Рекуперативный гидропривод лесохозяйственного агрегата

Классификация по МПК: A01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2338352
Дата публикации: 
Четверг, Ноябрь 20, 2008
Начало действия патента: 
Четверг, Май 10, 2007

Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению. Гидропривод включает гидроцилиндр навесного механизма, сливную и напорную гидромагистрали, гидроцилиндр предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия, гидравлические амортизаторы ходовой части и подпружиненный мультипликатор давления, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак. Гидропривод также содержит разгрузочный автоматический клапан, связанный через обратный клапан с напорной гидромагистралью, сообщенной с гидравлическим аккумулятором и через двухпозиционный распределитель и предохранительный клапан с гидробаком. Снижается расход топлива и повышается надежность лесохозяйственного агрегата. 1 ил.


Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к гидроприводам лесохозяйственных агрегатов.

Известно энергоэкономичное гидравлическое устройство, содержащее гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак (патент Германии DE №295212, F15В 1/02, 24.10.91).

Данная схема не обеспечивает надежной работы устройства при снижении или отсутствии давления в гидроаккумуляторе.

Известно устройство для восстановления энергии, содержащее гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак (международная заявка РСТ №9613669, F15В 11/064, 09.05.96).

Недостатком данного устройства является его достаточно сложная конструкция.

Из прототипа (патент №2294613, А01В 63/10, 10.03.2007, Бюл. №7) известен рекуперативный гидропривод почвообрабатывающего агрегата, содержащий гидроцилиндры, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак.

Однако в указанном рекуперативном гидроприводе почвообрабатывающего агрегата отсутствует гидравлический управляющий элемент для автоматического отключения гидронасоса трактора в периоды полной зарядки гидравлического аккумулятора, что приводит к повышенному расходу топлива.

Изобретение решает задачу снижения расхода топлива и повышения надежности лесохозяйственного агрегата.

Для решения этой задачи рекуперативный гидропривод лесохозяйственного агрегата, включающий гидроцилиндр навесного механизма, сливную и напорную гидромагистрали, гидроцилиндр предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия, гидравлические амортизаторы ходовой части и подпружиненный мультипликатор давления, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак, согласно изобретению, дополнительно содержит разгрузочный автоматический клапан, связанный через обратный клапан с напорной гидромагистралью, сообщенной с гидравлическим аккумулятором и через двухпозиционный распределитель и предохранительный клапан - гидробаком.

На чертеже изображена схема рекуперативного гидропривода лесохозяйственного агрегата.

Рекуперативный гидропривод лесохозяйственного агрегата состоит из рекуперативных систем 1, 2, 3, секции гидрораспределителя 4 и насосно-аккумуляторного узла 5. Рекуперативная система 1 предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия включает гидроцилиндр 6, регулируемый дроссель 7, обратные клапаны 8 и 9. Рекуперативная система 2 ходовой части трактора включает гидравлический амортизатор 10, дроссель 11 и обратные клапаны 12, 13, 14, 15. Рекуперативная система 3 навесного механизма трактора состоит из гидроцилиндра 16, подпружиненного мультипликатора давления 17 и обратных клапанов 18, 19. Насосно-аккумуляторный узел 5 включает насос 20, гидробак 21, фильтр 22, обратный клапан 23, гидравлический аккумулятор 24, манометр 25 и разгрузочный автоматический клапан 26, который, в свою очередь, включает обратный клапан 27, двухпозиционный распределитель 28 и предохранительный клапан 29. Все системы гидропривода соединены между собой напорной 30 и сливной 31 гидромагистралями.

Работа рекуперативного гидропривода лесохозяйственного агрегата основана на насосном эффекте и заключается в следующем. При движении лесохозяйственного агрегата на лесных или сельскохозяйственных объектах трактор под действием своей массы и неровностей опорной поверхности испытывает вертикальные перемещения, вследствие чего поршни гидравлических амортизаторов 10 совершают возвратно-поступательные движения. При этом движение поршня влево сопровождается вытеснением части рабочей жидкости из заштоковой полости амортизатора через дроссель 11 и обратный клапан 15 в напорную гидромагистраль 30, подзаряжая, таким образом, гидравлический аккумулятор 24. В это же время, за счет разряжения, штоковая полость амортизатора 10 заполняется рабочей жидкостью из гидробака 21 через сливную гидромагистраль 31 и обратный клапан 12. Аналогично, при движении поршня амортизатора 10 вправо, рабочая жидкость из штоковой полости вытесняется в гидравлический аккумулятор 24 через обратный клапан 13 и напорную гидромагистраль 30, а заштоковая полость, за счет разряжения заполняется рабочей жидкостью из гидробака 21 через сливную гидромагистраль 31 и обратный клапан 14.

