2. Типовые схемы гидронавесных систем тракторов

Примером гидросистемы, обеспечивающей три способа регулирования, может служить гидросистема трактора МТЗ-80.1/82.1.

Особенностью гидросистемы трактора МТЗ-80.1/82.1, по сравнению с гидросистемами других сельскохозяйственных тракторов, является включение в неё гидравлического увеличителя сцепного веса (ГСВ) вместе с гидроаккумулятором, и позиционно-силового регулятора с датчиками, обеспечивающего автоматическое регулирование глубины почвообработки (рис. 2).

1- маслобак; 2 - заливная горловина; 3 - ГСВ; 4 - ползун ГСВ; 5 - передняя крышка ГСВ; 6 - вывод распределителя; 7 - трубопровод ГСВ - регулятор; 8 - гильза; 9 - силовой (позиционный) регулятор; 10 - запорный клапан регулятора; 11 - угольник; 12 и 28 - запорное устройство; 13 - цилиндр; 14 - клапан; 15 - промежуточный валик; 16 - поводок; 17 - рычаг цилиндра; 18 - болт; 19 - гайка; 20 - серьга; 21 - палец; 22 - пластинчатая пружина; 23 - цилиндрические пружины; 24 - кронштейн; 25 - гидроаккумулятор; 26 - позиционная тяга; 27 - силовая тяга; 29 - пробка; 30 - обратный клапан; 31 - переключатель видов регулирования; 32 - трубопровод канала управления; 33 - трубопровод насоса - регулятора; 34 - нагнетательный патрубок; 35 - насос; 36 - всасывающий патрубок; 37 - трубопровод насоса - распределителя; 38 - направляющая клапана; 39 - распределитель; 40 - перепускной клапан; 41 - предохранительный клапан; Б - нагнетательный канал распределителя; Г - канал управления перепускным клапаном; К - сливная полость распределителя.

В качестве гидромашин гидросистемы трактора МТЗ-80.1/82.1 используются: насос шестеренный НШ - 32–2 (поз. 35), силовой цилиндр ЦС -100 (поз. 13) и пружинный гидроаккумулятор25.

Для управления применяются три гидрораспределителя: с ручным управлением золотниками (Р80-23) (поз. 39), полуавтоматический распределитель (ГСВ) (поз.3), автоматического позиционно-силового регулятора Р – 50 (поз. 9).

Насос 35 соединен всасывающим патрубком 36 с баком 1, а нагнетательными маслопроводами - с распределителем 39 и силовым регулятором 9. Распределитель направляет поток масла либо в бак, либо через ГСВ 3 и регулятор 9 по резинометаллическим шлангам в силовой цилиндр 13 механизма задней навески, или через боковые выводы непосредственно в гидросистему сельхозмашины. К левым боковым выводам параллельно подсоединены задние выводы 14 (см. рис. 3), ГСВ трубопроводами связан также с гидроаккумулятором 25 (см. рис. 2) и баком 1.

Металлические трубопроводы, идущие к силовому регулятору и гидроаккумулятору, при помощи кронштейнов и резиновых прокладок закреплены к крышке коробки передач; трубопроводы задних выводов закреплены к кронштейнам кабины.

Гидронавесная система обеспечивает следующие способы регулирования глубины обработки почвы навесными машинами, присоединяемыми к механизму задней навески:

1. высотный - на плавающей позиции распределителя (с машинами, имеющими опорные колеса);

2. высотный с догрузкой задних колес трактора частью вертикальных сил, действующих на навесную машину, -при использовании ГСВ (имеющими опорные колеса);

3. силовой, при котором тяговое сопротивление машины поддерживается в определенных пределах и как следствие этого обеспечивается необходимая глубина обработки почвы (без опорных колес);

4. позиционный, при котором машина удерживается гидронавесной системой в заданном положении относительно остова трактора (без опорных колес).

При агрегатировании трактора с навесными машинами, имеющими опорные колеса, могут применяться также комбинированные способы регулирования: силовой с высотным или позиционный с высотным.

