выходным каналами каждого из клапанов, попарно одинаковы, - обеспечивает повышение при прочих равных условиях коэффициента жесткости гидропривода с дроссельным управлением, характеризуемого постоянным перепадом давлений на рабочих окнах дросселирующего гидрораспределителя с пропорциональным электрическим управлением, благодаря осуществлению одновременного изменения в противофазе значений давления в рабочих полостях гидродвигателя двухстороннего действия при изменениях нагрузки на его выходном звене вне зависимости от величины нагрузки и направления ее действия по отношению к направлению скорости движения выходного звена гидродвигателя.The set of features, consisting in the fact that: the drain channel of the throttling valve is connected to the inlet channel of the constant-pressure differential valve and its spring cavity, and the outlet channel of the latter is connected to the drain hydraulic line, the switching hydraulic unit is made in the form of a four-line three-position valve with electric control, the electromagnets of which are connected with the hydraulic control system, the third channel of the switching hydraulic unit is connected to the control cavity of the constant-pressure differential valve opposite to the spring control cavity, and the fourth channel is connected to the pressure hydraulic line, while in the initial neutral position of the switching hydraulic unit its third and fourth channels are connected to each other, and the first and the second channels are closed, in the first working position the first and third channels are connected to each other, and the second and fourth channels are closed, in the second working position the second and third channels are connected to each other, and the first and the fourth channel is closed, the hydraulic actuator is supplemented with a valve of the ratio between the pressure difference in the input and output channels of the specified valve and the pressure difference in the input and output channels of the constant pressure difference valve, and the pressure channel of the throttling valve is connected to the output channel of the ratio valve, the input channel of which is connected to the pressure channel a hydraulic line, the ratio valve is made with four control cavities, each of which is connected to the corresponding input and output channels of the ratio valves and a constant pressure difference, with the action of the force on the pressure difference in the input and output channels of the ratio valve to open its passage section, and the forces from the pressure difference in the inlet and outlet channels of the valve is a constant pressure difference for closing the passage section of the valve of the ratio, while the effective areas of the control valve cavities of the ratio are connected to the inlet and outlet channels of each valve c, are the same in pairs, - provides, other things being equal, the stiffness coefficient of a throttle hydraulic actuator, characterized by a constant pressure drop across the working windows of the throttling valve with proportional electrical control, due to the simultaneous change in the antiphase of the pressure values in the working cavities of the double-acting hydraulic motor when the load changes on its output link, regardless of the magnitude of the load and the direction of its action with respect to the direction of the speed of movement of the output link of the hydraulic motor.

Исполнение эффективных площадей всех четырех полостей управления клапана соотношения одинаковыми является предпочтительным при необходимости обеспечения одинаковых по абсолютной величине и противоположных по знаку изменений давления в рабочих полостях гидродвигателя при изменении нагрузки на выходном звене гидродвигателя.The performance of the effective areas of all four valve control cavities of the same ratio is preferable if it is necessary to ensure the same in absolute value and opposite in sign pressure changes in the working cavities of the hydraulic motor when the load on the output link of the hydraulic motor changes.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная гидравлическая схема гидропривода с дроссельным управлением.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic hydraulic diagram of a throttle hydraulic actuator.

Гидропривод с дроссельным управлением включает в свой состав объемный гидродвигатель 1 двухстороннего действия, гидравлический источник питания 2 с напорной 3 и сливной 4 гидролиниями, четырехлинейный дросселирующий гидрораспределитель 5 с пропорциональным электрическим управлением, электронный блок управления 6 которого соединен с системой управления 7 гидропривода, клапан 8 постоянной разности давлений с пружинной и противоположной ей полостями управления и нормально открытым рабочим окном между его входным и выходным каналами, переключающий аппарат 9 и клапан 10 соотношения между разностью давлений во входном и выходном каналах указанного клапана и разностью давлений во входном и выходном каналах клапана 8 постоянной разности давлений.The throttle hydraulic actuator includes a double-acting volumetric hydraulic motor 1, a hydraulic power supply 2 with a pressure 3 and a drain 4 hydraulic lines, a four-line throttling valve 5 with proportional electrical control, the electronic control unit 6 of which is connected to the hydraulic control system 7, a constant valve 8 the pressure difference with the spring and opposite control cavities and a normally open working window between its input and output channels, the switching device 9 and valve 10 are the relations between the pressure difference in the input and output channels of the specified valve and the pressure difference in the input and output channels of the valve 8 of constant difference pressure.

Управление дросселирующим гидрораспределителем 5 может быть пропорциональным электрогидравлическим.The control of the throttling valve 5 can be proportional electro-hydraulic.

