187851. lajstromszámú szabadalom • Hidraulikus differenciálzár változtatható érzéketlenségi tartománnyal
1 187 851 2 A találmány tárgya hidraulikus differenciálzár változtatható érzéketlenségi tartománnyal. A gyakorlatból ismeretesek olyan, a fojtásos szabályozás elvén működő hidraulikus áramosztók/összegzó'k vagy ezek kombinációi, amelyek a folyadékáramot a terheléstől függetlenül a megadott arányban osztják, illetve külön folyadékáramokat úgy összegeznek, hogy a terheléstől függetlenül a munkavégző elemek sebessége a megadott arányú legyen. Ezen szerkezetek külön kiegészítő elemekkel, például tolattyúkkal ellátott változatai, mint például az oldható- bekapcsolható hidraulikus differenciálzárak — lehetővé teszik, hogy adott vezérlőjelre a folyadékáramok a szabályozótolattyú megkerülésével mérés illetve mennyiségi korrekció nélkül, akadálytalanul jussanak el a fogyasztóhoz. Ismeretesek továbbá olyan konstrukciók, ahol a szabályozás kiiktatása a szabályozótolattyú helyzetének adott vezérlőjelre történő rögzítésével, például vezérlődugattyú segítségével történik. Ennek a megoldásnak az az előnye az előbb leírtakhoz képest, hogy nincs szükség nagyméretű megkerülőcsatornákra. Az említett megoldások közös tulajdonsága, hogy a szabályozandó folyadékáramok mérésére állandó vagy az összesített folyadékáram függvényében változó mérőfojtások szolgálnak. A mérőfojtásokon áthaladó folyadékáramok nyomásjeleket hoznak létre, amelyek különbsége mozgatja a megadott osztási-összegzési aránytól való eltérés esetén a szabályozótolattyút, szűkítve illetve bővítve a megfelelő vezetékek keresztmetszetét mindaddig, amíg a nyomáskülönbség megszűnik, azaz a megadott mennyiségi arány helyreáll. A fenti megoldások hátránya, hogy' a rendszerek eleve bizonyos energiaveszteséggel működnek, amelyet a folyadékáramoknak a mérőfojtásokon való áthaladásakor fellépő nyomás esése okoz, bár a változó mérő főj tású rendszerek kedvezőbb energiafelhasználással, szélesebb folyadéktartomány átfogással képesek üzemelni. Hidraulikus differenciálzárak esetében az energiaveszteségek csökkentésére a differenciálzár kikapcsolt állapotában a vezérlőjel a szabályozótolattyú alaphelyzetű rögzítésén kívül egyidejűleg a változó mérőfojtások keresztmetszetének mesterséges növelését is kiváltja. A szakirodalom ezt a megoldást tehermentesítő kapcsolónak nevezi. A fenti feladatot olyan ismert szerkezeti megoldás valósítja meg, amely egy kisméretű vezérelt visszacsapó szelepet és kis keresztmetszetű megkerülő vezérlővezetékben elhelyezett állandó fojtások kombinációját tartalmazza. Járókerékhajtásoknál a szinkronhiba nemcsak a keréktaiaj kölcsönhatásából adódó forgatónyomaték szükségletek különbözőségéből adódik, amely kompenzálható a bekapcsolt differenciálzárként ható áramosztó működésével, a járulékos fojtások mint mesterséges terhelés létrejöttével, de fordulatszám eltérést okozhatnak a nem egyforma nyomású, különbözőképpen kopó, eltérő átmérőjű gumiabroncsok, a kerekek eltérő kanyarodási sugara, a nem egyformán beállított hidromotorokba jutó, egyenlően elosztott folyadékáram is. Mivel a jármű tehetetlensége és súlya miatt a kerekek között mechanikus azaz kerék-talaj-kerék kapcsolat is kialakul, a másodlagos tényező okozta szinkronhiba elsősorban nem fordulatszám eltérésként, hanem az áramosztónak adott folyamatos pozitív vísszacsatolású szabályozójelként jelenik meg, és ez azt eredményezi, hogy a jármű a szivattyú teljesítményhatárának ugrásszerű eltérésével leáll. A találmány célja olyan, például járókerékhajtásoknál alkalmazott hidraulikus differenciálzár létrehozása, amely kis energiaveszteség és nagy folyadékáram átfogás mellett külön megkerülő szerkezet nélkül alkalmas a kikapcsolt állapot létrehozására, valamint tehermentesítő kapcsolással rendelkezik. