Гидростатическая трансмиссия (ГСТ)
Гидростатическая трансмиссия (ГСТ) –это замкнутая гидросистема, которая состоит из одного либо нескольких гидронасосов и одного либо нескольких гидромоторов. Рассчитана на передачу механической энергии вращения от двигателя через насос к исполнительной конструкции (шнеку, колесу, бочке) посредством направления рабочей жидкости к бесступенчато регулируемому по размеру и направленности гидромотору.
Проще говоря: идёт передача энергии от двигателя к колесу, плавно и без рывков через гидравлическую систему «насос-мотор».
Данная схема позволяет максимально использовать мощность двигателя для выполнения различных операция и одновременно сохранять заданную скорость перемещения и плавность хода.
Наиболее распространенные примеры применения ГСТ:
1. Самый простой пример применения ГСТ — использование ее на автобетоносмесителях. Насос работает от автономного двигателя или от раздаточной коробки и создает постоянное давление в гидросистеме.
Скорость и направление вращения мотора, который установлен на бочке, задается регулятором потока, установленным на самом насосе. Управление может быть механическим или электрическим.
2. Привод ведущих колес на зерноуборочных комбайнах.
Гидромотор установлен на ведущем мосту, а скорость и направление — задается оператором из кабины. Данная схема позволила отказаться от ременного привода, механической КПП с сопутствующими вариаторами. Повысился КПД двигателя, который стал отдавать почти 100% своей мощности на молотильный аппарат в независимости от того по какому грунту передвигается комбайн, в горку он одет или под уклон. Так же благодаря применению ГСТ комбайны стали резе «закапываться» в вязких грунтах, так как гидравлика не дает возможности колесам провернуться — забуксовать, а сохраняет, пускай минимальный, крутящий момент, благодаря которому колеса с минимальной скоростью вращаются и вытягивают машину.
3. Применение ГСТ на бульдозерах и на гусеничной технике позволило снизить вес самих бульдозеров — отпадает необходимость в механических КПП с бортовыми фрикционами.
Гидромоторы вращают бортовые редукторы, которые приводят в действие приводные шестерни.
Если необходимо сделать независимыми правый и левый приводные колеса, то поступают таким образом: каждый борт машины является независимой ГСТ, управление которой происходит электронным процессором, чтобы при движении вперед или назад два борта двигались прямолинейно.
Использование ГСТ на бульдозерах NewHolland, Liebherr, Komatsu.
Благодаря применению ГСТ на бульдозерах стало невозможно заглушить машину при медленном движении вперед и максимально опущенном отвале, как это было на бульдозерах с механической КПП. Гидравлика, вкупе с электроникой, не даст заглушить двигатель, а просто прекратят движение бульдозера. Оператор будет вынужден или увеличить скорость движения бульдозера, или поднять отвал повыше.
Применение гидростатической трансмиссии в шахтных машинах
Еще по теме
Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли
*
*
Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2022 | Обзор выставки
Проект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.
online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,…
MiningWorld Russia 2022 | Обзор выставки
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве….
Рудник Урала | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник Урала» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их решениях -…
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,…
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте.
Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей…
День Шахтёра 2020 | Взгляд изнутри
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего…
Уголь России и Майнинг 2019 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.
Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с…
COVID-2019 | Добывающая отрасль в режиме карантина
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой…
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме.
популярное на сайте
Что делают из нефти? Продукты, о которых вы не знали Многие привыкли к тому, что нефть – это сырьё, из которого производят исключительно топливо – солярку, бензин, керосин и прочее. На самом деле, свыше…
Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли
*
*
Подпишитесь на наш телеграм-канал
Присоединяйтесь
Мы используем куки для наилучшего представления нашего сайта. Если Вы продолжите использовать сайт, мы будем считать что Вас это устраивает.
OkУсловия использования сайта
Tractor Science: гидростатическая трансмиссия
Tractor Science: гидростатическая трансмиссия Трансмиссия
По Norman Ng
Трансмиссия позволяет увеличить мощность двигателя и управлять им для привода вашего трактора вперед и назад. Это удивительное устройство, которое превращает ваш трактор в трактор. Эта статья посвящена конкретному типу трансмиссии: гидростатической. Передача инфекции. Мы собираемся использовать Sundstrand Series 15 Type U в качестве пример. Эта трансмиссия использовалась на садовых тракторах Cub Cadet в качестве а также многие другие тракторы и транспортные средства.
