RU2435909C1

RU2435909C1 - Hydro-system of mobile machine

Info

Publication number: RU2435909C1
Application number: RU2010121109/03A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Валерьевич Абрамов (RU); Вячеслав Валерьевич Абрамов; Александр Анатольевич Михайлов (RU); Александр Анатольевич Михайлов
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2011-12-10

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: hydro-system consists of tank, of working equipment pump, pressure main of which is connected with rod and piston cavities of hydro-cylinder of working equipment and hydraulic motor by means of hydraulic distributors, and of safety valve. The hydro-system has an accumulator of replenishment, a hydraulic distributor, a control valve and a throttle. Also, the accumulator of replenishment is connected with a drain main, with the tank via the safety valve, with an input of the hydraulic distributor and with a control cavity of the hydraulic distributor through the control valve. Further, via a throttle, it is connected with a suction main of the pump. The suction main is coupled with an output of the hydraulic distributor. ^ EFFECT: reduced losses of hydraulic energy in hydraulic system. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к дорожно-строительной технике и может быть использовано в гидросистемах, например, экскаваторов, кранов с гидравлическим приводом и других мобильных машинах, содержащих гидродвигатели, выполненные в виде гидроцилиндров и гидромоторов.The invention relates to road-building equipment and can be used in hydraulic systems, for example, excavators, hydraulic cranes and other mobile machines containing hydraulic motors made in the form of hydraulic cylinders and hydraulic motors.

Известна гидросистема грузовой лебедки гидравлического крана, содержащая бак, насос подпитки, насос лебедки и гидродвигатель, выполненный в виде гидромотора (Беркман И.Л. и др. Одноковшовые экскаваторы и самоходные краны с гидравлическим приводом. М.: Машиностроение, 1971, с.208, рис.142).A known hydraulic system of a cargo winch of a hydraulic crane containing a tank, a feed pump, a winch pump and a hydraulic motor made in the form of a hydraulic motor (Berkman I.L. and other Shovel excavators and self-propelled cranes with a hydraulic drive. M: Mechanical Engineering, 1971, p.208 , fig. 142).

Известна также гидросистема мобильной машины, содержащая бак, насос рабочего оборудования, напорная магистраль которого имеет возможность соединения посредством гидрораспределителя со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра рабочего оборудования, предохранительный клапан, клапан сливной магистрали, вход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра рабочего оборудования, а полость управления соединена со штоковой полостью гидроцилиндра рабочего оборудования. Гидросистема снабжена насосом подпитки, всасывающая магистраль которого соединена с баком, а напорная с всасывающей магистралью насоса рабочего оборудования. Последняя имеет возможность соединения через гидрораспределитель со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра [Патент РФ №2044841, МПК 6 E02F 9/22, 1995].The hydraulic system of a mobile machine is also known, containing a tank, a pump of working equipment, the pressure line of which has the ability to be connected via a valve to the rod and piston cavities of the hydraulic cylinder of the working equipment, a safety valve, a drain valve, the inlet of which is connected to the piston cavity of the hydraulic cylinder of the working equipment, and the control cavity connected to the rod cavity of the working equipment hydraulic cylinder. The hydraulic system is equipped with a make-up pump, the suction line of which is connected to the tank, and the pressure line with the suction line of the pump of the working equipment. The latter has the ability to connect through the valve with the rod and piston cavities of the hydraulic cylinder [RF Patent No. 2044841, IPC 6 E02F 9/22, 1995].

Недостатками указанных гидросистем является то, что избыточный поток рабочей жидкости от насоса подпитки сливается через клапан в гидробак, что приводит к потерям гидравлической энергии и дополнительному нагреву рабочей жидкости, неравномерность подачи рабочей жидкости насосом подпитки уменьшает заполнение рабочих камер насоса рабочего оборудования, что уменьшает подачу рабочей жидкости насосом рабочего оборудования.The disadvantages of these hydraulic systems is that the excess flow of the working fluid from the feed pump is discharged through the valve into the hydraulic tank, which leads to the loss of hydraulic energy and additional heating of the working fluid, the uneven supply of the working fluid by the feed pump reduces the filling of the working chambers of the working equipment pump, which reduces the flow of working fluid pump working equipment.

Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение потерь гидравлической энергии, что ведет к уменьшению нагрева рабочей жидкости и увеличению подачи рабочей жидкости насосом.The technical result of the proposed solution is to reduce the loss of hydraulic energy, which leads to a decrease in heating of the working fluid and an increase in the supply of working fluid by the pump.

Задача для решения технического результата достигается тем, что гидросистема мобильной машины, содержащая бак, насос рабочего оборудования, напорная магистраль которого имеет возможность соединения посредством гидрораспределителей со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра рабочего оборудования и гидромотором, предохранительный клапан, согласно изобретению снабжена аккумулятором подпитки, гидрораспределителем, клапаном управления и дросселем, при этом аккумулятор подпитки соединен со сливной магистралью, через предохранительный клапан с баком, со входом гидрораспределителя и через клапан управления соединен с полостью управления гидрораспределителя, а затем через дроссель с всасывающей магистралью насоса, которая соединена с выходом гидрораспределителя.The problem for solving the technical result is achieved by the fact that the hydraulic system of a mobile machine containing a tank, a pump of working equipment, the pressure line of which has the ability to be connected via hydraulic valves to the rod and piston cavities of the hydraulic cylinder of the working equipment and a hydraulic motor, the safety valve, according to the invention is equipped with a recharge battery, a hydraulic distributor, the control valve and the throttle, while the make-up battery is connected to the drain line, through flax valve with a tank, to the inlet of the control valve and through the control valve is connected to control the control valve cavity and then through the choke manifold on the suction pump, which is connected to the output of the control valve.

На чертеже представлена гидросистема мобильной машины.The drawing shows the hydraulic system of a mobile machine.

Гидросистема содержит бак 1, насос 2 рабочего оборудования, гидрораспределители 3, 4, 5, гидродвигатели, выполненные в виде гидроцилиндра 6 и гидромотора 7, предохранительный клапан 8. Гидросистема также содержит аккумулятор 9 подпитки, гидрораспределитель 10, клапан управления 11 и дроссель 12. При этом аккумулятор 9 подпитки соединен со сливной магистралью 13, а через предохранительный клапан 8 с баком 1, со входом 14 гидрораспределителя 10, через клапан управления 11 соединен со входом 15 полости управления гидрораспределителя 10, а затем через дроссель 12 соединен с всасывающей магистралью 16 насоса 2, которая соединена с выходом 17 гидрораспределителя 10. Всасывающая магистраль 16 насоса 2 рабочего оборудования соединена с баком 1 через вход 18 и выход 17 гидрораспределителя 10. Напорная магистраль 19 насоса 2 соединена с входом 20 гидрораспределителя 3, выходы 21, 22, 23 которого соединены соответственно со сливной магистралью 13 и входами 24 и 25 гидрораспределителей 4, 5, выходы 26 и 27 последних соединены с полостями гидроцилиндра 6 и гидромотора 7 соответственно.The hydraulic system contains a tank 1, a pump 2 of the working equipment, hydraulic valves 3, 4, 5, hydraulic motors made in the form of a hydraulic cylinder 6 and a hydraulic motor 7, a safety valve 8. The hydraulic system also contains a recharge battery 9, a hydraulic distributor 10, a control valve 11 and a throttle 12. When this recharge battery 9 is connected to the drain line 13, and through the safety valve 8 with the tank 1, with the input 14 of the valve 10, through the control valve 11 is connected to the input 15 of the control cavity of the valve 10, and then through the dross b 12 is connected to the suction line 16 of the pump 2, which is connected to the output 17 of the valve 10. The suction line 16 of the pump 2 of the working equipment is connected to the tank 1 through the input 18 and the output 17 of the valve 10. The pressure line 19 of the pump 2 is connected to the input 20 of the valve 3, the outlets 21, 22, 23 of which are connected respectively to the drain line 13 and the inlets 24 and 25 of the control valves 4, 5, the outlets 26 and 27 of the latter are connected to the cavities of the hydraulic cylinder 6 and the hydraulic motor 7, respectively.

