RU2017903C1 - Hydraulic drive of front-end loader - Google Patents
Hydraulic drive of front-end loader Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017903C1 RU2017903C1 SU4928901A RU2017903C1 RU 2017903 C1 RU2017903 C1 RU 2017903C1 SU 4928901 A SU4928901 A SU 4928901A RU 2017903 C1 RU2017903 C1 RU 2017903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- hydraulic cylinder
- boom
- pump
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным машинам, применяемым в строительстве, сельском хозяйстве, при добыче полезных ископаемых, характерным признаком которых является значительное изменение величины отбора мощности за время одного рабочего цикла. The invention relates to construction vehicles used in construction, agriculture, and mining, a characteristic feature of which is a significant change in the value of power take-off during one working cycle.
Известен фронтальный погрузчик [1] , включающий шасси с двигателем, трансмиссию, гидросистему рабочего оборудования с гидроцилиндрами стрелы и ковша, пневмогидроаккумулятор. Known front-end loader [1], which includes a chassis with an engine, transmission, hydraulic system of working equipment with hydraulic cylinders of the boom and bucket, pneumatic accumulator.
Недостатком этого технического решения является то, что энергия, накопленная в пневмогидроаккумуляторе, передается через дополнительно установленный гидромотор, в котором происходит потеря энергии, соответствующая КПД этого гидромотора. The disadvantage of this technical solution is that the energy stored in the pneumatic accumulator is transmitted through an additionally installed hydraulic motor, in which energy loss occurs, corresponding to the efficiency of this hydraulic motor.
Известен гидропривод фронтального погрузчика [2], который состоит из гидроцилиндров рабочего оборудования, реверсивного насоса, гидроуправляемого шестилинейного двухпозиционного распределителя, пневмогидроаккумулятора. Known hydraulic front-end loader [2], which consists of hydraulic cylinders of the working equipment, a reversible pump, a hydraulically controlled six-line on-off distributor, a pneumatic accumulator.
Недостатком этого устройства является то, что энергия, накопленная в пневмогидроаккумуляторе, передается через обратимый насос, в котором происходит потеря энергии, соответствующая КПД этого износа. Также недостатком является невозможность уменьшить рабочий объем (максимальный) реверсивного насоса, так как (при заданном числе оборотов его вала) максимальная подача насоса, поступающая в два гидроцилиндра подъема стрелы, должна обеспечить требуемое время подъема стрелы. The disadvantage of this device is that the energy accumulated in the pneumatic accumulator is transmitted through a reversible pump, in which energy loss occurs, corresponding to the efficiency of this wear. Another disadvantage is the inability to reduce the working volume (maximum) of the reversing pump, since (at a given number of revolutions of its shaft), the maximum pump flow entering the two boom lifting hydraulic cylinders should provide the required boom lifting time.
Цель изобретения - снижение энергозатрат, использование регулируемого насоса с меньшим рабочим объемом и упрощение конструкции. The purpose of the invention is the reduction of energy consumption, the use of an adjustable pump with a smaller displacement and simplification of the design.
На фиг. 1 изображен фронтальный погрузчик; на фиг. 2 - показана принципиальная гидравлическая схема его рабочего оборудования; на фиг. 3 и 4 представлены соответственно схемы позиции и перемещений рукоятки блока управления. In FIG. 1 shows a front loader; in FIG. 2 - shows a schematic hydraulic diagram of its working equipment; in FIG. 3 and 4, respectively, are diagrams of the position and movements of the handle of the control unit.
