PUMPE einstellbar MOTOR fest
1 –
Sicherheitsventil für die Förderpumpe; 2 –
Rückschlagventil; 3 - Make-up-Pumpe; 4 - Servozylinder; 5 - Welle der Hydraulikpumpe;
6 - Wiege; 7 - Servoventil; acht - Servoventilhebel; 9- Filter; 10 - Panzer; 11 - Wärmetauscher; 12 - Hydraulikmotorwelle; 13 - Hervorhebung;
14 –
Ventilspule; 15 –
Überlaufventil; 16 –
Hochdruck-Sicherheitsventil.
Hydrostatisches Getriebe GST
Das hydrostatische Getriebe GST ist für die Übertragung von Drehbewegungen vom Antriebsmotor auf die Aktuatoren, z. Der Hauptsatz von GST besteht aus einer verstellbaren Axialkolben-Hydraulikpumpe und einem ungeregelten Axialkolben-Hydraulikmotor. Die Pumpenwelle ist mechanisch mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors verbunden, die Motorwelle mit dem Aktuator. Die Drehzahl der Motorabtriebswelle ist proportional zum Auslenkwinkel des Stellhebels (Servoventil).
Das hydraulische Getriebe wird durch Änderung der Geschwindigkeit des Antriebsmotors und Änderung der Position des Griffs oder Joysticks gesteuert, der mit dem Pumpenservoventilhebel verbunden ist (mechanisch, hydraulisch oder elektrisch).
Wenn der Antriebsmotor läuft und sich der Steuerhebel in Neutralstellung befindet, steht die Motorwelle still. Wenn Sie die Position des Griffs ändern, beginnt sich die Motorwelle zu drehen und erreicht die maximale Geschwindigkeit bei der maximalen Auslenkung des Griffs. Zum Rückwärtsfahren muss der Hebel vom Leerlauf in die entgegengesetzte Richtung ausgelenkt werden.
Funktionsschema des GTS.
Im Allgemeinen umfasst ein hydraulischer Verdrängerantrieb auf GST-Basis folgende Elemente: eine verstellbare Axialkolben-Hydraulikpumpe mit Förderpumpe und Proportionalsteuerung, einen ungeregelten Axialkolbenmotor mit Ventilkasten, einen Feinfilter mit Vakuummeter , ein Öltank für Arbeitsflüssigkeiten, Wärmetauscher, Rohrleitungen und Hochdruckschläuche (HPH).
Elemente und Knoten des GTS können unterteilt werden in
4 funktionelle Gruppen:
1.
Der Hauptkreis des Hydraulikkreises des GST. Der Hauptkreis des Hydraulikkreises der GST dient der Übertragung des Kraftflusses von der Pumpenwelle auf die Motorwelle. Der Hauptkreislauf umfasst die Hohlräume der Arbeitskammern der Pumpe und des Motors sowie die Hoch- und Niederdruckleitungen, die vom Arbeitsmedium durchströmt werden. Die Durchflussmenge des Arbeitsmediums, seine Richtung werden durch die Umdrehungen der Pumpenwelle und den Auslenkungswinkel des Hebels des Proportionalsteuermechanismus der Pumpe aus dem Leerlauf bestimmt. Beim Auslenken des Hebels aus der Neutralstellung zur einen oder anderen Seite ändert sich unter der Wirkung der Servozylinder der Neigungswinkel der Taumelscheibe (Wiege), was die Strömungsrichtung bestimmt und eine entsprechende Änderung der Pumpe bewirkt Verdrängung von Null auf den aktuellen Wert, bei maximaler Auslenkung des Hebels erreicht die Pumpenverdrängung ihre Maximalwerte. Die Verdrängung des Motors ist konstant und entspricht der maximalen Verdrängung der Pumpe.
2. Saugleitung (Make-up). Zweck der Saug-(Nachspeise-)Leitung:
· - Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit zur Steuerleitung;
· - Nachfüllen der Arbeitsflüssigkeit des Hauptkreislaufs, um Leckagen auszugleichen;
· - Abkühlen des Arbeitsfluids des Hauptkreislaufs durch Auffüllen mit Flüssigkeit aus dem Öltank, die den Wärmetauscher passiert hat;
· - Gewährleistung des Mindestdrucks im Hauptkreislauf in verschiedenen Modi;
· - Reinigung und Anzeige der Verunreinigung der Arbeitsflüssigkeit;
· - Ausgleich von Volumenschwankungen des Arbeitsmediums durch Temperaturänderungen.
3.
Zweck der Steuerleitungen:
· - Druckübertragung auf den ausführenden Servozylinder zum Schwenken der Wiege.
4. Entwässerungszweck:
· - Ableitung von Leckagen in den Öltank;
· - Entfernung von überschüssiger Arbeitsflüssigkeit;
· - Wärmeabfuhr, Entfernung von Verschleißprodukten und Schmierung der Reibflächen von hydraulischen Maschinenteilen;
· - Kühlung des Arbeitsmediums im Wärmetauscher.
