RU176022U1 - RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE - Google Patents

RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE Download PDF

Info

Publication number
RU176022U1
RU176022U1 RU2017102584U RU2017102584U RU176022U1 RU 176022 U1 RU176022 U1 RU 176022U1 RU 2017102584 U RU2017102584 U RU 2017102584U RU 2017102584 U RU2017102584 U RU 2017102584U RU 176022 U1 RU176022 U1 RU 176022U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
reversible
volumetric
shaft
flywheel
Prior art date
Application number
RU2017102584U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Полина Владимировна Филюшкина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)"
Priority to RU2017102584U priority Critical patent/RU176022U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU176022U1 publication Critical patent/RU176022U1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means

Abstract

Полезная модель относится к гидравлическим рекуперативным приводам мобильных машин и технологического оборудования, работающих в цикличном режиме, и может быть использована в качестве гидропривода подъемного механизма.The utility model relates to hydraulic recuperative drives of mobile machines and technological equipment operating in a cyclic mode, and can be used as a hydraulic drive of a lifting mechanism.

Гидропривод содержит приводной двигатель (1), две объемные реверсивно-обратимые регулируемые гидромашины (2) и (3) и одну объемную нерегулируемую гидромашину (4), которые соединены между собой гидролиниями (5), (6) с образованием замкнутого гидравлического контура, имеющего клапанную и аккумулирующую системы. Последняя выполнена в виде по меньшей мере одного маховика (7), соединенного с валом одной из объемных обратимо-реверсивных регулируемых гидромашин (3). В одной из гидролиний (6) связи объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин (2) и (3) с объемной нерегулируемой гидромашиной (4) установлен по меньшей мере один гидропневмоаккумулятор (8). При этом выходные валы объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин (2) и (3) связаны с валом приводного двигателя (1) и по меньшей мере с одним маховиком (7), а выходной вал объемной нерегулируемой гидромашины (4) связан с валом исполнительного механизма (10). Выходной вал одной объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашин (3) связан с одной стороны с маховиком (7), с другой стороны - с объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашиной (2), которая одновременно связана с валом приводного двигателя (1). При этом клапанная система выполнена виде двух параллельно расположенных напорно-предохранительных клапанов (13) и (14) с возможностью перепуска рабочей жидкости из перегруженной гидролинии замкнутого гидравлического контура в менее нагруженную гидролинию. Причем объемная нерегулируемая гидромашина (4) выполнена реверсивно-обратимой.The hydraulic actuator contains a drive motor (1), two volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machines (2) and (3) and one volumetric unregulated hydraulic machine (4), which are interconnected by hydraulic lines (5), (6) with the formation of a closed hydraulic circuit having valve and storage systems. The latter is made in the form of at least one flywheel (7) connected to the shaft of one of the volume reversible-reversible adjustable hydraulic machines (3). At least one hydro-pneumatic accumulator (8) is installed in one of the hydraulic lines (6) for connecting the volumetric reversibly reversible adjustable hydraulic machines (2) and (3) with the volumetric unregulated hydraulic machine (4). The output shafts of volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machines (2) and (3) are connected with the shaft of the drive motor (1) and at least one flywheel (7), and the output shaft of the volumetric unregulated hydraulic machine (4) is connected with the shaft of the actuator (10). The output shaft of one volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine (3) is connected on one side with a flywheel (7), and on the other hand, with a volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine (2), which is simultaneously connected to the shaft of the drive motor (1). In this case, the valve system is made in the form of two parallel-mounted pressure relief valves (13) and (14) with the possibility of transferring the working fluid from the overloaded hydraulic line of a closed hydraulic circuit to a less loaded hydraulic line. Moreover, the volumetric unregulated hydraulic machine (4) is made reversibly reversible.

Достигается повышение степени рекуперации энергии за счет использования как кинетической энергии присоединенной массы маховика и потенциальной энергии гидропневмоаккумулирующего устройства, так и опускающегося груза в случае использования гидропривода в подъемных механизмах при одновременном оптимальном подборе элементов гидропривода и обеспечении автоматического режима регулирования. 1 ил.