При силовом, позиционном и комбинированных способах регулирования механизмом навески с присоединенной машиной управляют посредством регулятора, при высотном с догрузкой задних колес - ГСВ и распределителем, высотном без догрузки - одним распределителем. Каждый из этих способов ниже рассмотрен более подробно.

Распределитель и ГСВ через систему тяг и рычагов управляются четырьмя рукоятками - 5, 6, 7 и 8 (рис. 3).

Крайний левый рычаг 8 управляет золотником правого выносного цилиндра, средний левый рычаг 7 - золотником левого цилиндра, крайний правый рычаг 5 - золотником основного цилиндра, средняя правая рукоятка 6 управляет ГСВ.

Рукоятки управления распределителя могут быть установлены в одно из четырех положений: «нейтральное» - среднее положение, «подъем» - нижнее, «плавающее» - верхнее, «принудительное опускание» - положение рукоятки между «нейтральное» и «плавающее».

В первых трех положениях золотники распределителя удерживаются автоматически фиксирующим устройством. Положение золотников «принудительное опускание» не фиксируется, поэтому при использовании этой позиции рукоятку следует удерживать рукой.

Распределитель обеспечивает регулировку потока масла, а, следовательно, и скорости подъема или опускания сельскохозяйственной машины при удержании рукоятки соответствующего золотника в промежуточных положениях между позициями «нейтральное» и «подъем» или «нейтральное» и «принудительное опускание».

Рукоятка 6 ГСВ может быть установлена в одно из трех фиксированных и в четвертое нефиксированное положение: «ГСВ выключен» - среднее верхнее положение; «заперто» - верхнее положение; «ГСВ включен» - среднее нижнее положение; «сброс давления» - нижнее положение, рукоятка в нем не фиксируется, ее следует удерживать рукой.

Рисунок 3 Схема расположения агрегатов гидронавесной системы трактора МТЗ-80.1:

а - вид сверху; б - вид слева; 1 - рукоятка включения насоса; 2 и 16 - боковые выводы; 3 - гидроувеличтель сцепного веса; 4 - кронштейн управления; 5 - рычаг основного цилиндра; 6 - рычаг ГСВ; 7 - рычаг левого вывода; 8 - рычаг правою вывода; 9 - маховичок ГСВ; 10 - кронштейн заднего цилиндра; 11 - механизм фиксации; 12 - задний цилиндр; 13 - механизм задней навески; 14 - задние выводы; 15 - гидроаккумулятор; 17 - заливная горловина; 18 - сливной маслопровод; 19 - масломер; 20 - маслобак; 21 - распределитель; 22 - рукоятка управления регулятором; 23 - опорное устройство; 24 - регулятор; 25 - насос; 26 - всасывающий патрубок; 27 - тяга привода золотника заднего цилиндра; 28 - крышка фильтра; 29 - стяжной хомут.

Силовым (позиционным) регулятором управляют через рукоятку 22, расположенную справа от сиденья тракториста. Если регулятор не используется, рукоятку необходимо установить на фиксатор в положение «нейтральное». Давление подпора в цилиндре механизма навески регулируют вращением маховичка 9.

(Все перечисленные приборы и органы регулирования показать на стенде).

При работе регулятора в режиме силового (позиционного) регулирования гидрораспределитель Р80 - выключен, т.е. золотники 10, 12 (рис. 4) установлены в нейтральное положение, как показано на схеме.

Рабочая жидкость (моторное масло М-8Г_2к зимой), М-10Г₂, М-10Г_2к (летом) подается насосом 1 из бака 2 в четыре кольцевые проточки корпуса 14 регулятора двумя потоками: управляющим и дополнительным.

Управляющий поток масла открывает стержневой обратный клапан 7 в калиброванном отверстии 8 плунжера перепускного клапана 6, ограничивается им и через канал управления делителя и трубопровод малого сечения поступает к обратному клапану 16 регулятора.

Дополнительный поток, минуя распределитель, поступает к регулируемому вручную маховичком17 крану скорости коррекции регулятора.