На чертеже гидродвигатель 1 изображен как поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия с односторонним штоком. В общем случае это может быть поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штоком (дифференциальный или недифференциальный), два плунжерных гидроцилиндра, работающие друг против друга, гидромотор или поворотный гидродвигатель.In the drawing, the hydraulic motor 1 is depicted as a double-acting piston hydraulic cylinder with a one-sided rod. In the general case, this can be a double-acting piston hydraulic cylinder with a double-sided rod (differential or non-differential), two plunger hydraulic cylinders working against each other, a hydraulic motor or a rotary hydraulic motor.

В качестве гидравлического источника питания 2 может использоваться, например, насосная установка с регулируемым насосом, оснащенным регулятором давления, или насосно-аккумуляторная установка.As a hydraulic power source 2 can be used, for example, a pumping unit with an adjustable pump equipped with a pressure regulator, or a battery-pumping unit.

Каждый из двух исполнительных гидравлических каналов А и В дросселирующего гидрораспределителя 5 соединен с соответствующей рабочей полостью гидродвигателя 1, напорный канал Р - с выходным каналом клапана 10 соотношения разностей давлений, а сливной канал Т - с входным каналом клапана 8 постоянной разности давлений и с его пружинной полостью управления. При этом входной канал клапана 10 соотношения разностей давлений соединен с напорной гидролинией 3, а выходной канал клапана 8 постоянной разности давлений соединен со сливной гидролинией 4.Each of the two hydraulic actuator channels A and B of the throttling valve 5 is connected to the corresponding working cavity of the hydraulic motor 1, the pressure channel P is connected to the output channel of the valve 10 of the ratio of the pressure differences, and the drain channel T is connected to the input channel of the valve 8 of the constant pressure difference and its spring control cavity. In this case, the input channel of the valve 10 of the ratio of the pressure difference is connected to the pressure line 3, and the output channel of the valve 8 of the constant pressure difference is connected to the drain line 4.

В исходной нейтральной позиции «н» дросселирующего гидрораспределителя 5 все его каналы перекрыты, в первой рабочей позиции «а» исполнительный канал А соединен со сливным каналом Т, а исполнительный канал В соединен с напорным каналом Р, во второй рабочей позиции «б» наоборот: исполнительный канал А соединен с напорным каналом Р, а исполнительный канал В соединен со сливным каналом Т.In the initial neutral position “n” of the throttling valve 5, all its channels are closed, in the first working position “a”, the executive channel A is connected to the drain channel T, and the executive channel B is connected to the pressure channel P, in the second working position “b”, on the contrary: the executive channel A is connected to the pressure channel P, and the executive channel B is connected to the drain channel T.

Переключающий гидроаппарат 9 выполнен в виде четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электрическим управлением, электромагниты YA1 и YA2 которого соединены с системой управления 7 гидропривода. Первый А и второй В каналы переключающего гидроаппарата 9 соединены соответственно с исполнительными каналами А и В дросселирующего гидрораспределителя, третий канал Т соединен с полостью управления клапана 8 постоянной разности давлений, противоположной пружинной полости управления, а четвертый канал Р соединен с напорной гидролинией 3. При этом в исходной нейтральной позиции «н» переключающего гидроаппарата, соответствующей обесточенным электромагнитам YA1 и YA2, его третий Г и четвертый Р каналы соединены между собой, а первый А и второй В каналы перекрыты, в первой рабочей позиции «а», соответствующей подаче управляющего электрического сигнала на электромагнит YA1, первый А и третий Т каналы соединены между собой, а второй В и четвертый Р каналы перекрыты, во второй рабочей позиции «б», соответствующей подаче управляющего электрического сигнала на электромагнит YA2, второй В и третий Т каналы соединены между собой, а первый А и четвертый Р каналы перекрыты.The switching hydraulic unit 9 is made in the form of a four-line three-position directional control valve with electric control, the electromagnets YA1 and YA2 of which are connected to the control system 7 of the hydraulic actuator. The first A and second B channels of the switching hydraulic unit 9 are connected respectively to the executive channels A and B of the throttling valve, the third channel T is connected to the control cavity of the valve 8 of a constant pressure difference opposite to the spring control cavity, and the fourth channel P is connected to the pressure hydraulic line 3. in the initial neutral position “n” of the switching hydraulic unit corresponding to deenergized electromagnets YA1 and YA2, its third Г and fourth Р channels are interconnected, and the first A and second В channels are closed, in the first working position “а”, corresponding to the supply of a control electric signal to the electromagnet YA1, the first A and third T channels are interconnected, and the second B and fourth P channels are blocked, in the second working position "b", corresponding to the supply of a control electric signal to the electromagnet YA2, the second B and third T channels are interconnected, and the first A and fourth P channels are blocked.