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha az áramosztót kiegészítjük a szabályozótolattyú végeire ható jelentős rugóállandójú mesterséges alaphibát okozó rugókkal, hogy a szabályozótolattyú csak kb. 10%-os osztási hiba érzékelése esetén tudja megkezdeni a szabályozást, akkor a kerekek közötti hidraulikus kapcsolat válik meghatározó, szabályozó jellegűvé, biztosítva a fordulatszámeitérések adott hibahatáron belüli tartását a mindenkori menetteljesítménynek megfelelő energiaszinten. A kitűzött feladatot olyan hidraulikus differenciálzárral oldottuk meg, amely legalább egy kétvezérlőélű, legalább kettő egyvezérlöélű állandó hosszúságú szabályozótolattyúval, változó mérőfojtással, vezérelt visszacsapószelepből és állandó fojtásokból álló tehermentesítő kapcsolással rendelkezik. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a differenciálzár tehermentesítő kapcsolású helyzetében is elmozdulni képes szabályozótolattyú a differenciálzár szabadon megválasztható érzéketlenségét biztosító rugókkal van ellátva, amelyek a szabályozótolattyú két véglapján és a szabályozótolattyú házának belső felületén fekszenek fel. A találmány szerinti hidraulikus differenciálzár fő előnye abban látható, hogy hidraulikus járókerékhajtásoknál kikapcsolt hidraulikus differenciálzár esetében is lehetővé teszi a kerékkipörgés elleni automatikus védelmet. A találmányt az alábbiakban a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti hidraulikus differenciálzár egy példakénti kiviteli alakja látható. A rajzon ábrázolt megoldás szerint a találmány szerinti hidraulikus differenciálzár egy kétvezérlőélű, állandó hosszúságú 3 szabúlyozótolattyúva! rendelkezik, amely 9 vezetékeken át csatlakozik Q tápforrássa) összekapcsolt 2 mérőfojtásokhoz. Ugyancsak a Q tápforrásra csatlakozik 10 vezetéken és a vezetékbe iktatott állandó 8 fojtáson át vezérelt 1 visszacsapószelep, amely a 2 mérőfojtások 5 tolattyúja mögötti 11 térrel van 12 vezetéken át összekötve. Ugyancsak ide csatlakoznak a 2 merőfojtásokra további állandó 8 fojtásokat tartalmazó megkerülő 7 vezérlővezetékek is. A 3 szabályozótolattyú két 13 véglapja, valamint a 3 szabályozótolrttyú házának belső felülete között érzéketlenséget biztosító 4 rugók vannak elhelyezve. A változó mérőfojtású áramosztó mint bekapcsolt differenciálzár működik, a beépített érzéketlenségi 4 rugók miatt kb. 10%-os érzéketlenségi tartománnyal. A tehermentesítő funkciót megvalósító vezérelt 1 viszszacsapószelep működtetésekor a 2 mérőfojtások nyitnak, rajtuk a nyomásesés csökken, de ezáltal csökken az adott hibához tartozó nyomáskülönbség is, ami a 3 szabályozótoiattyúkat az érzéketlenségi 4 rugók ellenében működteti. Ez azt jelenti, hogy a 3 szabályozótolattyú a'aplielyzeti rögzítése a vezérlőjel hatására nem merev, mint például vezérlődugattyúkkal ellátott ismert megoldísoknál, hanem az adott 4 rugók rugóereje ellenében legyőzhető. A változó 2 mérőfojtás 5 tolattyújára ható 6 rugó, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