Гидростатическая
Трансмиссия позволяет трактору преобразовывать механическую энергию в гидравлическую.
а затем обратно к механической энергии. Это позволяет бесконечно изменять
изменение скорости вперед и назад и делает нашу трансмиссию меньше
не жертвуя силой. Давайте взглянем на науку, стоящую за тем, что делает
работа гидростатической трансмиссии.
Принципы работы гидравлической системы:
Чтобы понять, как Гидростатическая трансмиссия работает, нам нужно сначала понять основные характеристики жидкостей:
- Жидкости не сжимаются
- Жидкости не имеют формы
- Жидкости передают давление во всех направлениях и имеют равную силу на все перпендикулярные поверхности
Гидростатическая трансмиссия перемещает масло по замкнутому контуру, чтобы вращать двигатель в обоих направления. Поскольку жидкости не имеют формы, мы можем манипулировать ими и направлять их. легко. Так как они не могут сжиматься и передавать равную силу всем перпендикулярных поверхностей, мы можем использовать его, чтобы умножить входную силу и преобразовать ее в большую выходную силу.
Скорость передачи на выходе зависит от скорости потока масла. Это измеряется в галлонов в минуту (GPM).
Направление выхода вашей передачи зависит от направления подачи масла.
Мощность вашей передачи зависит от давления масла.
Чем быстрее масло перекачивается с одной стороны трансмиссии на другую, тем быстрее трактор движется, и чем выше давление, тем сильнее он поворачивается.
Преимущества гидростатического Трансмиссии:
- Простота использования. Рычагов для переключения нет, нет муфты вдавить. Просто переместите один рычаг управления и все.
- Бесступенчатая регулировка. Вы можете изменить любой изменение скорости движения вперед от 0 до полной.
- Компактный размер. Поскольку нет зависимости от наборы шестерен для увеличения крутящего момента или изменения направления, трансмиссия намного меньше.
- Гидростатическая трансмиссия применяет крутящий момент плавно и эффективно.
Вот ключ компонентов гидростатической трансмиссии
Корпус трансмиссии
Корпус удерживает все компоненты на месте и
имеет проходы для перемещения масла от насоса к двигателю и обратно в закрытом
схема.
Нагнетательный насос
Нагнетательный насос подает начальное масло давление и заполняет корпус и контуры маслом. Нагнетательный насос также обеспечивает поток масла для вспомогательных гидравлических портов.
Первичный вал
Первичный вал принимает мощность от двигателя и вращает нагнетательный насос и аксиально-поршневой насос в трансмиссии.
Аксиально-поршневой насос
Этот насос является сердцем вашей гидростатической системы. передача инфекции. Он вращается входным валом и содержит поршни, которые перекачивайте масло к гидравлическому двигателю на другом конце трансмиссии.
Маслоканалы
Каналы полые в корпусе которые соединяют поршневой насос с поршневым двигателем.
Клапаны сброса давления
Клапаны сброса давления являются альтернативой
путь для потока масла, когда давление масла достигает заданного значения.
Клапан сброса давления содержит пружину, которая удерживает тарелку на месте для предотвращения
масло через него не течет. Когда давление масла в состоянии преодолеть
давление пружины, клапан открывается, позволяя маслу пройти через него. Сандстранд
Трансмиссия имеет предохранительный клапан и в некоторых случаях
встроенный в него редукционный клапан.
Аксиально-поршневой двигатель
Этот двигатель приводит в движение выходной вал как результате протекания масла через него.
Перекосная шайба
Перекосная шайба изменяет рабочий объем
поршневой насос. Это достигается изменением угла по отношению к поршням. Этот
позволяет поршням в насосе перекачивать больше масла, меньше масла и менять направление.
Чем больше угол наклона шайбы, тем длиннее ход поршня.
подает в двигатель больший объем масла. Чем выше громкость, тем быстрее
мотор идет. Когда автомат перекоса идеально параллелен поршням,
нет помпового действия.