Figure 00000010
An increase in the degree of energy recovery is achieved due to the use of both the kinetic energy of the attached mass of the flywheel and the potential energy of the hydropneumatic accumulating device, as well as the lowering load if the hydraulic actuator is used in lifting mechanisms while optimally selecting the hydraulic actuator elements and ensuring an automatic control mode. 1 ill.
Figure 00000010

Description

Полезная модель относится к гидравлическим рекуперативным приводам мобильных машин и технологического оборудования, работающих в цикличном режиме, и может быть использована в качестве гидропривода подъемного механизма.The utility model relates to hydraulic recuperative drives of mobile machines and technological equipment operating in a cyclic mode, and can be used as a hydraulic drive of a lifting mechanism.

Известна рекуперативная вспомогательная гидросистема базового автомобиля автокрана, которая содержит соединенные с коробкой отбора мощности через электромагнитное сцепление с валом объемного реверсивно-обратимого гидронасоса с присоединенными гидролиниями, посредством которых он подсоединен к напорной и сливной магистралям, регулируемый дроссель, манометр и гидробак, а также пневмогидроаккумулятор, сообщенный через обратный клапан с напорной магистралью, снабженный клапаном-выключателем, краном и гидрозамком (патент РФ № 111494, МПК В60Т 1/10, опубл. 2011 г.).A recuperative auxiliary hydraulic system is known for a crane truck’s base vehicle, which comprises a throttle reversible-reversible hydraulic pump connected to a power take-off via an electromagnetic clutch and connected to a pressure pump through which it is connected to a pressure and drain lines, an adjustable throttle, a manometer and a hydraulic tank, as well as a pneumatic accumulator communicated through a non-return valve with a pressure line, equipped with a valve switch, a crane and a hydraulic lock (RF patent No. 111494, MP V60T 1/10, publ. 2011).

Однако в данном техническом решении осуществляется дроссельное регулирование, которое отличается низкой энергоэффективностью регулирования, а также невозможностью адаптации к внешней нагрузке. Кроме того, в гидроприводе происходит восполнение только потенциальной энергии от потока рабочей жидкости, регулируемого дроссельной системой, поэтому устройство рекуперации энергии работает недостаточно эффективно, по сравнению, например, с объемным регулированием.However, in this technical solution, throttle regulation is carried out, which is characterized by low energy efficiency of regulation, as well as the inability to adapt to external load. In addition, in the hydraulic drive, only potential energy from the flow of the working fluid regulated by the throttle system is replenished, therefore, the energy recovery device does not work effectively enough, compared, for example, with volume control.

Известен принятый в качестве прототипа рекуперативный гидропривод цикличного действия, преимущественно для экскаваторов, кранов и других машин, включающий маховики, гидропневмоаккумулятор, реверсивные регулируемые насосы, которые при торможении исполнительных механизмов работают в моторном режиме, раскручивая маховик. В устройстве для пополнения силового гидропневмоаккумулятора без применения специального подпиточного насоса применена система обратных клапанов, соединяющих напорные гидролинии с полостями гидропневмоаккумуляторов в момент защиты гидропривода от перегрузки (авт.св. СССР № 149067, МПК E02F 9/22, E02F 3/28, F16H 41/00, опубл. 1962 г.).Known as a prototype is a recuperative hydraulic drive of cyclic action, mainly for excavators, cranes and other machines, including flywheels, hydropneumatic accumulator, reversible adjustable pumps, which, when braking actuators, work in motor mode, spinning the flywheel. In the device for replenishing the power hydropneumatic accumulator without the use of a special make-up pump, a check valve system is used that connect pressure hydraulic lines to the cavities of the hydropneumatic accumulators at the time of protecting the hydraulic actuator against overload (ed. St. USSR No. 149067, IPC E02F 9/22, E02F 3/28, F16H 41 / 00, publ. 1962).

Недостаток известного гидропривода состоит также в использовании при его работе объемно-дроссельного регулирования, которое не способно раскрыть весть потенциал используемых рекуперативных устройств, в случае работы, например, подъемных механизмов, а также в том, что управление реверсивными насос-моторами осуществляется в ручном, а не в автоматическом режиме, тем самым снижается эффективность от использования гидропривода.A disadvantage of the known hydraulic drive also consists in the use of volume-throttle regulation during its operation, which is not able to reveal the potential of the used regenerative devices, in the case of, for example, lifting mechanisms, and also that the reversible pump motors are controlled manually and not in automatic mode, thereby reducing the efficiency of using a hydraulic actuator.