Фронтальный погрузчик состоит из шасси 1, рабочего оборудования с ковшом 2, стрелой 3, гидроцилиндрами 6, 7 подъема стрелы и гидроцилиндром 8 поворота ковша. The front-end loader consists of a chassis 1, working equipment with a
Гидропривод погрузчика имеет бак 9, из которого по гидролинии 10 насос 11 подпитки реверсивного регулируемого насоса 12 всасывает масло для компенсации утечек. Реверсивный регулируемый насос 12 гидролиниями 13, 14 соединен с двухпозиционным шестилинейным распределителем 15, который гидролиниями 16, 17 соединен соответственно с рабочей и штоковой полостями гидроцилиндров 7, 6, а гидролиниями 18, 19 - соответственно с бесштоковой и штоковой полостями гидроцилиндра 8. Первая гидролиния 13 насоса 12 соединена соответственно с рабочей полостью гидроцилиндра 7 и бесштоковой полостью гидроцилиндра 8, а вторая гидролиния 14 насоса 12 соединена соответственно со штоковыми полостями гидроцилиндров 6, 8 независимо от позиции распределителя 15. Бесштоковая полость гидроцилиндра 6 стрелы соединена с входом гидрозамка 22, выход которого соединен с пневмогидроаккумулятором 20, а полость управления - с гидролинией 16, соединяющей шестилинейный гидрораспределитель 15 с рабочей полостью второго гидроцилиндра 7 стрелы и входом в редукционный клапан 26, выход которого через обратный клапан 28 соединен с гидролинией бесштоковой полости гидроцилиндра 6. Гидроцилиндр 7 выполнен плунжерным, объемы бесштоковой полости гидроцилиндра 6 и рабочей полости гидроцилиндра 7 выбраны одинаковыми. The hydraulic drive of the loader has a
Блок 30 управления имеет рукоятку 31 и первой и третьей гидролиниями 32 и 33 соединен с полостями управления распределителя 15, а второй и четвертой гидролиниями 34 и 35 - с соответствующими полостями сервоцилиндра 36 управления регулируемого реверсивного насоса 12. The
Распределитель 15 имеет две позиции А и Б. The
При транспортном движении погрузчика рукоятка 31 блока 30 управления находится в позиции 0 (фиг. 3), подача насоса 12 отсутствует, его силовые гидролинии 13, 14 заперты. Сервоцилиндр 36 насоса 12 находится в среднем положении, соответствующем нулевой подаче насоса 12 при отсутствии давления в гидролиниях 34, 35 блока 30 управления. Это соответствует нейтральной позиции 0 (фиг. 3) рукоятки 31 блока 30, в котором гидролинии 32, 33 соединены с баком. При отсутствии давления в гидролиниях 32, 33 двухпозиционный шестилинейный распределитель 15 пружиной 37 устанавливается в позиции А, соединяющей первую гидролинию 13 и вторую гидролинию 14 посредством гидролиний 16, 17 соответственно с рабочей и штоковой полостями гидроцилиндров 7, 6 подъема стрелы. В этой позиции распределителя 15 гидролинии 18, 19 рабочих полостей гидроцилиндра 8 поворота ковша заперты. Пневмогидроаккумулятор 20 и бесштоковая полость гидроцилиндра 6 разобщены гидрозамком 22. During the transport movement of the loader, the
Управление стрелой. Пневмогидроаккумулятор 20 соединен с бесштоковой полостью гидроцилиндра 6 посредством гидрозамка 22 и гидролинией 21, 23. Гидрозамок 22 установлен так, что свободное поступление рабочей жидкости возможно в направлении от бесштоковой полости гидроцилиндра 6 к пневмогидроаккумулятору 20. Поступление рабочей жидкости в обратном направлении возможно только при подаче давления в полость управления гидрозамка 22 по гидролинии 24. Маневровый объем пневмогидроаккумулятора равен объему бесштоковой полости гидроцилиндра 6. Boom control. The
Давление газа в пневмогидроаккумуляторе 20 и объем пневмогидроаккумулятора подобраны так, что при максимально выдвинутом штоке гидроцилиндра 6 давление рабочей жидкости в бесштоковой полости гидроцилиндра 6 приблизительно равно давлению рабочей жидкости в рабочей полости гидроцилиндра 7 в конце подъема рабочего оборудования с номинальным грузом в ковше 2, а при максимально втянутом штоке гидроцилиндра 6 давление рабочей жидкости должно быть приблизительно равно давлению настройки предохранительных клапанов гидросистемы, расположенных в клапанной коробке 39, соединенной с гидролиниями 13, 14 гидролиниями 40, 41 соответственно. The gas pressure in the
Полость управления гидрозамка 22 соединена гидролинией 24 с гидролинией 16. Давление открывания гидрозамка 22 превышает низкое давление в гидросистеме, определяемое настройкой клапана подпиточного давления насоса 12. The control chamber of the
