Компоненты гидростатической трансмиссии. Регулирование давления.

В гидравлических системах с замкнутым контуром необходимо предусматривать средства регулирования или ограничения максимального давления в контуре на некотором расчетном значении. Так как срок службы гидравлических устройств при высоком давлении существенно уменьшается, срок службы устройства может быть неприемлемо короток, если давление в системе не контролируется.

В гидравлических системах с замкнутым контуром необходимо предусматривать средства регулирования или ограничения максимального давления в контуре на некотором расчетном значении. Так как срок службы гидравлических устройств при высоком давлении существенно уменьшается, срок службы устройства может быть неприемлемо короток, если давление в системе не контролируется. Тип выбранного способа защиты от высокого давления определяет время срабатывания и рассеиваемую системой мощность.

Предохранительные клапаны имеют высокое быстродействие и, как правило, защищают систему от высоких пиковых давлений, при условии, что паспортный расход через клапан не превышен. В большинстве гидростатических насосов полнопоточные предохранительные клапаны используются очень редко. На предохранительных клапанах высокого давления рассеивается мощность, иногда значительная; и они являются источником генерации теплоты в системе.

Типоразмер гидростатических устройств и предохранительных клапанов следует выбирать таким образом, чтобы максимальное давление в системе существовало не более 2 % всего рабочего времени.

Ограничитель давления включен по схеме регулирования высокого давления без диссипации энергии, и поэтому ограничивает теплообразование в системе.

Ограничитель давления может быть составной частью системы управления машины. Однако, если установка срабатывания ограничителя давления высока, следует сбалансировать время существования максимального давления по заданному сроку службы.

В отличие от предохранительного клапана, ограничитель давления в ответ на высокое давление в системе изменяет рабочий объем насоса. Когда давление в системе достигает установки срабатывания ограничителя давления, рабочая жидкость из портов управления ограничителя давления подается в сервосистему на поршень уменьшения угла наклонной шайбы.

Последняя устанавливается в такое положение, при котором в системе поддерживается заданное значение давления. Ограничители давления могут использоваться для управления лебедкой при стравливании троса, поскольку при необходимости наклонная шайба будет перемещаться в противоположном направлении, поддерживая в системе требуемое давление. В типовых системах ходовых приводов, ограничители давления лужат для уменьшения рабочего объема насоса во время ускорения или при движении вперед. Во время замедления скорости движения или динамического торможения, ограничитель давления увеличивает рабочий объем насоса.

Время установления и величина скачков давления перерегулирования ограничителя давления зависят от рабочего объема насоса и коэффициента перегрузки по давлению. Если при срабатывании ограничителя давления насос работает с полным рабочим объемом, для снижения рабочего объема насоса требуется большее время, чем если бы насос работал с половинным рабочим объемом.

Точно так же, если в системе происходит резкое изменение давления, будут наблюдаться большие броски давления перерегулирования, чем когда изменение нагрузки происходит медленно. Для ограничения этих бросков перерегулирования на короткое время, пока не установится режим ограничителя давления, ограничитель давления оборудован внутренним предохранительным клапаном, снижающим пиковое давление, и поэтому внешний предохранительный клапан обычно не требуется.

Однако системы с регулирующими вентилями в главном контуре является исключением из этого правила, поскольку они имеют быстродействующие характеристики изменения расхода. При наличии в главном контуре с гидрораспределителями или коммутирующими клапанами требуются предохранительные клапаны высокого давления, обеспечивающими высокий расход. При использовании в главном гидравлическом контуре регулирующих вентилей рекомендуется провести испытания для определения величины и продолжительности пикового давления.

Другим способом ограничения давления в системе в гидравлическом контуре является использование схемы отключения давления. Подобно ограничителю давления, контур отключения давления воздействует на положение наклонной шайбы в ответ на высокое давление в системе. Когда давление установки срабатывания достигнуто, давление в магистрали сервоуправления (давление подпитки) снимается, и оба сервопоршня гидравлически шунтируются.

Отключение давления не уменьшает угол наклонной шайбы так быстро, как ограничитель давления, однако, время срабатывания и пиковое давление являются функцией рабочего объема насоса и коэффициента перегрузки по давлению.

Система должна быть оборудована предохранительными клапанами высокого давления для кратковременного ограничения бросков давления, пока не установится режим в цепи отключения давления. Рекомендуемое давление срабатывания предохранительного клапана должно быть на 1000 psi выше, чем установка цепи отключение давления для обеспечения адекватной реакции и минимизации взаимосвязи между этими двумя цепями регулирования давления.

Торможение является особым режимом работы для ограничителей давления. Во время торможения при движении машины под уклон, в системах с клапаном ограничения давления или клапаном отключения давления скорость машины будет увеличиваться, если установка по давлению срабатывания клапана достигнута. Это может привести к уменьшению тормозного усилия, развиваемого трансмиссией на высокой скорости движения машины по сравнению с системой регулирования давления при помощи предохранительного клапана. Поскольку системы с ограничителем давления и клапаном отключения давления по своему принципу работы являются не рассеивающими энергию системами, ограниченная поглощаемая мощность уменьшает тормозное усилие на высокой скорости. Применение в системе предохранительных клапанов позволяет увеличить тормозное усилие на высокой скорости при движении с крутого склона за счет рассеивания энергии на предохранительных клапанах и уменьшения рабочего объема насоса.

Длительное торможение за счет работы предохранительных клапанов приводит к нагреву рабочей жидкости и может привести к повреждению компонентов трансмиссии, поэтому такой режим следует использовать только в экстренных ситуациях. Поскольку самоходные машины также должны быть оборудованы механическими тормозами, используемыми для экстренной остановки, экстренное торможение за счет работы предохранительных клапанов обычно является избыточным. Другими словами, самоходные машины должны быть оборудованы независимой от гидростатической трансмиссии системой торможения, которая развивает адекватное тормозное усилие для остановки и удерживания машины на тормозе.

При конструировании машин с трансмиссиями с передачей крутящего момента на два направления, рулевое управление которыми осуществляется изменением частот вращения гидромоторов, необходимо проверить, что устройства регулирования давления не ограничивают возможности адекватного рулевого управления. Это применимо как к режиму движения, так и режиму торможения.