Технической задачей полезной модели является повышение степени рекуперации энергии за счет использования как кинетической энергии присоединенной массы маховика и потенциальной энергии гидропневмоаккумулирующего устройства, так и опускающегося груза в случае использования гидропривода в подъемных механизмах при одновременном оптимальном подборе элементов гидропривода и обеспечении автоматического режима регулирования.The technical task of the utility model is to increase the degree of energy recovery through the use of both the kinetic energy of the attached mass of the flywheel and the potential energy of the hydropneumatic accumulating device, as well as the lowering load if the hydraulic actuator is used in lifting mechanisms while optimally selecting the hydraulic actuator elements and ensuring an automatic control mode.

Решение поставленной задачи достигается тем, что рекуперативный гидропривод подъемного механизма, содержащий две объемные реверсивно-обратимые регулируемые гидромашины, связанные с приводным двигателем и установленные параллельно друг другу, и одну объемную нерегулируемую гидромашину, которые соединены между собой гидролиниями с образованием замкнутого гидравлического контура, имеющего клапанную и аккумулирующую системы, последняя выполнена в виде по меньшей мере одного маховика, соединенного с валом одной из объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин, а также по меньшей мере в виде одного гидропневмоаккумулятора, установленного в одной из гидролиний связи объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин с объемной нерегулируемой, при этом выходной вал последней связан с валом исполнительного механизма, согласно полезной модели выходной вал одной объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины связан с одной стороны с маховиком, а с другой стороны - с другой объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашиной, которая одновременно связана с валом приводного двигателя, при этом клапанная система выполнена в виде двух параллельно установленных относительно друг друга напорно-предохранительных клапанов с возможностью перепуска рабочей жидкости из перегруженной гидролинии замкнутого гидравлического контура в менее нагруженную, а объемная нерегулируемая гидромашина выполнена объемной реверсивно-обратимой.The solution of this problem is achieved by the fact that the regenerative hydraulic drive of the lifting mechanism, containing two volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines connected to the drive motor and installed parallel to each other, and one volumetric unregulated hydraulic machine, which are interconnected by hydraulic lines with the formation of a closed hydraulic circuit having a valve and storage system, the latter is made in the form of at least one flywheel connected to the shaft of one of the volume reversible reversible adjustable hydraulic machines, as well as at least one hydro-pneumatic accumulator installed in one of the hydraulic communication lines of volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines with unregulated volumetric, while the output shaft of the latter is connected to the actuator shaft, according to a useful model, the output shaft of one volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine is connected on the one hand with the flywheel, and on the other hand, on the other hand, a volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine, which simultaneously a shaft connected with the drive motor, wherein the valve system is in the form of two parallel mounted to one another pressure-relief valve, with the bypass working fluid from the hydraulic line overloaded closed hydraulic circuit in less loaded, while the bulk volume is made non-adjustable hydraulic machine reversibly invertible.

Поставленная техническая задача решается тем, что объединяются два типа аккумулирующих устройств, способных рекуперировать как кинетическую энергию маховика, так и потенциальную энергию гидропневмоаккумулятора и дополнительно опускаемого груза, а также используются объемные реверсивно-обратимые гидромашины для осуществления объемного регулирования с увеличением эффективности работы гидропривода в результате обеспечения автоматического режима регулирования.The stated technical problem is solved by combining two types of accumulating devices capable of recovering both the kinetic energy of the flywheel and the potential energy of the hydropneumatic accumulator and additionally lowered load, and also use volumetric reversible-reversible hydraulic machines for volumetric regulation with an increase in the efficiency of the hydraulic drive as a result of ensuring automatic regulation mode.

Полезная модель поясняется чертежом, где показана гидравлическая схема рекуперативного гидропривода.The utility model is illustrated in the drawing, which shows the hydraulic circuit of a regenerative hydraulic actuator.