Die Arbeit des volumetrischen Hydraulikantriebs wird automatisch von Ventilen und Schiebern übernommen, die sich in der Pumpe, Förderpumpe, Ventilkasten des Motors befinden.
Ein hydrostatisches Getriebe ist ein hydraulischer Antrieb mit geschlossenem Regelkreis, der eine oder mehrere Hydraulikpumpen und -motoren umfasst. Entwickelt, um mechanische Rotationsenergie von der Motorwelle auf den ausführenden Körper der Maschine zu übertragen, mittels einer stufenlos in Größe und Richtung des Durchflusses des Arbeitsfluids einstellbaren.
Der Hauptvorteil eines hydrostatischen Getriebes ist die stufenlose Übersetzungsänderung in einem weiten Drehzahlbereich, wodurch das Drehmoment des Maschinenmotors im Vergleich zu einem Schrittantrieb deutlich besser genutzt werden kann. Da die Abtriebsdrehzahl auf Null gebracht werden kann, kann die Maschine ohne den Einsatz der Kupplung sanft aus dem Stillstand beschleunigen. Gerade bei diversen Bau- und Landmaschinen werden niedrige Fahrgeschwindigkeiten benötigt. Auch eine deutliche Laständerung hat keinen Einfluss auf die Abtriebsdrehzahl, da bei dieser Getriebeart kein Schlupf auftritt.
Der große Vorteil des hydrostatischen Getriebes ist die leichte Reversierbarkeit, die durch eine einfache Änderung der Plattenneigung oder hydraulisch durch Änderung des Arbeitsfluidflusses gewährleistet wird. Dies ermöglicht eine außergewöhnliche Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs.
Der nächste große Vorteil ist die Vereinfachung der mechanischen Führung um die Maschine. Dadurch gewinnen Sie an Zuverlässigkeit, denn oft halten die Kardanwellen bei starker Belastung der Maschine nicht stand und Sie müssen die Maschine reparieren. Bei nördlichen Bedingungen passiert dies bei niedrigen Temperaturen noch häufiger. Durch die Vereinfachung der mechanischen Verdrahtung kann auch Platz für Zusatzgeräte geschaffen werden. Durch den Einsatz eines hydrostatischen Getriebes können Wellen und Achsen komplett ausgebaut und durch ein Pumpenaggregat und Hydromotoren mit direkt in die Räder eingebauten Getrieben ersetzt werden. Oder in einer einfacheren Ausführung können die Hydromotoren in die Achse eingebaut werden. Normalerweise ist es möglich, den Schwerpunkt der Maschine abzusenken und das Motorkühlsystem effizienter zu platzieren.
Das hydrostatische Getriebe ermöglicht eine sanfte und ultrapräzise Steuerung der Bewegung der Maschine oder eine sanfte Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit der Arbeitskörper. Durch den Einsatz einer elektroproportionalen Steuerung und spezieller elektronischer Systeme wird eine optimale Kraftverteilung zwischen Antrieb und Aktuatoren erreicht, die Motorlast begrenzt und der Kraftstoffverbrauch gesenkt. Auch bei kleinsten Fahrzeuggeschwindigkeiten wird die Motorleistung optimal genutzt.
Der Nachteil des hydrostatischen Getriebes kann als geringerer Wirkungsgrad im Vergleich zum mechanischen Getriebe angesehen werden. Im Vergleich zu manuellen Getrieben, die Getriebe beinhalten, sind hydrostatische Getriebe jedoch wirtschaftlicher und schneller. Dies liegt daran, dass Sie beim manuellen Schalten das Gaspedal loslassen und drücken müssen. In diesem Moment verbraucht der Motor viel Kraft und die Geschwindigkeit des Autos ändert sich ruckartig. All dies wirkt sich negativ auf Geschwindigkeit und Kraftstoffverbrauch aus. Bei einem hydrostatischen Getriebe verläuft dieser Vorgang reibungslos und der Motor arbeitet sparsamer, was die Langlebigkeit des Gesamtsystems erhöht.
Die häufigste Anwendung des hydrostatischen Getriebes ist der Antrieb von Raupenmaschinen, wobei der hydraulische Antrieb dafür ausgelegt ist, mechanische Energie vom Antriebsmotor auf das Antriebskettenrad der Raupe zu übertragen, indem der Pumpenförderstrom und die Ausgangstraktionsleistung durch Einstellen der Hydraulik eingestellt werden Motor.
Das Funktionsprinzip von hydrostatischen Getrieben (HST) ist einfach: Eine an die Antriebsmaschine angeschlossene Pumpe erzeugt einen Durchfluss, um einen mit der Last gekoppelten Hydromotor anzutreiben. Bei konstantem Pumpen- und Motorvolumen fungiert die GST lediglich als Getriebe zur Kraftübertragung von der Antriebsmaschine auf die Last. Die meisten hydrostatischen Getriebe verwenden jedoch Pumpen oder Motoren mit variabler Verdrängung oder beides, so dass Drehzahl, Drehmoment oder Leistung gesteuert werden können.
