Стенд для испытаний двух объемных регулируемых гидропередач

 

Изобретение предназначено для испытаний гидропередач в широком диапазоне статических и динамических режимов нагружения с рекуперацией энергии и обеспечением воспроизведения основных параметров задавае.мых режимов испытаний. Вал 2 приводного двигателя 1 связан с валами 3 и 4 насосов 5 и 6 испытуемых гидропередач (ГП) 7 и 8, а валы 10 и 11 их гидро

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 F 15 B 19/00 .э ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4103426/25-06; 4103432/25-06 (22) 12.08.86 (46) 07.11.88. Бюл. № 41 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова Д. Ф. (72) А. В. Мороз, Б. Н. Савельев, А. С. Маркелов и А. М. Потапов (53) 621.22.018.8 (088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР № 798369, кл. F 15,В 19/00, 1978.

„,SU „„3 435859 А 1 (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДВУХ

ОБЪЕМНЫХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ГИДРОПЕРЕДАЧ (57) Изобретение предназначено для испытаний гидропередач в широком диапазоне статических и динамических режимов нагружения с рекуперацией энергии и обеспечением воспроизведения основных параметров задаваемых режимов испытаний. Вал 2 приводного двигателя 1 связан с валами 3 и 4 насосов 5 и 6 испытуемых гидропередач (ГП) 7 и 8, а валы 0 и 11 их гидро1435859

10

15 моторов 12 и 13 соединены между собой.

Система 9 управления содержит пропорциональные преобразователи (ПП) И и 15, суммирующий блок 16 и задатчики 17 и 18.

Задатчик 17 соединен через ПП 14 с органом 19 регулирования производительности насоса 5 ГП 7 и через блок 16, к к-рому подключен задатчик 18, через ПП 15 с органом 20 регулирования насоса 6 ГП 8.

Блок 16 м. б. выполнен в виде сумма1

Изобретение относится к экспериментальному исследованию гидроприводов, а именно объемных регулируемых гидропередач, и может быть использовано для контроля и диагностики технического состояния объемных регулируемых гидропередач в широком диапазоне статических и динамических режимов нагружения с рекуперацией энергии, с обеспечением воспроизведения основных параметров задаваемых режимов испытаний, Цель изобретения — рекуперирование энергии и повышение точности воспроизведения параметров режима испытаний каждой из гидропередач.

На фиг. 1 представлена схема стенда для обкатки и ресурсных испытаний двух объемных регулируемых гидропередач; на фиг. 2 — то же, для контроля характеристик при испытаниях.

Стенд для испытаний (фиг. 1 и 2) содержит приводной двигатель 1, вал 2 которого связан с валами 3 и 4 гидронасосов 5 и 6 испытуемых гидропередач 7 и 8 соответственно, а также систему 9, управления. При этом валы 10 и 11 гидромоторов 12 и 13 гидропередач 7 и 8 соединены между собой, а система 9 управления содержит два пропорциональных преобразователя 14 и 15, суммирующий блок 16 и два задатчика 17 и 18, один из которых (17) соединен через один пропорциональный преобразователь 14 с органом 19 регулирования производительности гидронасоса 5 первой испытуемой гидропередачи 7 и через суммирующий блок 16, к которому подключен второй задатчик 18, через другой пропорциональный преобразователь

15 — с органом 20 регулирования второй испытуемой гидропередачи 8. Суммирующий блок 16 может быть выполнен в виде двух сумматоров 21 и 22 и инвертора 23, причем первый сумматор 21 установлен в линии

24 связи задатчика 17 с пропорциональным преобразователем 14, подключенным к первой испытуемой гидропередаче 7, второй задатчик 18 связан с вторым сумматором 22

40 торов (С) 21 и 22 и инвертора 23. С 21 установлен в линии связи задатчика 17 с

ПП 14, подключенным к ГП 7, задатчик 18 связан с С 22 через инвертор 23 и непосредственно с С 21. Задатчик 17 связан с

ПП 15, подключенным к ГП 8, через С 22.

Стенд м. б. снабжен коммутатором и двумя датчиками перепада давления, установленными в гидролиниях ГП и подключенными к блоку 16. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

2 через инвертор 23 и непосредственно — с первым сумматором 21, а первый задатчик 17 связан с пропорциональным преобразователем 15, подключенным к второй испытуемой гидропередаче 8, через второй сумматор 22.

Стенд снабжен коммутатором 25 и двумя датчиками 26 и 27 перепада давления.