Известный блок 30 управления выполнен так, что при нейтральной позиции 0 (фиг. 3) рукоятки 31 гидролинии 32, 33, 34, 35 соединены с баком. При переводе рукоятки 31 в позицию В гидролиния 32 оказывается под давлением, а гидролинии 33, 34, 35 соединены с баком - это соответствует включению позиции А распределителя 15. The known
В случае перевода рукоятки 31 из позиции В к позиции Д под давлением оказываются гидролинии 32 и 34 при увеличении подачи насоса 12 в гидролинию 14 и далее через гидрораспределитель 15 и гидролинию 17 в штоковую полость гидроцилиндра 6. В позиции Д рукоятки 31 происходит втягивание штока гидроцилиндра 6 на максимальной подаче насоса 12. Рабочая жидкость из бесштоковой полости гидроцилиндра 6 через гидрозамок 22 поступает в пневмогидроаккумулятор 20, заряжая его таким образом, что штоки гидроцилиндров 6, 7 втягиваются (стрела 3 опускается) при одновременной зарядке пнвмогидроаккумулятора 20, под действием давления в штоковой полости гидроцилиндра 6 и веса погрузочного оборудования. In the case of the transfer of the
В случае перевода рукоятки 31 из позиции Д в позицию В скорость втягивания штоков гидроцилиндров 6, 7 уменьшается до нуля. При переводе рукоятки 31 из позиции В к позиции Е происходит выталкивание штока гидроцилиндра 7 с возрастающей скоростью, достигающей максимума в позиции Е. Одновременно давление, возникшее в рабочей полости гидроцилиндра 7, по гидролинии 24 поступает в полость управления гидрозамка 22, открывая его. Рабочая жидкость под давлением поступает из пневмогидроаккумулятора 20 в бесштоковую полость гидроцилиндра 6, выдвигая шток. Таким образом, происходит подъем стрелы. Переводом рукоятки 31 из позиции Д через позицию В в позицию Е и наоборот достигается реверсивное движение штоков гидроцилиндров 6, 7 с регулируемой скоростью посредством реверсивного регулируемого насоса 12, так как при подаче давления в гидролинию 34 и соответственно в полость М севроцилиндра 36 насос нагнетает рабочую жидкость в гидролинию 14 и далее через гидрораспределитель 15 и гидролинию 17 в штоковую полость гидроцилиндра 8 (позиция Д), а при подаче давления в гидролинию 35 (позиция Е) и соответственно в полость Н сервоцилиндра 36 насос нагнетает рабочую жидкость в гидролинию 13 и далее через распределитель 15 и гидролинию 16 в рабочую полость гидроцилиндра 7 подъема стрелы. In the case of the transfer of the
Таким образом, при переводе рукоятки 31 в позицию В гидролинии насоса 12 подключаются к штоковой полости гидроцилиндра 6 и рабочей полости гидроцилиндра 7, а подъем и опускание стрелы 3 осуществляется на режиме насоса с задаваемой оператором величиной и направлением скорости. Thus, when moving the
Поскольку к насосу 12 подключены одна рабочая полость гидроцилиндра 7 и одна штоковая полость гидроцилиндра 6, а шток гидроцилиндра 6 выдвигается посредством рабочей жидкости, запасенный в пневмогидроаккумуляторе 20, то при одинаковом времени подъема насос 12 может иметь номинальную подачу, в 2 раза меньшую, чем в случае подачи рабочей жидкости в два гидроцилиндра подъема стрелы. Следовательно, установленная мощность насоса 12 снижается в 2 раза, или, другими словами, в процессе подъема стрелы гидросистема рабочего оборудования фронтального погрузчика потребляет мощность в 2 раза меньшую. Since one working cavity of the hydraulic cylinder 7 and one rod cavity of the
Подготовить к работе пневмогидроаккумулятор 20 можно двумя способами. Способ 1. Рабочее оборудование находится в нижнем положении (штоки гидроцилиндров 6, 7 втянуты). Пневмогидроаккумулятор 20 заряжается до необходимого давления от внешнего источника (например, насоса) через обратный клапан 38. There are two ways to prepare a
Способ 2. Двигатель работает на номинальных оборотах. Рукоятка 31 блока 30 управления переводится сначала из положения О (фиг. 4) в положение В, а затем по направлению к позиции Е так, чтобы подача насоса 12 составляла 20-25% от номинальной подачи. Происходит подъем рабочего оборудования. По достижении максимальной высоты подъема необходимо удерживать рукоятку 31 в положении подъема некоторое время для того, чтобы рабочая жидкость из гидролинии 16 поступила через гидролинии 25, 27, 29, редукционный клапан 26 и обратный клапан 28 в гидролинию 23 и далее через гидрозамок 22, гидролинию 21 в пневмогидроаккумулятор 20 и зарядила его до необходимого давления. На этом подготовка пневмоаккумулятора к работе закончена.