Гидросистема работает следующим образом. В исходном положении гидрораспределители 3, 4, 5 и 10 занимают положения, указанные на чертеже. Аккумулятор 9 подпитки разряжен. При работе гидросистемы рабочая жидкость из бака 1 через вход 18 и выход 17 гидрораспределителя 10 поступает во всасывающую магистраль 16, из которой поступает в насос 2, насос 2 подает рабочую жидкость в напорную магистраль 19. Из напорной магистрали 19 насоса 2 через выход 21 гидрораспределителя 3 рабочая жидкость поступает через сливную магистраль 13 в аккумулятор 9 подпитки, так как вход 14 гидрораспределителя 10 в исходном положении закрыт. При полной зарядке аккумулятора 9 происходит открытие клапана управления 11 и рабочая жидкость поступает на вход 15 полости управления гидрораспределителя 10 и через дроссель 12 во всасывающую магистраль 16, вследствие дросселирования жидкости через дроссель 12 давление жидкости в полости управления гидрораспределителя 10 растет и при достижения давления включения гидрораспределитель 10 переместится вниз, при этом рабочая жидкость из аккумулятора 9 через вход 14 гидрораспределителя 10 и его выход 17 подводится к насосу 2 через всасывающую магистраль 16. При этом давление на входе 15 полости управления гидрораспределителя 10 сравнивается через дроссель 12 с давлением во всасывающей магистрали 16 насоса 2.The hydraulic system works as follows. In the initial position, the control valves 3, 4, 5 and 10 occupy the positions indicated in the drawing. The recharge battery 9 is discharged. When the hydraulic system is working, the working fluid from the tank 1 through the inlet 18 and the outlet 17 of the control valve 10 enters the suction line 16, from which it enters the pump 2, the pump 2 supplies the working fluid to the pressure line 19. From the pressure line 19 of the pump 2 through the outlet 21 of the valve 3 the working fluid enters through the drain line 13 into the recharge battery 9, since the input 14 of the control valve 10 in the initial position is closed. When the battery 9 is fully charged, the control valve 11 opens and the working fluid enters the inlet 15 of the control valve of the control valve 10 and through the throttle 12 to the suction line 16, due to the throttling of the liquid through the throttle 12, the fluid pressure in the control cavity of the control valve 10 increases and when the switch pressure is reached 10 will move down, while the working fluid from the accumulator 9 through the inlet 14 of the control valve 10 and its outlet 17 is supplied to the pump 2 through the suction ral 16. The pressure at the input 15 of the control chamber of the control valve 10 via a throttle 12 is compared with the pressure on the suction side 16 of the pump 2.

Для включения гидромотора 7 производится одновременное перемещение гидрораспределителей 3 и 5. При этом включении гидрораспределителя 3 напорная магистраль 19 насоса 2 соединяется с выходом 23 гидрораспределителя 3, а сливная магистраль 13 - с выходом 22.To turn on the hydraulic motor 7, the hydrodistributors 3 and 5 are simultaneously moved. With this activation of the hydrodistributor 3, the pressure pipe 19 of the pump 2 is connected to the output 23 of the valve 3, and the drain pipe 13 to the output 22.