Обратные клапаны
Обратные клапаны удерживают масло в замкнутом контуре петля между насосом и двигателем. Они могут отключаться либо автоматически, либо вручную, чтобы сбросить давление масла и трактор можно было толкать.
Осевой поршневой насос Зарядный насос Снуй.0124
Теперь, когда мы знаем, как гидростатическая трансмиссия использует свойства масла для создания мощности, и что делает каждый основной компонент трансмиссии, давайте проследим путь масла и проверить, как все это работает вместе. (см. рисунок)
Масло начинается в
резервуар, который является корпусом заднего дифференциала на Cub Cadet Garden
Трактор.
Как оператор перемещает рычаг управления коробкой передач, наклонная шайба меняет угол и вызывает поршни входить и выходить из поршневого цилиндра при его вращении. возвратно-поступательное движение поршней заставляет масло циркулировать через масло каналы и в аксиально-поршневой двигатель. Так как двигатель настроен против фиксированный угол, поршни заставляют двигатель вращаться, поскольку он выталкивает масло обратно в насос. Двигатель соединен с выходным валом, который вращает большую шестерню. в дифференциале и мощность передается на задние колеса.
Надеюсь на это
Статья поможет вам понять внутреннюю работу гидростатической системы вашего Cub Cadet.
передача инфекции.
Обладая этими знаниями и пониманием, мы можем продолжать
любимые тракторы в отличном рабочем состоянии для нового поколения малых
любители тракторов.
Спасибо за Спасение тракторов,
— Norman, iSaveTractors
7 сентября 2017 г.
Понимание и устранение неисправностей гидростатических систем
Гидростатические приводы используются в различных приложениях во всех отраслях промышленности. Их иногда называют гидростатическими трансмиссиями. В любое время, когда необходимо привести в действие один или несколько гидравлических двигателей с переменной скоростью и возможностью двунаправленного движения, часто используется гидростатический привод.
Общие области применения включают конвейеры, бревенчатые краны, мобильное оборудование, центрифуги, химические мойки и строгальные станки. Гидростатические приводы являются одними из наименее изученных систем, поскольку многие компоненты расположены на узле гидростатического насоса или внутри него.
Схема типичного гидростатического привода показана на рис. 1. Двунаправленный насос переменной производительности управляет направлением и скоростью гидравлического двигателя. Этот тип привода обычно называют замкнутой системой. Обратите внимание, как два порта насоса гидравлически связаны с двумя портами на двигателе, образуя замкнутый контур.
Рис. 1. Типовой гидростатический привод
Главный насос
Насос поршневого типа всегда используется в гидростатической системе. Объем насоса может варьироваться от нуля до максимального объема. На рис. 2 качающаяся шайба насоса находится в вертикальном положении, что означает, что производительность насоса составляет ноль галлонов в минуту (GPM). Автомат перекоса приводится в движение двумя внутренними цилиндрами, которые управляются отдельным клапаном или ручным рычагом.
Для перемещения гидравлического двигателя вперед (рис. 3) нижний цилиндр выдвигается, наклоняя наклонную шайбу и направляя жидкость через порт «А».
Затем поток масла направляется к двигателю для вращения вала. При вращении вала масло, вытекающее из двигателя, возвращается к отверстию «В» на насосе. Этот порт будет действовать как порт всасывания в этом направлении.
Чтобы запустить двигатель в обратном направлении, верхний цилиндр выдвигается, позволяя наклонной шайбе поворачиваться в противоположном направлении (Рисунок 4). В этом случае порт «В» будет служить портом нагнетания, а порт «А» будет портом всасывания. Величина наклона наклонной шайбы в каждом направлении будет определять поток от насоса.
Нагнетательный насос
Загрузочный насос установлен на заднем конце основного насоса. Иногда его называют подкачивающим насосом. В некоторых случаях нагнетательный насос располагается внутри основного узла насоса. Объем нагнетательного насоса обычно составляет 10-15 процентов от объема основного насоса. Когда основной насос находится в режиме холостого хода, объем подкачивающего насоса предварительно заполняет порты «А» и «В» жидкостью.