Je nach Konfiguration kann das hydrostatische Getriebe die Last in zwei Richtungen (vorwärts und rückwärts) mit einem stufenlosen Drehzahlwechsel zwischen zwei Maxima bei konstanter optimaler Antriebsdrehzahl steuern.
GTS bietet viele wichtige Vorteile gegenüber anderen Formen der Kraftübertragung.
Je nach Konfiguration bietet das hydrostatische Getriebe folgende Vorteile:
- hohe Kraftübertragung bei kleinen Abmessungen
- geringe Trägheit
- arbeitet effektiv über einen weiten Bereich von Drehmoment-Drehzahl-Verhältnissen
- behält die Geschwindigkeitsregelung (auch während der Rückwärtsfahrt) unabhängig von der Last innerhalb der Auslegungsgrenzen bei
- hält die voreingestellte Geschwindigkeit bei Begleit- und Bremslasten präzise ein
- können Energie von einer Antriebsmaschine an verschiedene Orte übertragen, auch wenn sich deren Position und Ausrichtung ändern
- kann Volllast ohne Beschädigung und mit geringer Verlustleistung halten.
- Nullgeschwindigkeit ohne zusätzliche Blockierung
- bietet eine schnellere Reaktion als manuelle oder elektromechanische Getriebe.
Abb. 2
Hydrostatische Getriebe müssen bei jeder Aufgabe optimal auf Motor und Last abgestimmt sein. Dadurch kann der Motor mit seiner effizientesten Drehzahl und HTS betrieben werden, um den Betriebsbedingungen gerecht zu werden. Je besser die Übereinstimmung zwischen den Eingangs- und Ausgangseigenschaften ist, desto effizienter ist das gesamte System.Letztendlich muss das hydrostatische System so ausgelegt sein, dass es Effizienz und Leistung in Einklang bringt. Eine Maschine, die auf maximale Effizienz (hohe Effizienz) ausgelegt ist, neigt dazu, träge zu reagieren, was die Produktivität verringert. Andererseits hat eine reaktionsschnelle Maschine meist einen geringeren Wirkungsgrad, da die Gangreserve jederzeit zur Verfügung steht, auch wenn die Arbeit nicht sofort erledigt werden muss.
Vier Funktionstypen hydrostatischer Getriebe.
Die Funktionstypen von GST unterscheiden sich in der Kombination einer Verstell- oder Konstantpumpe und einem Motor, der ihre Betriebseigenschaften bestimmt.
Die einfachste Form des hydrostatischen Getriebes verwendet eine Konstantpumpe und einen Motor (Abbildung 3a). Obwohl dieser GTS preiswert ist, wird er aufgrund seiner geringen Effizienz nicht verwendet. Da das Pumpenvolumen fest ist, muss es so bemessen sein, dass der Motor bei Volllast mit der maximal eingestellten Drehzahl angetrieben wird. Wenn keine Höchstgeschwindigkeit erforderlich ist, fließt ein Teil der Pumpenflüssigkeit durch das Überdruckventil und wandelt Energie in Wärme um.
Abb. 3
Die Verwendung einer Verstellpumpe und eines Konstantmotors in einem hydrostatischen Getriebe kann eine konstante Drehmomentübertragung gewährleisten (Abb. 3b). Das Abtriebsdrehmoment ist bei jeder Drehzahl konstant, da es nur vom Flüssigkeitsdruck und dem Volumen des Motors abhängt. Durch Erhöhen oder Verringern des Pumpendurchflusses wird die Drehzahl des Hydromotors und damit die Leistung des Antriebs erhöht oder verringert, während das Drehmoment konstant bleibt.
GST mit Konstantpumpe und regelbarem Hydromotor sorgt für eine konstante Kraftübertragung (Abb. 3c). Da die in den Hydromotor eintretende Strömungsmenge konstant ist und sich das Volumen des Hydromotors ändert, um Drehzahl und Drehmoment aufrechtzuerhalten, ist die übertragene Leistung konstant. Eine Verringerung des Volumens des Hydraulikmotors erhöht die Drehzahl, verringert jedoch das Drehmoment und umgekehrt.
Das vielseitigste hydrostatische Getriebe ist die Kombination aus einer Verstellpumpe und einem Verstellmotor (Abb. 3d). Theoretisch bietet diese Schaltung unendliche Verhältnisse von Drehmoment und Drehzahl zu Leistung. Bei einem Hydraulikmotor mit maximalem Volumen werden durch Variation der Pumpenleistung Drehzahl und Leistung direkt gesteuert, während das Drehmoment konstant bleibt. Die Reduzierung des Volumens des Hydromotors bei voller Pumpenleistung erhöht die Motordrehzahl auf das Maximum; das Drehmoment ändert sich umgekehrt proportional zur Drehzahl, die Leistung bleibt konstant.