Клапан 10 соотношения разностей давления выполнен с двумя парами полостей управления. Полости управления, входящие в каждую пару, расположены друг против друга и выполнены с одинаковыми эффективными площадями. Одна из полостей управления первой пары соединена с входным каналом клапана 8 постоянной разности давлений, а другая - с выходным каналом указанного клапана. Одна из полостей управления второй пары соединена с входным каналом клапана 10 соотношения, а другая - с выходным каналом этого клапана. При этом полости управления клапана 10 соотношения, соединенные с входными каналами клапанов 8 и 10, и, соответственно, полости управления, соединенные с выходными каналами клапанов 8 и 10, расположены друг против друга.The valve 10 of the ratio of the pressure differences is made with two pairs of control cavities. The control cavities included in each pair are located opposite each other and are made with the same effective areas. One of the control cavities of the first pair is connected to the input channel of the valve 8 of a constant pressure difference, and the other to the output channel of the specified valve. One of the control cavities of the second pair is connected to the input channel of the ratio valve 10, and the other is connected to the output channel of this valve. In this case, the control cavities of the valve 10 ratios connected to the input channels of the valves 8 and 10, and, accordingly, the control cavities connected to the output channels of the valves 8 and 10, are located against each other.

Отношение эффективных площадей полостей управления клапана 10, соединенных с каналами клапана 8, к эффективным площадям полостей управления, соединенным с каналами самого клапана 10, в общем случае составляет kкс. В силу этого при работе клапана 10 перепады давления (разности давлений во входном и выходном каналах) Δркс и Δркр соответственно для клапана 10 и для клапана 8 связаны соотношением:The ratio of the effective areas of the control cavities of the valve 10 connected to the channels of the valve 8 to the effective areas of the control cavities connected to the channels of the valve 10 itself is generally k kc . Because of this, when the valve 10 is operated, the pressure drops (pressure difference in the input and output channels) Δр кс and Δр кр, respectively, for valve 10 and for valve 8 are related by the ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

В частном случае исполнения гидропривода эффективные площади всех четырех полостей управления клапана 10 соотношения разностей давления одинаковы. При этом: kкс=1.In the particular case of the hydraulic actuator, the effective areas of all four control cavities of the valve 10 are the same, the differences of the pressure differences. In this case: k ks = 1.

Результирующая сила давления рабочей жидкости со стороны полостей управления клапана 10, соединенных с входным и выходным каналами клапана 8, то есть сила, обусловленная разностью давлений во входном и выходном каналах клапана 8, направлена на закрытие проходного сечения клапана 10.The resulting pressure force of the working fluid from the side of the control cavities of the valve 10 connected to the input and output channels of the valve 8, that is, the force due to the pressure difference in the input and output channels of the valve 8, is aimed at closing the passage section of the valve 10.

Результирующая сила давления рабочей жидкости со стороны полостей управления клапана 10, соединенных с входным и выходным каналами этого клапана, то есть сила, обусловленная разностью давлений в его входном и выходном каналах, направлена на открытие проходного сечения клапана 10.The resulting pressure force of the working fluid from the side of the control cavities of the valve 10 connected to the input and output channels of this valve, that is, the force due to the pressure difference in its input and output channels, is aimed at opening the passage section of the valve 10.

Гидропривод с дроссельным управлением согласно изобретению работает следующим образом.The throttle actuator according to the invention operates as follows.