Давление будет продолжать расти в обоих портах до тех пор, пока не будет достигнута настройка предохранительного клапана. Сброс нагнетательного насоса обычно устанавливается в пределах 200-300 фунтов на квадратный дюйм (PSI). Как только будет достигнуто положение пружины клапана, объем нагнетательного насоса будет поступать через предохранительный клапан нагнетательного насоса в корпус насоса. Затем масло возвращается в бак через сливную линию картера.
Задачей подкачивающего насоса является подача подпиточной жидкости в систему во время работы. Между поршнями и цилиндром в насосе и двигателе имеются жесткие допуски. Это означает, что часть масла внутри насоса и двигателя будет обходить поршни и стекать обратно в бак через сливные линии картера.
Из-за этого байпаса из двигателя вытекает меньше масла, чем на самом деле требуется основному насосу. Подпиточный насос будет подавать подпиточное масло через обратный клапан, предотвращая кавитацию в насосе. Нагнетательный насос также используется для подачи масла в подпружиненные цилиндры для работы главного насоса.
Предохранительный клапан нагнетательного насоса
Предохранительный клапан нагнетательного насоса обеспечивает путь потока для возврата избыточного объема насоса в бак в режиме холостого хода. Предохранительный клапан обычно устанавливается на подкачивающем насосе или рядом с ним. Выходной поток этого предохранительного клапана обычно перенаправляется в корпус насоса, где он возвращается в бак через дренажную линию корпуса основного насоса.
В системе, показанной на рис. 2, настройка предохранительного клапана определяет давление в системе в режиме холостого хода. Это давление обычно составляет 200-300 фунтов на квадратный дюйм. В системах, в которых используется челночный клапан горячего масла, челночный предохранительный клапан определяет давление на нижней стороне контура при вращении двигателя.
Подпиточные обратные клапаны
Подпиточные обратные клапаны обеспечивают свободный поток от нагнетательного насоса к стороне низкого давления контура.
В то же время масло со стороны высокого давления перекрывается противоположным обратным клапаном со стороны низкого давления. Доступ к обратным клапанам обычно осуществляется после снятия нагнетательного насоса.
Рисунок 2. Основной насос в режиме холостого хода
Рис. 3. Движение двигателя вперед
Рис. 4. Движение двигателя задним ходом
Предохранительные клапаны Crossport
Предохранительные клапаны Crossport ограничивают максимальное давление в системе. Если двигатель механически заглохнет, предохранительный клапан на стороне высокого давления откроется и сбросит жидкость обратно на сторону низкого давления контура, защищая двигатель от избыточного давления. Клапаны также поглощают скачки ударов в системе. Для лучшего поглощения скачков давления клапаны обычно монтируются как можно ближе к двигателю. В зависимости от системы клапаны могут располагаться на насосе, смонтированном в отдельном блоке или на гидромоторе.
Клапаны обычно настроены на давление от 200 до 400 фунтов на квадратный дюйм выше максимального рабочего давления. Некоторые приводы могут иметь блокировку максимального давления, которая работает аналогично компенсатору насоса. Когда достигается настройка переопределения давления, объем насоса уменьшается почти до нуля галлонов в минуту. Насос будет подавать ровно столько масла, сколько необходимо для поддержания настройки коррекции давления. В этих системах коррекция давления устанавливается ниже настроек перепускного предохранительного клапана.
Гидравлический мотор
Скорость и направление вращения двигателя определяются гидравлическим насосом переменной производительности. Максимальное давление на двигатель регулируется настройками поперечного предохранительного клапана. Поток слива картера двигателя должен быть проверен и записан для будущих целей устранения неполадок. В системах с челночными клапанами горячего масла порт бака челночного предохранительного клапана иногда подключается к сливной линии картера гидравлического двигателя.
В этих системах проверка потока дел не дает точного указания на обход. Это происходит потому, что избыточный поток в системе будет сочетаться с перепуском в гидравлическом двигателе.
Управление насосом
Наиболее распространенный способ изменения объема насоса — механическое соединение или сервоклапан. Механическое управление осуществляется с помощью троса или другого механического соединения. В некоторых случаях механическое соединение переключает клапан насоса, который подает масло к подпружиненным цилиндрам внутри насоса. В других случаях механическое управление подключается непосредственно к автомату перекоса.