При перемещении гидрораспределителя 5, например, влево рабочая жидкость из напорной магистрали 19 насоса 2 через выход 23 гидрораспределителя 3, выходы 25 и 27 гидрораспределителя 5 подводится к гидромотору 7 и отводится от него через выходы 26 и 24 гидрораспределителя 5, выходы 22 и 21 гидрораспределителя 3, далее рабочая жидкость через сливную магистраль 13 поступает в аккумулятор 9 подпитки. В результате указанного гидромотор 7 начнет вращаться.When moving the valve 5, for example, to the left, the working fluid from the pressure line 19 of the pump 2 through the outlet 23 of the valve 3, the outputs 25 and 27 of the valve 5 is supplied to the hydraulic motor 7 and is diverted from it through the outputs 26 and 24 of the valve 5, outputs 22 and 21 of the valve 3 , then the working fluid through the drain line 13 enters the recharge battery 9. As a result of the specified hydraulic motor 7 will begin to rotate.

Утечки рабочей жидкости в гидросистеме компенсируются аккумулятором 9 подпитки, который подает рабочую жидкость во всасывающую магистраль 16 насоса 2. При перемещении гидрораспределителя 5 вправо гидросистема работает аналогичным образом, при этом гидрораспределитель 5 производит реверсирование потока рабочей жидкости, поступающей к гидромотору 7, в результате указанного гидромотор 7 начинает вращаться в противоположную сторону.Leakages of the working fluid in the hydraulic system are compensated by the recharge battery 9, which supplies the working fluid to the suction line 16 of the pump 2. When the directional control valve 5 moves to the right, the hydraulic system works in the same way, while the directional control valve 5 reverses the flow of the working fluid supplied to the hydraulic motor 7, as a result of the specified hydraulic motor 7 starts to rotate in the opposite direction.

Для включения гидроцилиндра 6 производится одновременное перемещение гидрораспределителей 3 и 4. При перемещении гидрораспределителя 4 влево рабочая жидкость от напорной магистрали 19 насоса 2 через выходы 20, 23, 25 и 27 гидрораспределителей 3 и 4 соответственно поступает в штоковую полость гидроцилиндра 6. В результате указанного шток гидроцилиндра 6 начинает вдвигаться внутрь гидроцилиндра 6. При этом рабочая жидкость из поршневой полости последнего через выходы 26 и 24, 22 и 21 гидрораспределителей 4 и 3 соответственно поступает в аккумулятор 9 подпитки через сливную магистраль 13. Так как объем штоковой полости гидроцилиндра 6 меньше, чем объем его поршневой полости на величину объема штока, то от насоса 2 к гидроцилиндру 6 подводится рабочей жидкости меньше, чем возвращается из поршневой полости в сливную магистраль 13. Излишки рабочей жидкости отводятся в аккумулятор 9 подпитки, который обеспечивает постоянство потока рабочей жидкости во всасывающей 16 магистрали насоса 2.To activate the hydraulic cylinder 6, the hydraulic valves 3 and 4 are simultaneously moved. When the hydraulic valve 4 is moved to the left, the working fluid from the pressure line 19 of the pump 2 through the outputs 20, 23, 25 and 27 of the hydraulic valves 3 and 4, respectively, enters the rod cavity of the hydraulic cylinder 6. As a result, the stock the hydraulic cylinder 6 begins to move inside the hydraulic cylinder 6. In this case, the working fluid from the piston cavity of the latter through the outputs 26 and 24, 22 and 21 of the control valves 4 and 3, respectively, enters the accumulator 9 through feed through the drain line 13. Since the volume of the rod cavity of the hydraulic cylinder 6 is less than the volume of its piston cavity by the amount of the rod volume, less working fluid is supplied from the pump 2 to the hydraulic cylinder 6 than it returns from the piston cavity to the drain line 13. Excess working fluid diverted into the recharge battery 9, which ensures a constant flow of the working fluid in the suction 16 of the pump line 2.

Аккумулятор 9 подпитки в отличие от насоса подпитки компенсирует не только недостаток, но и излишек потока рабочей жидкости во всасывающей магистрали 16 насоса 2, разряжаясь или заряжаясь рабочей жидкостью, причем только когда это необходимо, а предохранительный клапан 8 открывается только тогда, когда шток гидроцилиндра 6 вдвигается внутрь при полностью заряженном аккумуляторе 9 подпитки. Все это позволяет уменьшить потери гидравлической энергии в предлагаемой гидросистеме.The make-up battery 9, in contrast to the make-up pump, compensates not only for the drawback, but also for the excess flow of the working fluid in the suction line 16 of the pump 2, discharging or charging with the working fluid, and only when necessary, and the safety valve 8 opens only when the cylinder rod 6 moves in with the fully charged rechargeable battery 9. All this allows to reduce the loss of hydraulic energy in the proposed hydraulic system.