При управляющем сигнале со стороны системы управления 7 гидропривода на электронный блок управления 6 дросселирующего гидрораспределителя 5, соответствующем исходной нейтральной позиции «н» дросселирующего гидрораспределителя 5, электромагниты YA1 и YA2 переключающего гидроаппарата 9 посредством системы управления 7 автоматически обесточены, и переключающий гидроаппарат 9 также, как и дросселирующий гидрораспределитель 5, занимает свою исходную нейтральную позицию «н». В данном случае рабочие полости гидродвигателя 1 посредством дросселирующего гидрораспределителя 5 заперты, а третий Т и четвертый Р каналы переключающего гидроаппарата 9 и, соответственно, полость управления клапана 8 постоянной разности давлений, противоположная его пружинной полости управления, и напорная гидролиния 3 соединены между собой. Благодаря последнему соединению, проходное сечение клапана 8 закрыто, что исключает перерегулирование по скорости движения выходного звена гидродвигателя 1 после подачи на электронный блок 6 дросселирующего гидрораспределителя 5 управляющего сигнала, в соответствии с которым дросселирующий гидрораспределитель должен перейти в ту или иную из рабочих позиций («а» или «б»).When the control signal from the control system 7 of the hydraulic actuator to the electronic control unit 6 of the throttling valve 5, corresponding to the initial neutral position "n" of the throttling valve 5, the electromagnets YA1 and YA2 of the switching hydraulic unit 9 are automatically de-energized by the control system 7, and the switching hydraulic device 9 is the same as and a throttling valve 5, takes its initial neutral position "n". In this case, the working cavity of the hydraulic motor 1 through the throttling valve 5 are locked, and the third T and fourth P channels of the switching hydraulic unit 9 and, accordingly, the control cavity of the valve 8 constant pressure difference, opposite to its spring control cavity, and the pressure hydraulic line 3 are interconnected. Due to the last connection, the passage section of valve 8 is closed, which eliminates the overshoot of the output link of the hydraulic motor 1 after the throttle control valve 5 is supplied to the electronic unit 6 with a control signal, according to which the throttle control valve must move to one or another of the operating positions ("a "Or" b ").

При подаче на электронный блок 6 дросселирующего гидрораспределителя 5 управляющего сигнала, в соответствии с которым дросселирующий гидрораспределитель должен перейти в позицию «а», со стороны системы управления 7 на электромагнит YA1 переключающего гидроаппарата 9 автоматически подается управляющий электрический сигнал, в результате чего переключающий гидроаппарат 9 обеспечивает коммутацию каналов, соответствующую его позиции «а».When applying to the electronic unit 6 of the throttling valve 5 a control signal, according to which the throttling valve must go to position “a”, from the control system 7 the control electric signal is automatically fed to the electromagnet YA1 of the switching hydraulic unit 9, as a result of which the switching hydraulic unit 9 provides channel switching corresponding to its position “a”.

При подаче на электронный блок 6 дросселирующего гидрораспределителя 5 управляющего сигнала, в соответствии с которым дросселирующий гидрораспределитель должен перейти в позицию «б», со стороны системы управления 7 на электромагнит YA2 переключающего гидроаппарата 9 автоматически подается управляющий электрический сигнал, в результате чего переключающий гидроаппарат 9 обеспечивает коммутацию каналов, соответствующую его позиции «б».When applying to the electronic unit 6 of the throttling control valve 5 a control signal, according to which the throttling control valve must go to position "b", from the control system 7, a control electric signal is automatically supplied to the electromagnet YA2 of the switching hydraulic unit 9, as a result of which the switching hydraulic unit 9 provides channel switching corresponding to its position "b".

В силу указанной работы рассматриваемого гидропривода при любой рабочей позиции дросселирующего гидрораспределителя 5 полость управления клапана 8 постоянной разности давлений, противоположная пружинной полости этого клапана, оказывается соединенной с исполнительным каналом (А или В) дросселирующего гидрораспределителя 5, являющимся в текущий момент времени входным для сливного рабочего окна гидрораспределителя 5. А так как сливной канал Т дросселирующего гидрораспределителя 5 постоянно соединен с входным каналом и пружинной полостью управления клапана 8, то на сливном рабочем окне гидрораспределителя 5 поддерживается постоянный перепад давления Δрр.о.сп, определяемый давлением настройки клапана 8 постоянной разности давлений. При этом: за счет возникновения перепада давления Δркр между входным и выходным каналами клапана 8 на выходе сливного канала Т дросселирующего гидрораспределителя 5 создается необходимый подпор, соответствующий текущим значению и направлению нагрузки на выходном звене гидродвигателя 1, а благодаря работе клапана 10 соотношения разностей давлений, перепад давления Δркс на клапане 10 принимает значение, равноеDue to the indicated operation of the hydraulic drive under consideration at any operating position of the throttling valve 5, the control cavity of the valve 8 of a constant pressure difference, opposite to the spring cavity of this valve, is connected to the Executive channel (A or B) of the throttling valve 5, which is currently the input for the drain working windows of the control valve 5. And since the drain channel T of the throttling control valve 5 is constantly connected to the inlet channel and the spring control cavity of valve 8, a constant pressure drop Δp r.o.sp is determined on the drain working window of the control valve 5, which is determined by the pressure setting valve 8 of constant difference pressure. At the same time: due to the occurrence of a pressure differential Δр cr between the inlet and outlet channels of the valve 8 at the outlet of the drain channel T of the throttling valve 5, the necessary support is created corresponding to the current value and direction of the load at the output link of the hydraulic motor 1, and due to the operation of the valve 10, the ratio of pressure differences, the pressure drop Δp ks on the valve 10 takes a value equal to