Управление ковшом. При переводе рукоятки 31 из нейтральной позиции О в позицию Г гидролиния 33 оказывается под давлением, а гидролинии 32, 34, 35 соединены с баком - это соответствует включению позиции Б распределителя 15. При дальнейшем перемещении рукоятки 31 к позиции Ж под давлением оказываются гидролинии 33, 34 при увеличении подачи насоса 12 в гидролинию 14 и далее через гидрораспределитель 15 и гидролинию 19 в штоковую полость гидроцилиндра 8. В позиции Ж рукоятки 31 происходит втягивание штока гидроцилиндра 8 на максимальной подаче насоса 12. В случае перевода рукоятки 31 из позиции Ж в позицию Г скорость втягивания штока гидроцилиндра 8 уменьшается до нуля. Bucket control. When the
При переводе рукоятки 31 из позиции Г в позицию И происходит выталкивание штока гидроцилиндра 8 с возрастающей скоростью, достигающей максимума в позиции И. Таким образом обеспечивается реверсивное движение штока гидроцилиндра 8 поворота ковша с регулируемой скоростью посредством реверсивного регулируемого насоса 12, так как при подаче давления в гидролинию 34 и соответственно в полость М сервоцилиндра 36 насос 12 нагнетает рабочую жидкость в гидролинию 14 и далее через гидрораспределитель 15 и гидролинию 19 в штоковую полость гидроцилиндра 8 (позиция Ж), а при подаче давления в гидролинию 35 (позиция И) и соответственно в полость Н сервоцилиндра 36 насос нагнетает рабочую жидкость в гидролинию 13 и далее через гидрораспределитель 15 и гидролинию 18 в бесштоковую полость гидроцилиндра 8 поворота ковша. When the
Таким образом, при переводе рукоятки 31 в позицию Г гидролинии насоса 12 подключаются к рабочим полостям гидроцилиндра 8, а опрокидывание и запрокидывание ковша 2 осуществляется на режиме насоса с задаваемой оператором величиной и направлением скорости. Thus, when transferring the
Рабочий цикл погрузчика. При работе фронтального погрузчика существуют два режима, где мощность двигателя используется полностью. Внедрение в штабель материала и экскавация материала. В этом режиме от погрузчика требуется наивысшая тяга и максимально возможная скорость для лучшего внедрения в материал. Для облегчения внедрения стрелу 3 погрузчика в процессе работы частично приподнимают. Поскольку рабочее оборудование в этом случае потребляет мощность в 2 раза меньшую, то мощность, которую может использовать ход, увеличивается на эту долю, следовательно, можно или поставить двигатель меньшей мощности, или возможно увеличить скорость внедрения:
Nx = Pт˙Vк, где Nx - мощность, потребляемая ходом;
Рт - сила тяги на колесах;
Vк - скорость погрузчика.Loader duty cycle. When operating the front loader, there are two modes where the engine power is fully utilized. Stacking material and excavating material. In this mode, the loader is required the highest traction and the highest possible speed for the best implementation in the material. To facilitate the implementation of the
N x = P t ˙V k , where N x is the power consumed by the stroke;
R t - traction on wheels;
V to - loader speed.