Die Kurven in Abb. 3d veranschaulicht zwei Einstellbereiche. Im Bereich 1 ist die Lautstärke des Hydromotors auf Maximum eingestellt; das Pumpenvolumen steigt von Null auf Maximum. Bei steigendem Pumpenvolumen bleibt das Drehmoment konstant, Leistung und Drehzahl nehmen jedoch zu.
Bereich 2 startet, wenn die Pumpe ihr maximales Volumen erreicht, das konstant gehalten wird, während das Volumen des Motors abnimmt. In diesem Bereich nimmt das Drehmoment mit steigender Drehzahl ab, die Leistung bleibt jedoch konstant. (Theoretisch kann die Drehzahl des Motors bis ins Unendliche gesteigert werden, praktisch wird sie jedoch durch die Dynamik begrenzt.)
Anwendungsbeispiel
Angenommen, ein Motordrehmoment von 50 Nm soll bei 900 U/min mit einem HST mit festem Schluckvolumen erreicht werden.
Die erforderliche Leistung ergibt sich aus:
P = T × N / 9550Woher:
P - Leistung in kW
T - Drehmoment N * m,
N ist die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute.Somit ist P = 50 * 900/9550 = 4,7 kW
Wenn wir eine Pumpe mit Nenndruck nehmen
100 bar, dann können wir den Durchfluss berechnen:
Woher:
Q - Durchfluss in l / min
p - Druck in barSomit:
Q = 600 * 4,7 / 100 = 28 l / min.
Dann wählen wir einen Hydraulikmotor mit einem Volumen von 31 cm3 aus, der bei einem solchen Durchfluss eine Drehzahl von etwa 900 U / min liefert.
Überprüfung der Formel für das Drehmoment des Hydraulikmotors index.pl?act=PRODUCT&id=495
Abb. 3 zeigt die Leistungs-/Drehmoment-/Drehzahl-Kennlinien der Pumpe und des Motors unter der Annahme, dass die Pumpe mit konstantem Durchfluss läuft.Der Pumpendurchfluss ist bei Nenndrehzahl maximal und die Pumpe fördert das gesamte Öl zum Hydraulikmotor mit einer konstanten Drehzahl des letzteren. Die Trägheit der Last macht es jedoch unmöglich, sofort auf maximale Geschwindigkeit zu beschleunigen, so dass ein Teil des Pumpenstroms durch das Überdruckventil abgelassen wird. (Abbildung 3a zeigt den Leistungsverlust während der Beschleunigung.) Wenn der Motor die Drehzahl erhöht, wird mehr Pumpenstrom in den Motor gesaugt und weniger Öl entweicht durch das Überdruckventil. Bei Nenndrehzahl fließt das gesamte Öl durch den Motor.
Das Drehmoment ist konstant, weil wird durch die Einstellung des Sicherheitsventils bestimmt, die sich nicht ändert. Der Leistungsverlust am Sicherheitsventil ist die Differenz zwischen der Leistung der Pumpe und der Leistung des Hydraulikmotors.
Die Fläche unter dieser Kurve stellt den Kraftverlust dar, wenn die Bewegung beginnt oder endet. Es zeigt auch eine geringe Effizienz für jede Arbeitsgeschwindigkeit unter dem Maximum. Hydrostatische Getriebe mit festem Hubraum werden nicht für Antriebe empfohlen, die häufige Starts und Stopps erfordern oder bei denen oft nicht das volle Drehmoment benötigt wird.
Drehmoment / Drehzahlverhältnis
Theoretisch wird die maximale Leistung eines hydrostatischen Getriebes durch Durchfluss und Druck bestimmt.
Bei Konstantleistungsgetrieben (Konstantpumpe und Verstellmotor) wird jedoch die theoretische Leistung durch das Drehmoment/Drehzahl-Verhältnis dividiert, das die Leistungsabgabe bestimmt. Die höchste übertragene Leistung wird bei der niedrigsten Ausgaberate bestimmt, mit der diese Leistung übertragen werden soll.
Abb. 4
Wenn beispielsweise die durch Punkt A der Leistungskurve in Abb. 4, ist die Hälfte der maximalen Leistung (und das Kraftmoment ist maximal), dann beträgt das Verhältnis von Moment - Geschwindigkeit 2: 1. Die maximal übertragbare Leistung beträgt die Hälfte des theoretischen Maximums.
Bei weniger als der Hälfte der maximalen Drehzahl bleibt das Drehmoment konstant (maximal), aber die Leistung nimmt proportional zur Drehzahl ab. Die Geschwindigkeit am Punkt A ist die kritische Geschwindigkeit und wird durch die Dynamik der hydrostatischen Getriebekomponenten bestimmt. Unterhalb der kritischen Drehzahl wird die Leistung bei Null U/min linear (bei konstantem Drehmoment) auf Null reduziert. Oberhalb der kritischen Drehzahl nimmt das Drehmoment mit steigender Drehzahl ab und sorgt so für eine konstante Leistung.