В случае встречи почвообрабатывающего орудия с препятствием срабатывает предохранительный механизм и стойка с рабочими органами отклоняется вверх относительно рамы орудия. При этом поршень гидроцилиндра 6 предохранительного механизма вытесняет рабочую жидкость из заштоковой полости через обратный клапан 8 и частично через регулируемый дроссель 7 в напорную гидромагистраль 30 и гидравлический аккумулятор 24. После преодоления препятствия рабочие органы возвращаются в исходное положение давлением рабочей жидкости в напорной гидромагистрали, поступающей в гидроцилиндр 6 через регулируемый дроссель 7. При резком возвращении рабочих органов в исходное положение под действием собственной массы в заштоковой полости гидроцилиндра 6 в начальный момент возможно образование разряжения рабочей жидкости. Для его устранения служит обратный клапан 9.

При движении лесохозяйственного агрегата навесное почвообрабатывающее орудие в транспортном положении создает значительные по величине знакопеременные моменты относительно шарниров крепления к раме трактора звеньев навесного механизма, вызывая колебания орудия в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Снижение нагрузок на элементы конструкции навесного механизма и аккумулирование энергии в этом случае осуществляется с помощью подпружиненного мультипликатора давления 17 и обратных клапанов 18 и 19. При этом колебания орудия, посредством звеньев навесного механизма, передаются на поршень его гидроцилиндра 16, причем поршень, несмотря на запертые золотниковым устройством гидрораспределителя 4 обе полости гидроцилиндра, также совершает незначительные колебания. Величина этих колебаний предусмотрительно обеспечивается за счет подобранной жесткости пружины мультипликатора давления 17 и частично - сжимаемости рабочей жидкости в полостях и гибких рукавах гидроцилиндра 16 навесного механизма. При движении поршня гидроцилиндра 16 вниз рабочая жидкость из его заштоковой полости вытесняется в полость большего диаметра мультипликатора 17. Поршень и шток мультипликатора, преодолевая усилие предварительно поджатой пружины, также перемещаются вниз и вытесняют сжатую рабочую жидкость из полости меньшего диаметра мультипликатора через обратный клапан 18 и напорную гидромагистраль 30 в гидравлический аккумулятор 24. При движении поршня гидроцилиндра 16 вверх поршень и шток мультипликатора, под воздействием ранее сжатой пружины, перемещаются вверх. Образующееся при этом разряжение в полости меньшего диаметра мультипликатора 17 устраняется с помощью обратного клапана 19.

При переводе из транспортного положения в рабочее, навесное почвообрабатывающее орудие под действием своей массы опускается с некоторым ускорением вниз. В этот момент рабочая жидкость из заштоковой полости гидроцилиндра 16 навесного механизма трактора вытесняется как в сливную гидромагистраль через золотниковое устройство гидрораспределителя 4, так и в полость большего диаметра мультипликатора 17. Как и в предыдущем случае, поршень и шток мультипликатора перемещаются вниз и вытесняют сжатую рабочую жидкость через обратный клапан 18 и напорную гидромагистраль 30 в гидравлический аккумулятор 24.

В периоды полной зарядки гидравлического аккумулятора 24 срабатывает разгрузочный автоматический клапан 26, предназначенный для автоматического перевода насоса в режим холостого хода, когда отсутствует потребление энергии гидросистемой и подзарядки гидравлического аккумулятора 24 при понижении давления в нем до определенной величины.

В процессе работы лесохозяйственного агрегата защита рекуперативного гидропривода от превышения заданной величины давления, при полностью заряженном гидравлическом аккумуляторе 24, осуществляется с помощью предохранительного клапана 29.

Таким образом, рекуперативный гидропривод обеспечивает снижение расхода топлива лесохозяйственного агрегата за счет аккумулирования в гидравлических амортизаторах и возвращения в гидросистему агрегата непроизводительно теряемой при его работе на лесных или сельскохозяйственных объектах части энергии от вертикальных перемещений подрессоренной массы трактора, срабатывания гидравлического предохранительного механизма почвообрабатывающего орудия, а также за счет демпфирования рабочей жидкости в гидроцилиндре навесного механизма в транспортном положении орудия при движении трактора и при опускании навесного орудия в рабочее положение. Кроме этого вследствие существенного снижения максимальных "пиковых" значений давлений в рекуперативном гидроприводе за счет использования в нем гидравлического аккумулятора, соответственно снижаются нагрузки на элементы конструкции при работе лесохозяйственного агрегата и, тем самым, повышается его надежность.