Отъезд назад с грузом в ковше, подъем стрелы с одновременным поворотом машины (т. е. в работу включено и рулевое управление). Как и в предыдущем случае гидросистема рабочего оборудования потребляет мощность в 2 раза меньшую, поэтому мощность, которую может использовать ход, увеличивается на эту долю. Departure back with a load in the bucket, lifting the boom with the simultaneous rotation of the machine (i.e., the steering is also included in the work). As in the previous case, the hydraulic system of the working equipment consumes 2 times less power, therefore, the power that the stroke can use increases by this fraction.
Таким образом, достигается уменьшение рабочего объема реверсивного насоса приблизительно в 2 раза, так как его подачей обеспечивается рабочая полость подъема только одного гидроцилиндра, а уменьшение энергозатрат обуславливается подачей энергии, запасенной в пневмогидроаккумуляторе непосредственно в рабочую полость гидроцилиндра стрелы без дополнительных гидромашин. Thus, a decrease in the working volume of the reversible pump by approximately 2 times is achieved, since its supply provides the working cavity for lifting only one hydraulic cylinder, and the decrease in energy consumption is caused by the supply of energy stored in the pneumatic accumulator directly into the working cavity of the boom hydraulic cylinder without additional hydraulic machines.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4928901 RU2017903C1 (en) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Hydraulic drive of front-end loader |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4928901 RU2017903C1 (en) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Hydraulic drive of front-end loader |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017903C1 true RU2017903C1 (en) | 1994-08-15 |
Family
ID=21570552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4928901 RU2017903C1 (en) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Hydraulic drive of front-end loader |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2017903C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452818C2 (en) * | 2007-11-21 | 2012-06-10 | Вольво Констракшн Эквипмент Аб | Damping system, working machine with said system and method of machine working tool damping in motion |
RU2777889C2 (en) * | 2017-06-23 | 2022-08-11 | Дж.С. Бэмфорд Экскавейторс Лтд | Working machine |
-
1991
- 1991-02-27 RU SU4928901 patent/RU2017903C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1460147, кл. E 02F 9/22, 1986. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1518456, кл. E 02F 9/22, 1986. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452818C2 (en) * | 2007-11-21 | 2012-06-10 | Вольво Констракшн Эквипмент Аб | Damping system, working machine with said system and method of machine working tool damping in motion |
RU2777889C2 (en) * | 2017-06-23 | 2022-08-11 | Дж.С. Бэмфорд Экскавейторс Лтд | Working machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104011406B (en) | Hydraulic system | |
JP3231771B2 (en) | Energy recovery device | |
US10119556B2 (en) | System having combinable transmission and implement circuits | |
US9151018B2 (en) | Closed-loop hydraulic system having energy recovery | |
CN203926203U (en) | There is the hydraulic system of afflux performance | |
US9086061B2 (en) | Energy recovery hydraulic system | |
CN203926237U (en) | Hydraulic system | |
US9051714B2 (en) | Meterless hydraulic system having multi-actuator circuit | |
CN204419736U (en) | Hydraulic system | |
CN104011402A (en) | Hydraulic system | |
US20130081382A1 (en) | Regeneration configuration for closed-loop hydraulic systems | |
CN203892295U (en) | Meterless hydraulic system having flow sharing and combining functions | |
US20130098459A1 (en) | Closed-Loop Hydraulic System Having Flow Combining and Recuperation | |
US20160265559A1 (en) | Meterless hydraulic system having improved force modulation | |
US20140033697A1 (en) | Meterless hydraulic system having force modulation | |
US20140033698A1 (en) | Meterless hydraulic system having force modulation | |
RU2017903C1 (en) | Hydraulic drive of front-end loader | |
CA2826759A1 (en) | Load sense control with standby mode in case of overload | |
AU2017204054A1 (en) | Device for recovering hydraulic energy by connecting two differential cylinders | |
RU2306389C2 (en) | Front-end loader with energy saving hydraulic drive of loading equipment | |
CN211039198U (en) | Hydraulic drive system | |
RU2213042C1 (en) | Hydraulic drive of self-propelled boom crane | |
SU1680886A1 (en) | Hydraulic drive of front-end loader | |
SU1682483A1 (en) | Single-bucket loader | |
RU13205U1 (en) | FORKLIFT HYDRAULIC SYSTEM |