Aufbau eines geschlossenen hydrostatischen Getriebes.
In den Beschreibungen geschlossener hydrostatischer Getriebe in Abb. 3 haben wir uns nur auf die Parameter konzentriert. In der Praxis sollten zusätzliche Funktionen auf dem GTS bereitgestellt werden.Zusätzliche Komponenten auf der Pumpenseite.
Betrachten Sie zum Beispiel einen GST mit konstantem Drehmoment, der am häufigsten in Lenkservosystemen mit variabler Pumpe und festem Motor verwendet wird (Abbildung 5a). Da der Kreislauf geschlossen ist, werden Leckagen von Pumpe und Motor in einer Abflussleitung gesammelt (Abb. 5b). Der kombinierte Abflussstrom fließt durch den Ölkühler zum Tank. Bei einer Leistung von mehr als 40 PS wird der Einbau eines Ölkühlers in einen hydrostatischen Antrieb empfohlen.
Eine der wichtigsten Komponenten in einem geschlossenen hydrostatischen Getriebe ist die Druckerhöhungspumpe. Diese Pumpe wird normalerweise in die Hauptpumpe eingebaut, kann aber auch separat installiert werden und eine Pumpengruppe bedienen.
Unabhängig von ihrem Standort hat die Druckerhöhungspumpe zwei Funktionen. Erstens verhindert es die Kavitation der Hauptpumpe, indem es Flüssigkeitslecks aus Pumpe und Motor ausgleicht. Zweitens stellt es den Öldruck bereit, der von den Steuermechanismen des Scheibenversatzes benötigt wird.
In Abb. 5c zeigt das Sicherheitsventil A, das den Druck der Boosterpumpe begrenzt, der typischerweise 15-20 bar beträgt. Gegenüberliegende Rückschlagventile B und C sorgen für den Anschluss der Saugleitung der Ladepumpe an die Niederdruckleitung.
Reis. 5
Zusatzkomponenten an der Seite des Hydromotors.
Ein typischer geschlossener GST sollte auch zwei Sicherheitsventile enthalten (D und E in Abbildung 5d). Sie können sowohl in den Motor als auch in die Pumpe eingebaut werden. Diese Ventile haben die Funktion, das System vor Überlastung zu schützen, die bei plötzlichen Lastwechseln auftritt. Diese Ventile begrenzen auch den maximalen Druck, indem sie den Durchfluss von der Hochdruckleitung zur Niederdruckleitung ermöglichen, d.h. erfüllen in offenen Systemen die gleiche Funktion wie ein Sicherheitsventil.
Zusätzlich zu den Sicherheitsventilen verfügt das System über ein Ventil „oder“ F, das immer druckgeschaltet ist, so dass es die Niederdruckleitung mit dem Niederdrucksicherheitsventil G verbindet. Ventil G leitet überschüssigen Durchfluss von der Druckerhöhungspumpe zum Motorgehäuse, und dann fließt dieser Durchfluss durch die Abflussleitung und den Wärmetauscher zurück zum Tank. Dies trägt zu einem intensiveren Ölaustausch zwischen dem Arbeitskreislauf und dem Tank bei, wodurch das Arbeitsmedium effizienter gekühlt wird.
Kavitationskontrolle im hydrostatischen Getriebe
Die Steifigkeit der GST hängt von der Kompressibilität des Fluids und der Eignung des Komponentensystems Rohr und Schlauch ab. Die Wirkung dieser Bauteile kann mit der Wirkung eines Federspeichers verglichen werden, wenn dieser über ein T-Stück mit der Druckleitung verbunden wäre. Bei leichter Belastung wird die Batteriefeder leicht zusammengedrückt; bei starker Belastung wird der Akku deutlich stärker komprimiert und enthält mehr Flüssigkeit. Dieses zusätzliche Flüssigkeitsvolumen muss von einer Nachspeisepumpe bereitgestellt werden.
Der kritische Faktor ist die Druckanstiegsgeschwindigkeit im System. Steigt der Druck zu schnell an, kann die Volumenzunahme auf der Hochdruckseite (Strömungskompressibilität) die Kapazität der Ladepumpe überschreiten und es kommt zur Kavitation in der Hauptpumpe. Am empfindlichsten gegenüber Kavitation sind möglicherweise variable Pumpenkonstruktionen mit automatischer Steuerung. Wenn in einem solchen System Kavitation auftritt, fällt der Druck ab oder verschwindet ganz. Automatische Steuerungen können versuchen zu reagieren, was zu einem instabilen System führt.