Рекуперативный гидропривод содержит приводной двигателя 1, связанный с двумя объемными реверсивно-обратимыми регулируемыми гидромашинами 2 и 3, установленными параллельно друг другу, и одну объемную нерегулируемую гидромашину 4. Гидромашины 2, 3, 4 соединены между собой гидролиниями 5 и 6 с образованием замкнутого гидравлического контура. Последний имеет в своем составе клапанную и аккумулирующую системы (на чертеже не обозначены). Аккумулирующая система выполнена в виде по меньшей мере одного маховика 7 и одного гидропневмоаккумулятора 8 с его системой 9 управления. Причем маховик 7 соединен с валом (на чертеже не обозначен) одной из объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин 2 и 3, а именно с валом гидромашины 3, а гидропневмоаккумулятор 8 установлен в одной из гидролиний, например гидролинии 6 связи объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин 2 и 3 с объемной нерегулируемой гидромашиной 4. Причем упомянутая гидромашина 4 выполнена объемной реверсивно-обратимой, а ее выходной вал связан с валом (на чертеже не обозначен) исполнительного механизма 10. При этом выходной вал одной обратимой реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины, а именно гидромашины 3, связан с одной стороны с маховиком 7, а с другой стороны - с другой объемной реверсивно-обратимой гидравлической машиной 2. Последняя одновременно связана с валом приводного двигателя 1. Клапанная система гидропривода выполнена в виде двух параллельно установленных относительно друг друга с помощью гидролиний 11 и 12 напорно-предохранительных клапанов 13 и 14 с возможностью перепуска рабочей жидкости в процессе регулирования из перегруженной гидролинии 5 или 6 замкнутого гидравлического контура в менее из них нагруженную.The recuperative hydraulic drive contains a drive motor 1 connected to two volumetric reversibly reversible adjustable hydraulic machines 2 and 3 mounted parallel to each other, and one volumetric unregulated hydraulic machine 4. The hydraulic machines 2, 3, 4 are interconnected by hydraulic lines 5 and 6 with the formation of a closed hydraulic circuit . The latter incorporates valve and accumulating systems (not indicated in the drawing). The accumulating system is made in the form of at least one flywheel 7 and one hydro-pneumatic accumulator 8 with its control system 9. Moreover, the flywheel 7 is connected to the shaft (not indicated in the drawing) of one of the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines 2 and 3, namely, the shaft of the hydraulic machine 3, and the hydraulic accumulator 8 is installed in one of the hydraulic lines, for example, hydraulic communication lines 6 of the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines 2 and 3 with a volumetric unregulated hydraulic machine 4. Moreover, the aforementioned hydraulic machine 4 is made volumetric reversible, and its output shaft is connected to the shaft (not indicated in the drawing) of the actuator 10. In this case, the output shaft of one is reversible oh reversible reversible adjustable hydraulic machine, namely, hydraulic machine 3, is connected on one side with the flywheel 7, and on the other hand, with the other volumetric reversible reversible hydraulic machine 2. The latter is simultaneously connected with the shaft of the drive motor 1. The valve hydraulic system is made in the form two in parallel mounted relative to each other using hydraulic lines 11 and 12 pressure relief valves 13 and 14 with the possibility of bypassing the working fluid during regulation from an overloaded hydraulic line 5 or 6 is closed of the hydraulic circuit in at least one loaded.

Рекуперативный гидропривод дополнительно содержит систему охлаждения, которая в данной заявке не рассматривается.The regenerative hydraulic drive further comprises a cooling system, which is not considered in this application.

Рекуперативный гидропривод, применяемый для подъемного механизма, работает следующим образом.Recuperative hydraulic drive used for the lifting mechanism, operates as follows.

В штатном режиме при подъеме груза исполнительным механизмом 10 подъем производится за счет ранее накопленной энергии в гидропневмоаккумуяторе 8 и на маховике 7. При этом объемная реверсивно-обратимая регулируемая гидромашина 2 работает в насосном режиме, а приводной двигатель 1 компенсирует потери на трение. Источником кинетической энергии является маховик 7, передающий кинетическую энергию через вал объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 3 на вал объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2, объемная реверсивно-обратимая нерегулируемая гидромашина 4 работает в моторном режиме. Поддержание постоянного перепада давления в гидроприводе осуществляется гидропневмоаккумулятором 8 и контролируется системой 9 управления.In the normal mode, when the load is lifted by the actuator 10, the lift is carried out due to the previously accumulated energy in the hydropneumatic accumulator 8 and on the flywheel 7. At the same time, the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machine 2 operates in the pump mode, and the drive motor 1 compensates for friction losses. The source of kinetic energy is a flywheel 7, which transfers kinetic energy through the shaft of a volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine 3 to the shaft of a volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine 2, the volumetric reversible reversible unregulated hydraulic machine 4 operates in the motor mode. Maintaining a constant pressure drop in the hydraulic actuator is carried out by a hydropneumatic accumulator 8 and is controlled by a control system 9.