Figure 00000002
Figure 00000002

В соответствии с уравнением энергийAccording to the energy equation

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где Qнп, pр.о.нп - соответственно расход рабочей жидкости через напорное рабочее окно дросселирующего гидрораспределителя 5 и перепад (потери) давления на этом окне;wherein Q np, p r.o.np - respectively working fluid flow through the pressure control valve of the throttle operating window 5, and the differential (loss) Pressure on the window;

Qcп - расход рабочей жидкости через сливное рабочее окно дросселирующего гидрораспределителя 5;Q cp - flow rate of the working fluid through the drain working window of the throttling valve 5;

Gнп, Gсп - коэффициенты проводимости соответственно напорного и сливного рабочих окон дросселирующего гидрораспределителя 5.G np , G sp - conductivity coefficients, respectively, of the pressure and drain working windows of the throttling valve 5.

При пренебрежении перетечками и утечками рабочей жидкости, ее сжимаемостью и упругими деформациями стенок каналов, в которые заключена жидкость, при условии, что нарушение сплошности жидкости в напорной полости гидродвигателя 1 отсутствует, имеем:When neglecting leakages and leaks of the working fluid, its compressibility and elastic deformation of the walls of the channels in which the fluid is contained, provided that there is no violation of the continuity of the fluid in the pressure cavity of the hydraulic motor 1, we have:

Figure 00000005
Figure 00000005

где Анп, Асп - характерные размеры гидродвигателя 1 (эффективная площадь поршня или плунжера для гидроцилиндра; характерный объем для гидромотора и поворотного гидродвигателя) со стороны его соответственно напорной и сливной рабочих полостей. На основании соотношений (2), (3) и (4) получаем следующее выражение, устанавливающее связь между перепадами давления Δрр.о.нп и Δрр.о.сп:where A np , A cn are the characteristic dimensions of the hydraulic motor 1 (effective area of the piston or plunger for the hydraulic cylinder; characteristic volume for the hydraulic motor and the rotary hydraulic motor) from its respective pressure and drain working cavities. Based on relations (2), (3) and (4), we obtain the following expression establishing the relationship between the pressure drops Δp r.o.np and Δr r.o.sp :

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
Where
Figure 00000007

При пренебрежении потерями давления на остальных участках гидропривода по сравнению с потерями (перепадами) давления Δрр.о.нп и Δрр.о.сп соответственно на напорном и сливном рабочих окнах дросселирующего гидрораспределителя 5 и потерями (перепадами) давления Δркс и Δркр соответственно на клапанах 10 и 8, текущие значения давлений рнп и рсп соответственно в напорной и сливной рабочих полостях гидродвигателя 1 могут быть представлены следующим образом:When neglecting pressure losses in the remaining sections of the hydraulic actuator compared with pressure losses (drops) Δp r.p.np and Δr r.o.sp, respectively, on the pressure and drain working windows of the throttling valve 5 and pressure losses (drops) Δp ks and Δr kr respectively on valves 10 and 8, the current values of the pressures p np and p sp respectively in the pressure and drain working cavities of the hydraulic motor 1 can be represented as follows:

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

где рп - давление в напорной гидролинии 3 гидравлического источника питания 2 гидропривода (во входном канале клапана 10 соотношения разностей давлений);where p p - pressure in the pressure line 3 of the hydraulic power source 2 of the hydraulic actuator (in the input channel of the valve 10 is the ratio of the pressure differences);

рсл - давление в сливной гидролинии 4 гидравлического источника питания 2 гидропривода (в выходном канале клапана 8 постоянной разности давлений).p SL - pressure in the drain line 4 of the hydraulic power source 2 hydraulic actuator (in the output channel of the valve 8 constant pressure difference).

Значения давлений рнп и рсп соответственно в напорной и сливной рабочих полостях гидродвигателя 1 следующим образом связаны с величиной R результирующей нагрузки на выходном звене гидродвигателя:The pressure values r np and r sp respectively in the pressure and drain working cavities of the hydraulic motor 1 as follows are related to the value R of the resulting load on the output link of the hydraulic motor:

Figure 00000010
Figure 00000010

Величина R является положительной в случае встречной нагрузки и отрицательной в случае попутной нагрузки.The value of R is positive in the case of a counter load and negative in the case of a passing load.