Коммутатор 25 включает три пары 28 — 30 контактов 31 — 36, через первую пару 28 из которых пропорциональный преобразователь

14, связанный с органом 19 регулирования производительности гидронасоса 5 первой испытуемой гидропередачи 7, подключен к пер-. вому задатчику 17 и к суммирующему блоку 16 непосредственно. Через вторую пару 29 контактов 33 и 34 пропорциональный преобразователь 15, связанный с второй испытуемой гидропередачей 8, подключен к суммирующему блоку 16 и к первому задатчику 17.

Через третью пару 30 контактов 35 и 36 два датчика 26 и 27 перепада давления, установленные каждый в гидролиниях 37 — 40 одной из гидропередач 7 и 8 соответственно подключены к суммирующему блоку 16.

Стенд для обкатки и испытаний на ресурс (фиг. 1) функционирует следующим образом.

При проведении испытаний осуществляется взаимное нагружение двух гидропередач 7 и 8, причем, если, например, первая гидропередача 7 при включении приводного двигателя 1 и передаче крутящего момента с вала 2 к валам 3 и 4 гидронасосов 5 и 6 соответственно работает в двигательном режиме, т. е. ее гидронасос 5 работает в режиме насоса, а гидромотор

12 — в режиме мотора, то вторая гидропередача 8 работает в режиме рекуперативного торможения, т. е. ее гидромотор 13 работает в режиме насоса, а гидронасос 6 — в режиме мотора. При этом через замыкаемую посредством валов 10 и 11 гидромогоров 12 и 13 связь осуществляется рекуперация части механической энергии на вал 3 гидронасоса 5 первой гидропередачи 7.

1435859

7„=Кпп (45

Мощность приводного двигателя 1 (N» ) определяется по формуле где N — мощность на валу гидронасоса первой гидропередачи; 1 и qz — полные КПД первой 7 и второй 8 гидропередач.

Скорость вращения а валов 10 и 11 гидромоторов 12 и 13 испытуемых гидропередач 7 и 8, а также либо крутящий момент М нагрузки на валах 10 и 11 гидромоторов 12 и 13, либо пропорциональный ему перепад давления ЛР в гидромагистралях 37, 38 и 39, 40 выбираются в качестве задаваемых параметров регулирования при испытаниях, для которых имеется взаимосвязь через текущие значения у и 7 положений органов 19 и 20 регулирования испытуемых гидропередач 7 и 8.

Система 9 управления позволяет осуществлять независимое автоматическое управление режимами испытаний, при этом сигналы в виде напряжений Ui и U поступают с первого 17 и второго 18 задатчиков суммирующий блок 16, а именно в сумматоры 21 и 22, в пропорциональные преобразователи 14 и 15, причем на вход пропорционального преобразователя 14 подается сигнал в виде суммы напряжений UI+

Uz, а на вход преобразователя 15 — в виде разности напряжений Ui — Uz (из-за имеющегося между задатчиком 18 и преобразователем 15 инвентора 23).

Преобразованные электрические сигналы с пропорциональных преобразователей 14 и

15 поступают на органы 19 и 20 регулирования производительности гидронасосов 5 и 6 гидропередач 7 и 8 соответственно.

Причем положение органов 19 и 20 регулирования определяется как где К вЂ” коэффициенты пропорциональности или крутизна пропорционального преобразователя.

При этом параметры скорости вращения гидромоторов о„и перепады давлений AP в гидролиниях равны

< т — Кь) Ui

ЬР=Кд р и2, где К и К, — коэффициенты пропорцион ал ьн ости.

Таким образом, сигнал Ui первого задатчика 17 влияет только на скорость совместного вращения валов гидромоторов, а сигнал второго задатчика 18 определяет момент М„ их взаимного нагружения.

В случае изменения двигательного режима каждой из двух гидропередач на про5

25 тивоположный работа стенда происходит аналогично.

При контроле и диагностировании состояния гидропередач при условии постоянства скорости вращения вала гидронасоса ю„в качестве задаваемых параметров режима являются положение органа регулирования контролируемой гидропередачи у„и перепад давления ЛР в ее гидролиниях.

Стенд для испытаний с контролем характеристик (фиг. 2) функционирует следующим образом.

В случае контроля параметров, например, первой гидропередачи 7 крутящий момент приводного двигателя 1 с помощью вала 2 передается валам 3 и 4 гидронаcocos 5 и 4 первой 7 и второй 8 гидропередач, при этом благодаря замыканию валов 10 и 11 гидромоторов 12 и 13 соответственно вторая гидропередача 8 может использоваться в качестве нагружающей. Две гидропередачи 7 и 8 образуют такой же замкнутый гидромеханический контур, в котором аналогично испытаниям обкатки и на ресурс осуществляется рекуперация энергии в статических и динамических режимах функционирования гидропередач 7 и 8. На базе нагружающей гидропередачи 8 строится следящая по нагружающему воздействию система, воспроизводящая задаваемый параметр режима контроля.