В начальный момент времени регулятор объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2, переходя через нулевую подачу, меняет направление течения рабочей жидкости. При этом направление вращения вала объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 3 остается неизменным. Рабочая жидкость поступает к объемной реверсивно-обратимой нерегулируемой гидромашине 4 по гидролинии 5. Объемная реверсивно-обратимая нерегулируемая гидромашина 4 работает в моторном режиме, приводя в движение исполнительный механизм 10. При этом скорость перемещения груза регулируется изменением рабочего объема гидромашины 2. Сплошность и неразрывность потока рабочей жидкости поддерживается гидропневмоаккумулятором 8. Торможение груза осуществляется вследствие уменьшения рабочего объема объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2. При уменьшении рабочего объема в гидролинии 6 образуется масляный «клин», давление в гидролинии 6 станет максимально возможным, давление в гидролинии 5 понизится. Масляный «клин» при этом тормозит работу объемной реверсивно-обратимой нерегулируемой гидромашины 4, а следовательно, уменьшает скорость подъема груза исполнительным механизмом 10.At the initial time, the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machine 2 regulator, passing through the zero flow, changes the direction of flow of the working fluid. In this case, the direction of rotation of the shaft of the volume reversible reversible adjustable hydraulic machine 3 remains unchanged. The working fluid flows to the volumetric reversible-reversible unregulated hydraulic machine 4 through the hydraulic line 5. The volumetric reversible-reversible unregulated hydraulic machine 4 operates in the motor mode, driving the actuator 10. In this case, the speed of movement of the load is controlled by a change in the working volume of the hydraulic machine 2. Continuity and continuity of flow the working fluid is supported by a hydropneumatic accumulator 8. The load is braked by reducing the working volume of a volumetric reversibly reversible adjustable hydraulic machine 2. By reducing the displacement volume in the hydraulic line 6 is formed Oil "wedge", the pressure in the hydraulic line 6 becomes the maximum possible pressure in the hydraulic line 5 decreases. The oil "wedge" at the same time slows down the operation of the volumetric reversible-reversible unregulated hydraulic machine 4, and therefore, reduces the speed of lifting of the load by the actuator 10.

При опускании груза исполнительным механизмом 10, необходимо регулятор объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2 перевести через нулевую подачу в рабочий режим, изменяя направления течения рабочей жидкости, а именно из гидролинии 5 в гидролинию 6 замкнутого гидравлического контура. Гидропневмоаккумулятор 8 при этом полностью разряжен, давление в гидролинии 6 минимальное, давление в гидролинии 5 максимальное. Вращения вала объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2 поддерживается за счет энергии, накопленной маховиком 7.When lowering the load by the actuator 10, it is necessary to transfer the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machine 2 regulator through zero flow to the operating mode, changing the flow direction of the working fluid, namely from line 5 to line 6 of the closed hydraulic circuit. The hydraulic accumulator 8 is completely discharged, the pressure in the hydraulic line 6 is minimum, the pressure in the hydraulic line 5 is maximum. The rotation of the shaft of a reversible reversible volumetric adjustable hydraulic machine 2 is supported by the energy accumulated by the flywheel 7.

В начальный момент времени груз опускается под собственным весом, переводя объемную реверсивно-обратимую нерегулируемую гидромашину 4 из моторного режима в насосный, соответственно объемная реверсивно-обратимая регулируемая гидромашина 2 работает в моторном режиме, а ее регулятор увеличивает рабочий объем до максимально допустимого. В дальнейшем для регулирования скорости опускания груза и создания противодавления рабочий объем объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2 уменьшается регулятором.At the initial time, the load drops under its own weight, transferring the volumetric reversible-reversible unregulated hydraulic machine 4 from the motor mode to the pumping one, respectively, the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machine 2 operates in the motor mode, and its regulator increases the working volume to the maximum allowable. Subsequently, to control the speed of lowering the load and create back pressure, the working volume of the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machine 2 is reduced by the regulator.

Режим торможения осуществляется гидроприводом за счет уменьшения рабочего объема объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2 посредством регулятора давления согласно упрощенной формуле (1), скорость вращения вала объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2, при этом увеличивается:The braking mode is carried out by a hydraulic actuator by reducing the working volume of a volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine 2 by means of a pressure regulator according to the simplified formula (1), the rotation speed of the shaft of a volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine 2, while increasing:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где nн и qн - частота вращения вала и рабочий объем гидромашины, работающей в насосном режиме;where n n and q n are the shaft rotation frequency and the working volume of the hydraulic machine operating in the pump mode;

nм и qм - частота вращения вала и рабочий объем гидромашины, работающей в моторном режиме.n m and q m - the shaft rotation frequency and the working volume of the hydraulic machine operating in the motor mode.