На основании уравнения (8) с учетом соотношений (1), (5), (6) и (7) получаем:Based on equation (8), taking into account relations (1), (5), (6) and (7), we obtain:

Figure 00000011
Figure 00000011

Из выражения (9) видно, что при увеличении значения R нагрузки на выходном звене гидродвигателя 1 перепад давления Δркр на клапане 8 уменьшается и, соответственно, прямо пропорционально перепаду Δркр уменьшается перепад давления Δркс=kксΔркр на клапане 10. При этом в соответствии с выражениями (6) и (7) значение давления рнп в напорной полости гидродвигателя 1 увеличивается, а значение давления рсп в сливной полости гидродвигателя 1 уменьшается. При уменьшении значения R нагрузки на выходном звене гидродвигателя 1 перепады давления Δркр и Δркс=kксΔркр увеличиваются, значение давления рнп в напорной полости гидродвигателя 1 уменьшается, а значение давления рсп в сливной полости гидродвигателя 1 увеличивается.From the expression (9) it can be seen that with an increase in the load value R at the output link of the hydraulic motor 1, the pressure drop Δp cr on the valve 8 decreases and, accordingly, in direct proportion to the differential Δp cr decreases the pressure drop Δp ks = k ks Δp cr on the valve 10. When this, in accordance with expressions (6) and (7), the pressure p np in the pressure cavity of the hydraulic motor 1 increases, and the pressure p sp in the drain cavity of the hydraulic motor 1 decreases. With a decrease in the value of R of the load at the output link of the hydraulic motor 1, the pressure drops Δр кр and Δр кс = k кс Δр кр increase, the pressure p np in the pressure chamber of the hydraulic motor 1 decreases, and the pressure p sp in the drain cavity of the hydraulic motor 1 increases.

В соответствии с выражениями (6), (7) и (9) приращения (дифференциалы) давлений рнп и рсп и нагрузки R связаны между собой следующим образом:In accordance with expressions (6), (7) and (9), the increments (differentials) of the pressures p np and p cn and the load R are interconnected as follows:

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Очевидно, что при kкс=1 любые изменения нагрузки R на выходном звене гидродвигателя 1 сопровождаются одинаковыми по абсолютной величине и противоположными по знаку изменениями давления в напорной и сливной полостях гидродвигателя.Obviously, for k kc = 1, any changes in the load R at the output link of the hydraulic motor 1 are accompanied by identical in absolute value and opposite in sign pressure changes in the pressure and drain cavities of the hydraulic motor.

Как следует из вышеизложенного, предлагаемый гидропривод с дроссельным управлением, характеризуемый постоянным перепадом давлений на рабочих окнах дросселирующего гидрораспределителя с пропорциональным электрическим управлением, обеспечивает осуществление одновременного изменения в противофазе значений давления в рабочих полостях гидродвигателя двухстороннего действия при изменениях нагрузки на его выходном звене (вне зависимости от величины нагрузки и направления ее действия по отношению к направлению скорости движения выходного звена гидродвигателя). Благодаря этому при прочих равных условиях увеличивается коэффициент жесткости гидропривода и, как следствие, частота его собственных колебаний, то есть улучшаются динамические характеристики гидропривода.As follows from the above, the proposed hydraulic drive with throttle control, characterized by a constant differential pressure on the working windows of the throttling valve with proportional electrical control, provides simultaneous change in the out-of-phase pressure values in the working cavities of a double-acting hydraulic motor with load changes at its output link (regardless of the magnitude of the load and the direction of its action in relation to the direction of the speed of the output link of the hydraulic motor). Due to this, ceteris paribus, the stiffness coefficient of the hydraulic drive increases and, as a result, the frequency of its own vibrations, that is, the dynamic characteristics of the hydraulic drive are improved.

Литературные источникиLiterary sources

1. Гойдо М.Е. Снижение потерь энергии при работе объемных гидроприводов с управлением // Справочник. Инженерный журнал. - 2014. - №1. - С. 18-28 (С. 23, рис. 10а).1. Goydo M.E. Reducing energy loss during operation of volumetric hydraulic drives with control // Reference. Engineering Journal. - 2014. - No. 1. - S. 18-28 (S. 23, Fig. 10a).

2. Пропорциональная техника и техника сервоклапанов: Учебный курс гидравлики. Том 2 / X. Дёрр, Р. Эвальд, Й. Хуттер, Д. Кретц, Ф. Лидхегенер, А. Шмитт, М. Райк. - Лор на Майне (ФРГ): МаннесманнРексрот Гмбх, 1986. (Глава С, стр. С 7, рис. 13).2. Proportional and servo valve technology: Hydraulics training course. Volume 2 / X. Dörr, R. Ewald, J. Hutter, D. Kretz, F. Lidhegener, A. Schmitt, M. Rike. - ENT on Main (Germany): Mannesmann Rexroth GmbH, 1986. (Chapter C, page C 7, Fig. 13).