При отсутствии слива оба этих потока через обратный 21 и запорный 22 клапаны поступают в штоковую полость основного гидроцилиндра 23, вызывая быстрый подъем навешенной машины, выглубление ее рабочих органов и уменьшение тягового сопротивления.

Полный слив подводимых потоков через радиальное отверстие в золотнике 18 и открытые правые радиальные отверстия в гильзе 15 вызывают резкое уменьшение подпора масла в штоковой полости гидроцилиндра 23 и слив из нее через открытый запорный клапан 22, быстрое опускание машины, заглубление ее рабочих органов и увеличение тягового сопротивления.

Рисунок 4 Принципиальная схема гидропривода заднего навесного устройства с силовым (позиционным) регулированием тракторов МТЗ-80.1/МТЗ-82.1:

1 – насос НШ-32А-3; 2 – бак; 3 – маслозаливная горловина; 4 – фильтр; 5, 9 – предохранительные клапаны; 6 – перепускной клапан; 7, 16, 21 – обратные клапаны; 8 – калиброванное отверстие; 10 – золотник управления основным гидроцилиндром; 11, 22 – запорные клапаны; 12 – золотники управления выносными гидроцилиндрами; 13 – рукоятка; 14 – корпус регулятора; 15 – гильза; 17 – маховичок крана коррекции; 18 – золотник; 19 – пружина; 20 – датчик; 23 – основной гидроцилиндр; 24 – замедлительный клапан гидроцилиндра; Р – рабочее положение; N – нейтраль транспортного положения; П – подъем в транспортное положение.

Следовательно, для удержания навесной машины в определенном положении силовой регулятор должен непрерывно дросселировать подводимые потоки масла на сливе, поддерживая требуемый его подпор в штоковой (подъемной) полости гидроцилиндра. Это достигается осевыми колебаниями золотника 18 относительно положения, показанного на схеме (рис. 4).

При увеличении тягового сопротивления машины золотник 18 под действием датчика 20 смещается вправо, прикрывая или полностью закрывая радиальные сливные отверстия – свои и гильзы 15. Если при этом подача масла насосом не изменяется, то уменьшение слива вызывает пропорциональное увеличение подпора масла в штоковой полости гидроцилиндра, подъем машины и выглубление ее рабочих органов до тех пор, пока тяговое сопротивление не уменьшится до заданного. Такое срабатывание регулятора называют автоматической коррекцией на подъем.

При уменьшении тягового сопротивления машины золотник 18 под действием датчика 20 смещается влево, открывая радиальные сливные отверстия – свои и гильзы 15. Увеличение слива подводимых потоков вызывает пропорциональное уменьшение подпора и слива масла из штоковой полости гидроцилиндра 23, опускание машины и заглубление ее рабочих органов до тех пор, пока тяговое сопротивление не увеличится до заданного. Такое срабатывание регулятора называют автоматической коррекцией на опускание.

Скорость коррекции подъема регулируют вручную краном 17, открывая его для увеличения скорости и прикрывая или полностью закрывая для уменьшения ее.

Основное преимущество силового способа регулирования – защита трактора и агрегатируемой машины от тяговых перегрузок – реализуется относительно редко и на засоренных почвах.

На полях с переменной плотностью применение силового регулирования ограничено из-за недопустимого изменения глубины обработки почвы.

Позиционный способ предназначен для удержания навесной машины в определенном положении относительно остова трактора независимо от тягового сопротивления и плавного изменения этого положения только при повороте рукоятки 13 управления гидроприводом.

Позиционное регулирование находит применение в основном с орудиями, рабочие органы которых находятся над поверхностью поля (например, косилки). С почвообрабатывающими машинами такой способ регулирования хорошо подходит только для равнинного рельефа полей.

Принцип действия гидропривода при позиционном способе регулирования аналогичен силовому способу и активируется путем отключения от регулятора силового датчика и подключения к нему позиционного датчика.