Mathematisch kann die Druckanstiegsgeschwindigkeit wie folgt ausgedrückt werden:dp/dt =SeiQ cp/V
B e – effektives volumetrisches Modul des Systems, kg / cm2
V - Flüssigkeitsvolumen auf der Hochdruckseite cm3
Qcp - Kapazität der Druckerhöhungspumpe in cm3 / s
Angenommen, die GTS in Abb. 5 ist durch ein Stahlrohr 0,6 m, Durchmesser 32 mm verbunden. Ohne das Pumpen- und Motorvolumen beträgt V etwa 480 cm3. Für Öl in Stahlrohren beträgt der effektive Schüttmodul etwa 14060 kg / cm2. Unter der Annahme, dass die Nachspeisepumpe 2 cm3 / s fördert, beträgt die Druckanstiegsgeschwindigkeit:
dp/dt= 14060 × 2/480
= 58 kg / cm2 / Sek.
Betrachten Sie nun die Wirkung eines 6 m langen Systems aus 32 mm 3-adrigem Geflechtschlauch. Schlauchhersteller gibt Daten B e ca. 5 906 kg / cm2.Somit:
dp/dt= 5906 × 2/4800 = 2,4 kg / cm2 / Sek.
Daraus folgt, dass eine Erhöhung der Pumpleistung zu einer Verringerung der Kavitationswahrscheinlichkeit führt. Bei seltenen plötzlichen Belastungen kann alternativ ein Hydrospeicher in die Pumpleitung eingebaut werden. Tatsächlich stellen einige GTS-Hersteller einen Anschluss zum Anschließen der Batterie an den Pumpkreislauf her.
Wenn die Steifigkeit des GST gering ist und es mit einer automatischen Steuerung ausgestattet ist, sollte das Getriebe immer mit Nullpumpenförderung gestartet werden. Außerdem muss die Geschwindigkeit des Scheibenkippmechanismus begrenzt werden, um abrupte Starts zu vermeiden, die wiederum Druckstöße verursachen können. Einige GTS-Hersteller bieten Dämpfungslöcher zum Glätten an.
Somit kann das Steifigkeitssystem und die Steuerung der Druckanstiegsrate bei der Bestimmung der Leistung der Druckerhöhungspumpe wichtiger sein als nur interne Lecks der Pumpe und der Hydraulikmotoren.
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Viele moderne Maschinen und Mechanismen verwenden ein neues hydrostatisches Getriebe. Zweifellos ist es in teureren Modellen von Minitraktoren installiert und da kein Gangwechsel erforderlich ist, kann es als automatisch bezeichnet werden.
Ein solches Getriebe unterscheidet sich von einem Handschaltgetriebe dadurch, dass es keine Zahnräder aufweist, sondern stattdessen eine hydraulische Ausrüstung verwendet, die aus einer Hydraulikpumpe und einem Hydraulikmotor mit variabler Verdrängung besteht.
Ein solches Getriebe wird durch ein Pedal gesteuert, und die Kupplung in einem solchen Traktor wird verwendet, um die Zapfwelle einzukuppeln. Vor dem Anlassen des Motors die Bremse durch Drücken prüfen, dann die Kupplung betätigen und den Nebenantrieb auf Neutral stellen. Danach den Schlüssel drehen und den Traktor starten.
Die Fahrtrichtung erfolgt durch Rückwärtsgang, Rückwärtsganghebel in Vorwärtsstellung stellen, Fahrpedal betätigen und losfahren. Je stärker wir auf das Pedal treten, desto schneller werden wir. Wenn Sie das Pedal loslassen, stoppt der Traktor. Wenn die Geschwindigkeit nicht ausreicht, muss das Gas mit einem speziellen Hebel erhöht werden.
Hydrostatische Getriebe, die nach einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf hergestellt werden, werden häufig in Fahrantrieben von Sondermaschinen verwendet. Grundsätzlich sind dies Maschinen, bei denen die Bewegung eine der Hauptfunktionen ist, zum Beispiel Frontlader, Bulldozer, Baggerlader, landwirtschaftliche Mähdrescher,
Forstspediteure und Harvester.
In den Hydrauliksystemen solcher Maschinen wird der Durchfluss des Arbeitsfluids sowohl durch die Pumpe als auch durch den Hydromotor in einem weiten Bereich geregelt. Geschlossene Hydraulikkreisläufe werden oft verwendet, um die Arbeitskörper der Drehbewegung anzutreiben: Betonmischer, Bohrgeräte, Winden usw.
Betrachten wir einen typischen strukturellen Hydraulikkreislauf der Maschine und wählen Sie die Kontur der hydrostatischen Übertragung des Hubs darin. Es gibt viele Konstruktionen von geschlossenen hydrostatischen Getrieben, bei denen das Hydrauliksystem eine Verstellpumpe, normalerweise eine Taumelscheibe, und einen einstellbaren Hydraulikmotor umfasst.