Claims (2)

1. Гидропривод с дроссельным управлением, содержащий объемный гидродвигатель двухстороннего действия, гидравлический источник питания с напорной и сливной гидролиниями, четырехлинейный дросселирующий гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, электронный блок управления которого соединен с системой управления гидропривода, а каждый из двух исполнительных гидравлических каналов - с соответствующей рабочей полостью гидродвигателя, клапан постоянной разности давлений с пружинной и противоположной ей полостями управления и нормально открытым рабочим окном между его входным и выходным каналами, переключающий гидроаппарат, первый и второй каналы которого соединены с соответствующими исполнительными каналами дросселирующего гидрораспределителя, а третий канал - с одной из двух полостей управления клапана постоянной разности давлений, отличающийся тем, что сливной канал дросселирующего гидрораспределителя соединен с входным каналом клапана постоянной разности давлений и его пружинной полостью, а выходной канал последнего соединен со сливной гидролинией, переключающий гидроаппарат выполнен в виде четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электрическим управлением, электромагниты которого соединены с системой управления гидропривода, третий канал переключающего гидроаппарата соединен с полостью управления клапана постоянной разности давлений, противоположной пружинной полости управления, а четвертый канал соединен с напорной гидролинией, при этом в исходной нейтральной позиции переключающего гидроаппарата его третий и четвертый каналы соединены между собой, а первый и второй каналы перекрыты, в первой рабочей позиции первый и третий каналы соединены между собой, а второй и четвертый каналы перекрыты, во второй рабочей позиции второй и третий каналы соединены между собой, а первый и четвертый каналы перекрыты, гидропривод дополнен клапаном соотношения между разностью давлений во входном и выходном каналах указанного клапана и разностью давлений во входном и выходном каналах клапана постоянной разности давлений, причем напорный канал дросселирующего гидрораспределителя соединен с выходным каналом клапана соотношения, входной канал которого соединен с напорной гидролинией, клапан соотношения выполнен с четырьмя полостями управления, каждая из которых соединена с соответствующим из входных и выходных каналов клапанов соотношения и постоянной разности давлений с обеспечением действия силы от разности давлений во входном и выходном каналах клапана соотношения на открытие его проходного сечения, а силы от разности давлений во входном и выходном каналах клапана постоянной разности давлений на закрытие проходного сечения клапана соотношения, при этом эффективные площади полостей управления клапана соотношения, соединенные с входным и выходным каналами каждого из клапанов, попарно одинаковы.1. A throttle hydraulic actuator containing a double-acting volumetric hydraulic motor, a hydraulic power source with pressure and drain lines, a four-line throttling valve with proportional electric control, the electronic control unit of which is connected to the hydraulic actuator control system, and each of the two hydraulic actuating channels has a corresponding the working cavity of the hydraulic motor, a constant pressure difference valve with a spring and opposite control cavities and a normally open working window between its input and output channels, a switching hydraulic unit, the first and second channels of which are connected to the corresponding actuating channels of the throttling valve, and the third channel to one of two control cavities of the valve of constant pressure difference, characterized in that the drain channel of the throttling valve is connected to the inlet channel of the valve of constant pressure difference and its spring cavity, and the outlet channel of the latter is connected to a drain hydraulic line, the switching hydraulic unit is made in the form of a four-line three-position directional valve with electric control, the electromagnets of which are connected to the hydraulic actuator control system, the third channel of the switching hydraulic unit is connected to the control cavity of the constant pressure difference valve opposite to the spring control cavity and the fourth channel is connected to the pressure hydraulic line, while in the initial neutral position of the switching hydraulic unit, its third and fourth channels are interconnected, and the first and second channels are closed, in the first working position the first and third channels are interconnected, and the second and fourth channels are closed, in the second working position the second and third channels are interconnected, and the first and fourth channels are closed, the hydraulic actuator is supplemented by a valve of the ratio between the pressure difference in the input and output channels of the specified valve and the pressure difference In the input and output channels of the valve there is a constant pressure difference, and the pressure channel of the throttling valve is connected to the output channel of the ratio valve, the input channel of which is connected to the pressure hydraulic line, the ratio valve is made with four control cavities, each of which is connected to the corresponding input and output channels ratio valves and a constant pressure difference with the action of a force on the pressure difference in the input and output channels of the ratio valve to open its flow area, and the forces on the pressure difference in the input and output channels of the constant pressure difference valve to close the flow area of the ratio valve, while effective the areas of the valve control cavities of the ratio connected to the inlet and outlet channels of each of the valves are the same in pairs. 2. Гидропривод с дроссельным управлением по п. 1, отличающийся тем, что эффективные площади всех четырех полостей управления клапана соотношения одинаковы.2. A throttle hydraulic actuator according to claim 1, characterized in that the effective areas of all four valve control cavities are the same.
RU2019134805A 2019-10-29 2019-10-29 Hydraulic drive with throttling control RU2722767C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134805A RU2722767C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Hydraulic drive with throttling control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134805A RU2722767C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Hydraulic drive with throttling control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722767C1 true RU2722767C1 (en) 2020-06-03