Сигнал с выхода первого задатчика 17 в виде напряжения поступает на вход суммирующего блока 16 и одновременно посредством коммутатора 25 через контакт 31 первой пары 28 — на пропорциональный преобразователь 14, воздействуя на орган 19 регулирования производительности гидронасоса 5, при этом угол у отклонения органа 19 регулирования контролируемой первой гидропередачи 7 от нулевого положения пропорционален сигналу U с выхода первого задатчика 17: где К„„— коэффициент пропорциональностии п реоб разов ател я.

На вход суммирующего блока 16 поступают (кроме сигнала U, от первого задатчика 17) сигнал U с выхода второго задатчика 18 и сигнал Е/„обратной связи с задатчика 26 перепада давления контролируемой гидропередачи 7. Датчик 27 перепада давления нагружающей второй гидропередачи 8 в это время отключен от системы 9 управления через разомкнутый контакт 36 пары 30, причем полярность сигнала (l„обратна по отношению к полярности сигнала U p. Сигнал Ui поступает на вход суммирующего блока 16 посредством коммутатора 25 через контакт 35 третьей пары 30. Суммарный сигнал Ug на выходе суммирующий блок 6 равен

1435859

К(к 7â ) .

В итоге

Ug — у+ К1р (7ос /„=Кg КР„, где AP перепад давления в гидролиниях контролируемой гидропередачи;

К вЂ” крутизна характеристики датчика перепада давления.

Суммарный сигнал Uy с выхода суммирующего блока 16 посредством коммутатора 25 поступает на пропорциональный преобразователь 15, а затем на орган регулирования производительности гидронасоса 6. гол отключения ув органа 20 регулирова)ния нагружающей второй гидропередачи 8

)пропорционален напряжению Ug на выходе суммирующего блока 16: а перепад давления AP в гидролиниях 37—

40 обеих гидропередач 7 и 8 (без учета суммарных потерь на трение) определяется как

К Кал 4 = — — — -- Ua

1+К Крп

rgb,e К вЂ” — è"

21. макс где в свою очередь g„характерный размер; I — коэффициент утечек гидронасоса; сон — скорость вращения вала гидронасоса.

Ошибка воспроизведения требуемой величины перепада давления аР< за счет введеНия сигнала отрицательной обратной связи

i меньшается в (1+К К„„. К ) раз при одноременной независимости воспроизведения араметров у„и КР„режима контроля.

Испытания и контроль параметров второй

Гидропередачи проводятся аналогично при помощи коммутатора 25 через контакты 32, 34 и 36 первой 28, второй 29 и третьей 30 пар. При этом к системе 9 управления вместо датчика 26 перепада давления первой гидропередачи 7 подключается датчик 27 перепада давления гидролиний 39 и 40 второй гидропередачи 8.

Формула изобретения

1. Стенд для испытаний двух объемных регулируемых гидропередач, содержащий

ЗО

45 приводной двигатель, вал которого связан с валами гидронасосов первой и второй испытуемых гидропередач, и систему управления, отличающийся тем, что, с целью рекуперирования энергии и повышения точности воспроизведения параметров режима испытаний каждой из гидропередач, валы гидромоторов двух гидропередач соединены между собой, а система управления содержит два пропорциональных преобразователя, суммирующий блок и два задатчика, один и которых соединен через один пропорциональный преобразователь с органом регулирования производительности гидронасоса первой испытуемой гидропередачи, а через суммирующий блок, к которому подключен второй зад атчик, через другой преобразователь — с органом регулирования производительности гидронасоса второй испытуемой гидропередачи.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что суммирующий блок выполнен в виде двух сумматоров и инвертора, первый сумматор установлен в линии связи первого задатчика с пропорциональным преобразователем, подключенным к первой испытуемой гидропередаче, второй задатчик связан с вторым сумматором через инвертор и непосредственно — с первым сумматором, а первый задатчик связан с пропорциональным- преобразователем, подключенным к второй испытуемой гидропередаче, через второй сумматор.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что стенд снабжен коммутатором и двумя датчиками перепада давления, коммутатор включает три пары контактов, через первую из которых пропорциональный преобразователь, связанный с органом регулирования производительности гидронасоса первой испытуемой гидропередачи, подключен к первому задатчику, и к суммирующему блоку непосредственно, через вторую пару контактов пропорциональный преобразователь, связанный с второй испытуемой гидропередачей, подключен к суммирующему блоку и к первому задатчику, а через третью пару два датчика перепада давления, установленные каждый в гидролиниях одной из гидропередач, подключены к суммирующему блоку.

1435859

Уиг. 2

Составитель Л. Гостева

Редактор И. Дербак Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 5628 35 Тираж 652 П одп и сиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4