Als Hydromotoren werden hauptsächlich Radialkolben- oder Axialkolbenmotoren mit geneigtem Zylinderblock verwendet. Bei kleinen Geräten werden häufig Axialkolben-Hydraulikmotoren mit Schrägscheibe mit konstantem Arbeitsvolumen und Gerotor-Hydraulikmaschinen eingesetzt.
Die Pumpenverdrängung wird durch ein proportionales hydraulisches oder elektrohydraulisches Vorsteuersystem oder eine direkte Servosteuerung gesteuert. Um die Parameter des Hydraulikmotors in Abhängigkeit von der Wirkung einer externen Last in der Pumpensteuerung automatisch zu ändern
Regler verwendet werden.
So ermöglicht der Leistungsregler in hydrostatischen Fahrgetrieben, dass die Maschine bei zunehmendem Bewegungswiderstand ohne Eingreifen des Bedieners abgebremst oder sogar komplett gestoppt werden kann, ohne dass der Motor abgewürgt wird.
Der Druckregler sorgt für ein konstantes Drehmoment des Arbeitskörpers in allen Betriebsarten (z. B. die Schnittkraft einer rotierenden Mühle, Schnecke, Bohrständerfräse usw.). In allen Pumpen- und Hydraulikmotor-Steuerungskaskaden überschreitet der Steuerdruck nicht 2,0-3,0 MPa (20-30 bar).
Reis. 1. Typisches Schema des hydrostatischen Getriebes von Sonderausrüstungen
In Abb. 1 zeigt einen gängigen Aufbau eines hydrostatischen Getriebes eines Maschinenfahrwerks. Die Vorsteuerhydraulik (Pumpensteuerung) enthält ein vom Gaspedal gesteuertes Proportionalventil. Tatsächlich handelt es sich um ein mechanisch betätigtes Druckreduzierventil.
Es wird von einer Hilfspumpe für das Leckergänzungssystem (Make-up) angetrieben. Je nach Pedaldruck reguliert das Proportionalventil die Menge des in den Zylinder eintretenden Vorsteuerstroms (in der realen Ausführung - der Kolben) zur Steuerung der Neigung der Unterlegscheibe.
Der Steuerdruck überwindet den Widerstand der Zylinderfeder und dreht die Unterlegscheibe, wodurch sich das Fördervolumen der Pumpe ändert. Somit ändert der Bediener die Geschwindigkeit der Maschine. Kraftflussumkehr im Hydrauliksystem, d.h. Die Änderung der Bewegungsrichtung der Maschine erfolgt durch den Magneten "A".
Das Magnetventil "B" steuert den Regler des Hydromotors, der seine maximale oder minimale Verdrängung einstellt. Im Transportmodus der Maschine wird das minimale Arbeitsvolumen des Hydromotors eingestellt, wodurch er die maximale Rotationsfrequenz der Welle entwickelt.
In der Zeit, in der die Maschine energietechnische Arbeiten ausführt, wird das maximale Arbeitsvolumen des Hydromotors eingestellt. In diesem Fall entwickelt er bei minimaler Wellendrehzahl ein maximales Drehmoment.
Bei Erreichen des maximalen Druckniveaus im Leistungskreis von 28,5 MPa reduziert die Regelkaskade automatisch den Neigungswinkel der Waschanlage auf 0° und schützt die Pumpe und das gesamte Hydrauliksystem vor Überlastung. Viele mobile Arbeitsmaschinen mit hydrostatischem Getriebe stellen hohe Anforderungen.
Sie müssen im Transportmodus eine hohe Geschwindigkeit (bis zu 40 km / h) haben und große Widerstandskräfte bei energietechnischen Operationen überwinden, d.h. maximale Zugkraft entwickeln. Beispiele sind Radlader, Land- und Forstmaschinen.
Die hydrostatischen Fahrgetriebe dieser Maschinen verwenden verstellbare Kippmotoren. In der Regel ist diese Regelung Relais, d.h. bietet zwei Positionen: maximale oder minimale Verdrängung des Hydraulikmotors.
Es gibt jedoch hydrostatische Getriebe, die eine proportionale Steuerung des Schluckvolumens des Hydromotors erfordern. Bei maximaler Verdrängung wird Drehmoment bei hohem Hydraulikdruck erzeugt.
Reis. 2. Schema der Kraftwirkung im Hydromotor bei maximalem Arbeitsvolumen
In Abb. 2 zeigt ein Diagramm der Kräftewirkung im Hydromotor bei maximalem Arbeitsvolumen. Die hydraulische Kraft Fg wird in axiales Fо und radiales Fр zerlegt. Die Radialkraft Fр erzeugt ein Drehmoment.
Je größer also der Winkel α (Kippwinkel des Zylinderblocks) ist, desto höher ist die Kraft Fр (Drehmoment). Der Arm der Kraft Fр, gleich dem Abstand von der Drehachse der Welle bis zum Kontaktpunkt des Kolbens im Käfig des Hydromotors, bleibt konstant.