Family

ID=71067582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134805A RU2722767C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Hydraulic drive with throttling control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722767C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759190C1 (en) * 2020-12-14 2021-11-10 Валерий Владимирович Бодров Electrohydraulic drive with machine-throttle control, sensitive to load
RU2778591C1 (en) * 2022-02-02 2022-08-22 Валерий Владимирович Бодров Method for synchronizing the movement of output links of several volumetric hydro motors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU333292A1 (en) * О. Д. Лещенко Особое конструкторское бюро станкостроени THROTIC DRIVE WITH THROTTLE CONTROL
DE3915919C2 (en) * 1989-05-16 1996-09-05 Rexroth Mannesmann Gmbh Valve arrangement
DE19630712A1 (en) * 1996-07-30 1998-02-05 Rexroth Mannesmann Gmbh Feed hydraulics
RU2587505C1 (en) * 2014-01-03 2016-06-20 Данфосс Пауэр Солюшенс АпС Hydraulic valve device
RU2641192C1 (en) * 2016-12-12 2018-01-16 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Electrohydraulic control system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU333292A1 (en) * О. Д. Лещенко Особое конструкторское бюро станкостроени THROTIC DRIVE WITH THROTTLE CONTROL
DE3915919C2 (en) * 1989-05-16 1996-09-05 Rexroth Mannesmann Gmbh Valve arrangement
DE19630712A1 (en) * 1996-07-30 1998-02-05 Rexroth Mannesmann Gmbh Feed hydraulics
RU2587505C1 (en) * 2014-01-03 2016-06-20 Данфосс Пауэр Солюшенс АпС Hydraulic valve device
RU2641192C1 (en) * 2016-12-12 2018-01-16 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Electrohydraulic control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759190C1 (en) * 2020-12-14 2021-11-10 Валерий Владимирович Бодров Electrohydraulic drive with machine-throttle control, sensitive to load
RU2778591C1 (en) * 2022-02-02 2022-08-22 Валерий Владимирович Бодров Method for synchronizing the movement of output links of several volumetric hydro motors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3540348A (en) Fluid operated continuously actuated reciprocating piston drive
US10309390B2 (en) Control unit for hydraulic variable displacement pumps and variable displacement pump with a control unit
ATE277310T1 (en) HYDRAULIC CONTROL CIRCUIT FOR A CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION
US4132506A (en) Pressure and volume-flow control for variable pump
US4732076A (en) Apparatus for the control of a hydromotor
CN108412847B (en) Electro-hydrostatic actuator with load compensation and high position precision and control method
JPS63235774A (en) Directional control valve
JPS62147101A (en) Directional control valve responding to load
RU2722767C1 (en) Hydraulic drive with throttling control
CN106194680B (en) The axial plunger pump installation and control method of a kind of high-precision electric proportional control
EP3109528A1 (en) Directional control valve
TW200801335A (en) Fluid pressure drive device
JP2022516145A (en) Variable capacity hydraulic pump set and excavator
JP4071960B2 (en) Fail-freeze servo valve
EP3112697B1 (en) Hydrostatic systems with shuttle valve for compensating differential flow rate of single-rod actuators
US20160069447A1 (en) Hydraulic circuit for the transmissions of industrial and agricultural vehicles
Park Development of a proportional poppet-type water hydraulic valve
US3807443A (en) Power transmission
KR101123040B1 (en) Industrial electro hydraulic actuator system with single-rod double acting cylinder
US5799485A (en) Electrohydraulic control device for double-acting consumer
US3570523A (en) Self-regulating reciprocator device
RU2455536C1 (en) Self-oscillatory hydraulic drive
DE102021116038A1 (en) ELECTRO-HYDRAULIC CONTROL VALVE AND ITS APPLICATION IN A LOAD-SENSING SYSTEM
RU2759191C1 (en) Method for controlling an electrohydraulic tracking drive
CN210411921U (en) Hydraulic control system and device for calibrating rollers of steel tube rolling mill