Оператор перемещает джойстик или ножную педаль, чтобы привести в действие насос. Количество галлонов в минуту, которое подает насос, прямо пропорционально количеству перемещений джойстика или педали. Направление потока насоса и, следовательно, вращение гидравлического двигателя определяются направлением перемещения педали или джойстика.
Если насос подает жидкость, когда джойстик или педаль находятся в центре, возможно, потребуется отрегулировать механическое соединение.
Большинство гидростатических приводов в промышленности используют сервоклапан или пропорциональный клапан для управления главным насосом. Специальный клапан обычно устанавливается на корпусе насоса. Клапан управляется входным сигналом в ламповый усилитель (обычно положительное и отрицательное напряжение постоянного тока).
Входной сигнал может поступать от потенциометра, джойстика или программируемого логического контроллера (ПЛК). Положительное напряжение обычно смещает клапан в положение «А» (прямые стрелки), а отрицательное напряжение смещает его в положение «В» (перечеркнутые стрелки).
На рис. 1 сервоклапан смещен в положение «А», чтобы направить масло от нагнетательного насоса к подпружиненному цилиндру для перемещения наклонной шайбы насоса. Когда автомат перекоса перемещается пропорционально величине смещения золотника сервоклапана, механическая обратная связь блокирует поток масла из сервоклапана.
После этого качающаяся шайба насоса перестанет двигаться и будет поддерживать выбранный объем.
Чтобы изменить направление потока из насоса, на усилитель подается отрицательное напряжение постоянного тока (DC). Затем клапан пропорционально переместится в положение «В» и подаст жидкость через противоположный порт, чтобы реверсировать двигатель.
При отсутствии электрического сигнала на клапан выходной объем насоса должен быть равен нулю галлонов в минуту. Если гидравлический двигатель дрейфует, необходимо либо отрегулировать центрирующие пружины на цилиндрах, либо обнулить клапан.
Поток масла к клапану фильтруется неперепускным элементом с размерами от 3 до 10 микрон. Большинство сервоклапанов также содержат небольшой пилотный фильтр с рейтингом от 100 до 200 микрон. Если какой-либо из фильтров забит, насос будет работать очень медленно или вообще не будет работать.
Челночный клапан горячего масла и предохранительный челночный клапан
Одним из недостатков гидростатических приводов является то, что большая часть масла остается в контуре и не возвращается в резервуар для охлаждения.
Один из способов вернуть часть масла обратно в бак — использовать челночный клапан горячего масла. Назначение этого клапана состоит в том, чтобы направить часть потока, выходящего из двигателя, через охладитель перед возвратом в бак.
Когда двигатель приводится в движение вперед, челночный клапан смещается таким образом, что масло на стороне всасывания контура направляется к предохранительному челночному клапану. Подкачивающий насос будет подавать на сторону всасывания насоса больше масла, чем необходимо для компенсации байпасирования внутри основного насоса и двигателя.
Это приводит к тому, что давление повышается до настройки сброса челночного клапана (150-220 фунтов на квадратный дюйм). Затем откроется челночный предохранительный клапан и направит небольшое количество масла, которое вытекает из двигателя через охладитель и обратно в бак. Настройка пружины предохранительного клапана челнока определяет давление на стороне низкого давления контура. Хотя не во всех системах используются челночные клапаны, они настоятельно рекомендуются для снижения нагрева в системе.
Важно, чтобы давление предохранительного клапана челночного типа было установлено ниже давления предохранительного клапана подкачивающего насоса. Если установлено большее значение, избыточная жидкость подкачивающего насоса будет постоянно сбрасываться через предохранительный клапан подкачивающего насоса, минуя охладитель. Это может привести к перегреву системы. Челночный клапан горячего масла и предохранительный клапан обычно крепятся болтами к гидравлическому двигателю. Они также могут быть установлены в отдельном блоке вместе с перепускными клапанами.
Проточные фильтры
Жидкость в гидростатическом контуре постоянно циркулирует, за исключением потока масла через челночный предохранительный клапан. Наилучшее устройство фильтра — фильтровать жидкость в обоих направлениях с каждой стороны контура. Если фильтрация не выполняется в обоих направлениях, при отказе насоса загрязнения из насоса могут попасть прямо в двигатель или наоборот.
Фильтры, показанные на рис.