Reis. 3. Schema der Kraftwirkung im Hydromotor beim Verfahren auf das minimale Arbeitsvolumen
Wenn der Kippwinkel des Zylinderblocks kleiner wird (Winkel α), d.h. das Arbeitsvolumen des Hydromotors tendiert zu seinem Minimalwert, der Kraft Fр, und folglich nimmt auch das Drehmoment an der Welle des Hydromotors ab. Das Wirkungsschema der Kräfte in diesem Fall ist in Abb. 3.
Die Art der Drehmomentänderung ist aus dem Vergleich von Vektordiagrammen für jeden Neigungswinkel des Hydromotor-Zylinderblocks deutlich ersichtlich. Eine solche Steuerung des Arbeitsvolumens des Hydromotors wird häufig bei hydraulischen Antrieben verschiedener Maschinen und Geräte verwendet.
Reis. 4. Schema der typischen Steuerung des Hydraulikmotors der Motorwinde
In Abb. 4 zeigt ein Diagramm einer typischen Steuerung eines hydraulischen Motors einer Kraftwinde. Hier sind die Kanäle A und B die Arbeitsanschlüsse des Hydromotors.
Je nach Bewegungsrichtung des Kraftflusses des Arbeitsmediums ist in ihnen eine Direkt- oder Rückwärtsdrehung vorgesehen. In der gezeigten Position hat der Motor sein maximales Schluckvolumen. Das Arbeitsvolumen des Hydromotors ändert sich, wenn an seinem Anschluss X ein Steuersignal anliegt.
Der Vorsteuerstrom des Arbeitsfluids, der durch den Steuerschieber strömt, wirkt auf den Verdrängerkolben des Zylinderblocks, der bei hoher Drehzahl den Wert des Arbeitsvolumens des Hydraulikmotors schnell ändert.
Reis. 5. Charakteristik der Hydraulikmotorsteuerung
Die Grafik in Abb. Fig. 5 zeigt die Ansteuerkennlinie des Hydromotors, sie hat eine lineare Umkehrfunktion. Bei komplexen Maschinen werden häufig separate Hydraulikkreise zum Antrieb der Arbeitsteile verwendet.
Gleichzeitig werden einige von ihnen nach einem offenen hydraulischen Schema hergestellt, während andere den Einsatz von hydrostatischen Getrieben erfordern. Ein Beispiel ist ein volldrehender Schaufelbagger. In ihm werden die Rotation des Drehtellers und die Bewegung der Maschine durch Hydraulikmotoren mit
Gruppe von Ventilen.
Konstruktiv ist die Ventilbox direkt am Hydromotor montiert. Die Energieversorgung des hydrostatischen Getriebekreises von einer auf einen offenen Hydraulikkreis wirkenden Hydraulikpumpe erfolgt über ein Hydraulikventil.
Reis. 6. Schema eines hydrostatischen Getriebekreislaufs, der von einem offenen Hydrauliksystem gespeist wird
Es liefert den Kraftfluss des Arbeitsfluids zum hydrostatischen Getriebekreislauf in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung. Ein Diagramm eines solchen Hydraulikkreislaufs ist in Abb. 6 dargestellt.
Die Änderung des Arbeitsvolumens des Hydromotors erfolgt hier durch einen von einem Vorsteuerschieber gesteuerten Stößel. Der Vorsteuerkolben kann entweder durch ein externes Steuersignal über Kanal X oder ein internes Steuersignal vom ODER-Umschaltventil beaufschlagt werden.
Sobald der Kraftfluss des Arbeitsmediums in die Druckleitung des Hydraulikkreises eingespeist wird, öffnet das Umschaltventil „ODER“ den Zugang zum Steuersignal zum Ende des Vorsteuerkolbens und leitet durch Öffnen der Arbeitsfenster a Teil des Fluids zum Kolben des Zylinderblockantriebs.
Je nach Druck in der Druckleitung ändert sich das Arbeitsvolumen des Hydromotors von der Grundstellung in Richtung Verkleinerung (hohe Drehzahl / geringes Drehmoment) oder Zunahme (niedrige Drehzahl / hohes Drehmoment). Auf diese Weise erfolgt die Kontrolle
Bewegung.
Wird der Steuerschieber in die entgegengesetzte Position bewegt, ändert sich die Richtung des Kraftflusses. Das ODER-Wahlventil bewegt sich in eine andere Position und sendet ein Steuersignal von einer anderen Leitung im Hydraulikkreis an den Vorsteuerkolben. Die Regelung des Hydromotors erfolgt in gleicher Weise.
Zusätzlich zu den Steuerungskomponenten enthält dieser Hydraulikkreislauf zwei kombinierte Ventile (Anti-Kavitation und Anti-Shock), die auf einen Spitzendruck von 28,0 MPa eingestellt sind, und ein Belüftungssystem für das Arbeitsmedium, das für seine Zwangskühlung ausgelegt ist.