Принимаем следующие допущения:We accept the following assumptions:

- КПД объемных реверсивно-обратимых гидромашин 2 и 3 равен 1;- the efficiency of reversible reversible hydraulic machines 2 and 3 is equal to 1;

- торможение груза в крайних положениях осуществляется с минимальной скоростью.- braking of cargo in extreme positions is carried out with a minimum speed.

Так как валы объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашины 2, 3 и маховика 7 общие, то при увеличении частоты вращения вала объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины 2 увеличивается и частота вращения маховика 7, соответственно происходит восполнение кинетической энергии в гидроприводе. Восполнение потенциальной энергии гидропривода происходит за счет перехода объемной реверсивно-обратимой нерегулируемой гидромашины 4 в насосный режим. Этот переход осуществляется по причине работы привода с сопутствующей нагрузкой, поэтому масляный «клин», образующийся в гидролинии 6,образуется практически сразу, препятствуя самоопусканию груза, и, как следствие, к моменту полной остановки груза гидропневмоаккумулятор 8 полностью заряжен.Since the shafts of the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines 2 and 3 and the flywheel 7 are common, then with an increase in the frequency of rotation of the shaft of the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines 2, the rotational speed of the flywheel 7 also increases, respectively, the kinetic energy in the hydraulic drive is replenished. The potential energy of the hydraulic drive is replenished due to the transition of the volumetric reversible-reversible unregulated hydraulic machine 4 into the pump mode. This transition is due to the operation of the drive with an associated load, so the oil "wedge" formed in the hydraulic line 6 is formed almost immediately, preventing self-lowering of the load, and, as a result, the hydraulic accumulator 8 is fully charged by the time the load stops completely.

Работа гидропривода может быть описана уравнением (2) баланса мощностей:The operation of the hydraulic drive can be described by equation (2) power balance:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Nм=Nн - мощности на валу мотора и насоса,where N m = N n - power on the shaft of the motor and pump,

Figure 00000003
- мощность от гидропневмоаккумулятора 8;
Figure 00000003
- power from the hydropneumatic accumulator 8;

Figure 00000004
- расход рабочей жидкости в гидропневмоаккумуляторе 8;
Figure 00000004
- the flow rate of the working fluid in the hydropneumatic accumulator 8;

Δрп - перепад давления в гидропневмоаккумуляторе 8;Δr p - pressure difference in the hydropneumatic accumulator 8;

Figure 00000005
- мощность на валу маховика 7;
Figure 00000005
- power on the flywheel shaft 7;

Figure 00000006
- момент на валу маховика 7;
Figure 00000006
- moment on the flywheel shaft 7;

Figure 00000007
- частота вращения вала маховика 7.
Figure 00000007
- frequency of rotation of the flywheel shaft 7.

При определенном соотношении кинетической и потенциальной энергий рекуперативный гидропривод с помощью объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин 2 и 3, а также маховика 7 способен работать в автоколебательном режиме. Для этого необходимо соблюдение следующих неравенств, которые следуют из баланса мощностей уравнение (2):With a certain ratio of kinetic and potential energies, a regenerative hydraulic drive with the help of volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines 2 and 3, as well as flywheel 7, is able to operate in self-oscillating mode. For this, it is necessary to observe the following inequalities that follow from the power balance equation (2):

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Когда гидропривод начинает работать согласно формуле (4), проводной двигатель 1 переходит из режима компенсации потерь в рабочий режим.When the hydraulic actuator starts to work according to the formula (4), the wire motor 1 switches from the loss compensation mode to the operating mode.