Машина удерживается в заданном положении тоже за счет подпора масла в штоковой полости гидроцилиндра 23 при частичном сливе подводимых потоков. Поэтому при включенном позиционном способе гильза 15 и золотник 18 занимают положение, показанное на схеме (рис.4). Отличие данного способа от силового состоит в том, что смещение золотника 18 влево ограничено позиционной тягой, а вправо – длиной паза в ее наконечнике.

При повороте рукоятки 13 вперед (по схеме влево) гильза 15 перемещается вправо и открывает сливные радиальные отверстия – свои и золотника 18. Под действием силы тяжести и реакции почвы на рабочие органы машина опускается, поршень гидроцилиндра 23 перемещается назад (по схеме вправо) и через датчик смещает вправо золотник 18 вслед за гильзой 15.

При повороте рукоятки 13 назад гильза 15, а вслед за ней и золотник 18 под действием датчика перемещаются влево, обеспечивая уменьшение или прекращение слива масла и подъем машины.

Гидравлическая схема неавтоматизированного гидроподъёмника представлена на рисунке 5. В состав передачи входят: насос 1 (нерегулируемый, нереверсивный) и гидравлический цилиндр 5 двухстороннего действия. Насос преобразует механическую энергию ( ), подведённую к валу, в гидравлическую энергию ( ) потока жидкости. Гидроцилиндр, получая гидравлическую энергию потока, преобразует её снова в механическую энергию поступательного движения, поднимая груз силой веса G на высоту Н. Отработав, жидкость сливается в гидробак 2 через фильтр 3.

Рисунок 5 Принципиальная гидравлическая схема нерегулируемой открытой передачи с гидродвигателем возвратно-поступательного движения

Между насосом и цилиндром устанавливается гидравлический распределитель, в состав которого входят: золотник 6, перепускной клапан 10 и предохранительные клапаны 8 и 11 максимального и номинального давлений.

Золотник имеет четыре положения (четырёхпозиционный) и управляет тремя гидролиниями одновременно (трёхлинейный). Каждое положение золотника на схеме показано прямоугольником. Каналы, пропускающие жидкость через золотник, обозначены стрелками.

Позиции (положения) золотника имеют следующие условные названия (перечисляются по направлению на схеме сверху вниз): «подъём», «нейтральное», «принудительное опускание» и «плавающее».

Гидравлические линии, которыми управляет золотник, называются: напорная (П), сливная (Сл) и линия У₁, управляющая потоком дросселя 9.

Гидравлическая схема на рисунке 5 показана при нейтральном положении золотника. При этом напорная и сливная линии золотника закрыты, а линия управления направляет поток жидкости от дросселя в бак. Давление на входе в дроссель больше, чем давление на выходе из него. Под действием перепада давления перепускной клапан 10 открывается, и основной поток жидкости от насоса направляется через фильтр в бак. Силовой цилиндр при нейтральном положении золотника запирается, фиксируя поднятый груз. Золотник в нейтральном положении удерживается при помощи пружин, действующих на его торцы.

При положении золотника «подъём» жидкость от насоса поступает в бесштоковую полость цилиндра, и груз поднимается.

При положении «принудительное опускание» груз (или рабочая машина) прижимается к опоре (заглубляется).

При «плавающем» положении золотника груз опускается только под действием собственного веса. Гидравлический цилиндр не препятствует этому, так как его полости соединены как между собой, так и со сливом в бак.

В положении «подъём» и «принудительное опускание» золотник удерживается при помощи фиксатора (показан на рис. 5 в виде стрелки). Фиксатор управляется бустером автовозврата 7. Если давление жидкости в гидросистеме достигает номинального, клапан 11 открывается. Давление передается в штоковую полость бустера 7. Поршень бустера перемещается и сжимает золотник с фиксатором. Золотник возвращается в нейтральное положение при помощи пружины.

Если удерживать золотник за рукоятку, то защита, устанавливающая давление на уровне номинального, отключается. Давление увеличивается и достигает максимального значения. При этом открывается предохранительный клапан 8, направляя поток жидкости через дроссель 9 на слив. На дросселе устанавливается перепад давлений (как и при нейтральном положении золотника), что приводит к открытию перепускного клапана 10 и снижению давления.