При перемещении гидрораспределителя 4 вправо рабочая жидкость от напорной магистрали 19 насоса 2 через выходы 20 и 23, 25 и 26 гидрораспределителей 3 и 4 соответственно подводится к поршневой полости гидроцилиндра 6. В результате указанного шток гидроцилиндра 6 начнет выдвигаться из гидроцилиндра 6. При этом рабочая жидкость из штоковой полости последнего через выходы 27 и 24, 22 и 21 гидрораспределителей 4 и 3 соответственно поступает в аккумулятор 9 подпитки через сливную магистраль 13.When the directional control valve 4 is moved to the right, the working fluid from the pressure line 19 of the pump 2 through the outlets 20 and 23, 25 and 26 of the control valves 3 and 4, respectively, is brought to the piston cavity of the hydraulic cylinder 6. As a result of this, the hydraulic cylinder 6 will begin to extend out of the hydraulic cylinder 6. In this case, the working fluid from the rod cavity of the latter through the outputs 27 and 24, 22 and 21 of the control valves 4 and 3, respectively, enters the recharge battery 9 through the drain line 13.

В рассматриваемом случае от насоса 2 к гидроцилиндру 6 поступает рабочей жидкости больше, чем возвращается от гидроцилиндра 6 в сливную магистраль 13. Недостаток рабочей жидкости компенсируется разрядкой аккумулятора 9 подпитки, таким образом, обеспечивается постоянство потока рабочей жидкости во всасывающей магистрали 16 насоса 2.In this case, more of the working fluid flows from pump 2 to the hydraulic cylinder 6 than it returns from the hydraulic cylinder 6 to the drain line 13. The lack of working fluid is compensated by the discharge of the recharge battery 9, thus ensuring a constant flow of the working fluid in the suction line 16 of pump 2.

При полной разрядке аккумулятора 9 давление в полости управления гидрораспределителя 10 падает и при падении ниже величины давления выключения гидрораспределитель 10 перемещается в исходное положение под действием своей возвратной пружины, после чего происходит зарядка аккумулятора 9.When the battery 9 is completely discharged, the pressure in the control cavity of the control valve 10 drops and when it falls below the switch-off pressure, the control valve 10 moves to its original position under the influence of its return spring, after which the battery 9 is charged.

Таким образом, предлагаемая гидросистема мобильной машины позволяет уменьшить потери гидравлической энергии, что ведет к уменьшению нагрева рабочей жидкости и увеличению подачи рабочей жидкости насосом, кроме того, обеспечивается режим замкнутой циркуляции рабочей жидкости по гидросистеме с гидродвигателями разных типов (гидроцилиндра и гидромотора).Thus, the proposed hydraulic system of a mobile machine allows to reduce the loss of hydraulic energy, which leads to a decrease in heating of the working fluid and an increase in the supply of working fluid by the pump, in addition, a closed circulation mode of the working fluid through the hydraulic system with hydraulic motors of various types (hydraulic cylinder and hydraulic motor) is provided.

Claims

The hydraulic system of a mobile machine, containing a tank, a pump of working equipment, the pressure line of which can be connected via hydraulic valves to the rod and piston cavities of the hydraulic cylinder of the working equipment and a hydraulic motor, a safety valve, characterized in that the hydraulic system is equipped with a recharge battery, a hydraulic distributor, a control valve and a throttle, this recharge battery is connected to the drain line, through a safety valve with a tank, with the input of the valve I and through the control valve connected to the control cavity of the valve, and then through the throttle to the suction pipe of the pump connected to the output of the valve.