При превышении давления в гидролинии 5 выше допустимого значения открывается клапан 14, и рабочая жидкость поступает в гидролинию 6. При повышении давления в гидролинии 6 выше допустимого значения срабатывает клапан 13, и рабочая жидкость поступает в гидролинию 5.When the pressure in the hydraulic line 5 exceeds the permissible value, the valve 14 opens, and the working fluid enters the hydraulic line 6. When the pressure in the hydraulic line 6 rises above the permissible value, the valve 13 activates, and the working fluid enters the hydraulic line 5.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в использовании сразу двух видов рекуперируемой энергии, что достигается благодаря использованию сразу двух типов аккумулирующих устройств - маховика 7 и гидропневмоаккумулятора 8 и дополнительно от опускаемого с помощью исполнительного механизма 10 груза, а также благодаря использованию объемных реверсивно-обратимых гидромашин 2, 3 и 4. В результате происходит дополнительное повышение эффективности от использования устройств рекуперации энергии, а именно исполнительного механизма 10, связанного с грузом, а также повышается эффективность управления рекуперативным гидроприводом и подъемным механизмом за счет автоматического управления объемными реверсивно-обратимыми регулируемыми гидромашинами 2, 3, которое осуществляется регулятором давления, установленным в этих гидромашинах.The technical result of the proposed utility model consists in the use of two types of recuperated energy at once, which is achieved through the use of two types of storage devices at once - a flywheel 7 and a hydraulic accumulator 8 and additionally from a load lowered by means of an actuator 10, as well as through the use of volumetric reversible-reversible hydraulic machines 2 , 3 and 4. As a result, there is an additional increase in efficiency from the use of energy recovery devices, namely, executive mech nism 10, associated with the load, and also increases the efficiency of the regenerative control and hydraulic lifting mechanism due to the automatic volume control of the reversibly-reversible adjustable hydraulic machine 2, 3, which is carried out a pressure regulator installed in these hydraulic machines.

Таким образом, полезная модель позволяет повысить степень рекуперации энергии за счет использования как кинетической энергии присоединенной массы маховика и потенциальной энергии гидропневмоаккумулирующего устройства, так и опускающегося груза в случае использования гидропривода в подъемных механизмах при одновременном оптимальном подборе элементов гидропривода и обеспечении автоматического режима регулирования.Thus, the utility model makes it possible to increase the degree of energy recovery by using both the kinetic energy of the attached mass of the flywheel and the potential energy of the hydropneumatic accumulating device, as well as the lowering load if the hydraulic actuator is used in lifting mechanisms while optimally selecting the hydraulic actuator elements and ensuring an automatic control mode.

Claims (1)

Рекуперативный гидропривод, содержащий две объемные реверсивно-обратимые регулируемые гидромашины, связанные с приводным двигателем и установленные параллельно друг другу, и одну объемную нерегулируемую гидромашину, которые соединены между собой гидролиниями с образованием замкнутого гидравлического контура, имеющего клапанную и аккумулирующую системы, последняя выполнена в виде по меньшей мере одного маховика, соединенного с валом одной из объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин, а также по меньшей мере в виде одного гидропневмоаккумулятора, установленного в одной из гидролиний связи объемных реверсивно-обратимых регулируемых гидромашин с объемной нерегулируемой, при этом выходной вал последней связан с валом исполнительного механизма, отличающийся тем, что выходной вал одной объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашины связан с одной стороны с маховиком, а с другой стороны - с другой объемной реверсивно-обратимой регулируемой гидромашиной, которая одновременно связана с валом приводного двигателя, при этом клапанная система выполнена в виде двух параллельно установленных относительно друг друга напорно-предохранительных клапанов с возможностью перепуска рабочей жидкости из перегруженной гидролинии замкнутого гидравлического контура в менее нагруженную, а объемная нерегулируемая гидромашина выполнена реверсивно-обратимой.A recuperative hydraulic drive containing two volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machines connected to the drive motor and installed parallel to each other, and one volumetric unregulated hydraulic machine, which are interconnected by hydraulic lines with the formation of a closed hydraulic circuit having a valve and accumulating system, the latter is made in the form of at least one flywheel connected to the shaft of one of the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines, as well as at least in the form of one about a hydropneumatic accumulator installed in one of the hydraulic communication lines of the volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machines with a volumetric unregulated one, the output shaft of the latter being connected to the actuator shaft, characterized in that the output shaft of one volumetric reversible-reversible adjustable hydraulic machine is connected on one side to the flywheel, and on the other hand, with another volumetric reversible reversible adjustable hydraulic machine, which is simultaneously connected to the shaft of the drive motor, while the valve system on in the form of two pressure relief valves installed in parallel with each other with the possibility of transferring the working fluid from the overloaded hydraulic line of the closed hydraulic circuit to the less loaded one, and the volumetric unregulated hydraulic machine is made reversibly reversible.
RU2017102584U 2017-01-26 2017-01-26 RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE RU176022U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017102584U RU176022U1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017102584U RU176022U1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU176022U1 true RU176022U1 (en) 2017-12-26

Family

ID=63853602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017102584U RU176022U1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU176022U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108978773A (en) * 2018-08-29 2018-12-11 徐州工业职业技术学院 A kind of excavator Diversity dynamical system
RU2688130C1 (en) * 2018-10-30 2019-05-17 Валерий Владимирович Бодров Hydraulic power recuperation unit
RU2810823C1 (en) * 2023-07-05 2023-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" Regenerative hydraulic drive of timber truck with trailer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU149067A1 (en) * 1960-06-17 1961-11-30 Б.П. Катюхин Recuperative hydraulic drive
SU1270243A1 (en) * 1985-08-29 1986-11-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Им.А.Н.Костякова Recuperative hydraulic drive of continuous-action earth-moving machine
US5794438A (en) * 1981-11-05 1998-08-18 Lisniansky; Robert Moshe Adaptive fluid motor feedback control
RU111494U1 (en) * 2011-03-31 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" RECOVERABLE AUXILIARY HYDRAULIC SYSTEM OF A BASIC VEHICLE
US20160281329A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Caterpillar Inc. Engine Assist by Recovering Swing Kinetic Energy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU149067A1 (en) * 1960-06-17 1961-11-30 Б.П. Катюхин Recuperative hydraulic drive
US5794438A (en) * 1981-11-05 1998-08-18 Lisniansky; Robert Moshe Adaptive fluid motor feedback control
SU1270243A1 (en) * 1985-08-29 1986-11-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Им.А.Н.Костякова Recuperative hydraulic drive of continuous-action earth-moving machine
RU111494U1 (en) * 2011-03-31 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" RECOVERABLE AUXILIARY HYDRAULIC SYSTEM OF A BASIC VEHICLE
US20160281329A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Caterpillar Inc. Engine Assist by Recovering Swing Kinetic Energy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108978773A (en) * 2018-08-29 2018-12-11 徐州工业职业技术学院 A kind of excavator Diversity dynamical system
CN108978773B (en) * 2018-08-29 2020-10-16 徐州工业职业技术学院 Multi-element hybrid power system for excavator
RU2688130C1 (en) * 2018-10-30 2019-05-17 Валерий Владимирович Бодров Hydraulic power recuperation unit
RU2810823C1 (en) * 2023-07-05 2023-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" Regenerative hydraulic drive of timber truck with trailer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11225776B2 (en) Boom potential energy recovery of hydraulic excavator
US7596893B2 (en) Work machine
US7269944B2 (en) Hydraulic system for recovering potential energy
US6655136B2 (en) System and method for accumulating hydraulic fluid
CN108978775B (en) Series-parallel mechanical hybrid power system for excavator based on flywheel
US20120055149A1 (en) Semi-closed hydraulic systems
CN106257991B (en) Implement system with hydraulic starting auxiliary
US20140119867A1 (en) Energy recovery system having integrated boom/swing circuits
CN109764027B (en) Electro-hydraulic working vehicle with energy recovery function
US9290911B2 (en) Energy recovery system for hydraulic machine
CN103339388A (en) Hydraulic fan circuit having energy recovery
EP0652845A1 (en) Procedure for operating an elevator and elevator machinery
RU176022U1 (en) RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE
US20140119868A1 (en) Energy recovery system having peak-shaving accumulator
US20150368879A1 (en) Combined Hydraulic Implement and Propulsion Circuit with Hybrid Energy Capture and Reuse
CN114604791B (en) Power recovery system and power recovery method for hoisting mechanism of engineering machinery
CN108978774B (en) Series-parallel hybrid power system for excavator
US9605694B2 (en) Energy recapture system for hydraulic elevators
CN103671317B (en) Foundation pile construction hoist and hydraulic system thereof
BG113511A (en) Method and device for precise positioning of a lifting mechanism using an adjustable positive displacement hydraulic drive operating in travel and regeneration modes
SU149067A1 (en) Recuperative hydraulic drive
RU2066401C1 (en) Oil-well pump drive
CN201232207Y (en) Hydraulic lifting device for second adjustment of digging machine dredging bucket
SU1242592A1 (en) Hydraulic drive of loader jib
CN117940677A (en) Energy efficient electro-hydraulic control system