RU2802087C1 - Recuperative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer - Google Patents
Recuperative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802087C1 RU2802087C1 RU2023117980A RU2023117980A RU2802087C1 RU 2802087 C1 RU2802087 C1 RU 2802087C1 RU 2023117980 A RU2023117980 A RU 2023117980A RU 2023117980 A RU2023117980 A RU 2023117980A RU 2802087 C1 RU2802087 C1 RU 2802087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- pressure
- suction
- hydraulic cylinder
- pipelines
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к гидроприводам лесных манипуляторов и лесовозных тягачей с полуприцепами.The invention relates to forestry and agricultural engineering, in particular, to hydraulic forest manipulators and timber tractors with semi-trailers.
Известно энергоэкономичное гидравлическое устройство (Патент № 295212 Германия; МПК F15B 1/02; опубл. 24.10.91), содержащее гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, пневмогидроаккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак.Known energy-efficient hydraulic device (Patent No. 295212 Germany; IPC F15B 1/02; publ. 24.10.91), containing a hydraulic cylinder, drain and pressure lines, pneumoaccumulator, hydraulic distributor, pump and hydraulic tank.
Недостатком данного устройства является то, что не обеспечивается его надежная работа при снижении или отсутствии давления в пневмогидроаккумуляторе.The disadvantage of this device is that its reliable operation is not ensured when the pressure in the pneumatic accumulator is reduced or absent.
Известно устройство для восстановления энергии (Международная заявка РСТ № 9613669; МПК F15B 11/064; опубл. 09.05.96), содержащее гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, пневмогидроаккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак.A device for energy recovery is known (International application PCT No. 9613669; IPC F15B 11/064; publ. 05/09/96), containing a hydraulic cylinder, drain and pressure hydraulic lines, a pneumatic accumulator, a hydraulic distributor, a pump and a hydraulic tank.
Недостатком этого устройства является сложность его конструкции.The disadvantage of this device is the complexity of its design.
Известен рекуперативный гидропривод лесовозного тягача с полуприцепом (Патент № 2726987 РФ; МПК A01G 23/00, B60P 3/41; опубл. 17.07.2020), содержащий гидроцилиндр стрелы, гидроцилиндр рукояти, гидроцилиндры опорно-поворотного устройства, рекуперативный механизм седельно-сцепного устройства, насосный узел, гидрораспределители, всасывающий, сливной и напорный трубопроводы. Принят за прототип.A regenerative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer is known (Patent No. 2726987 of the Russian Federation; IPC A01G 23/00, B60P 3/41; publ. , pump unit, hydraulic distributors, suction, drain and pressure pipelines. Taken as a prototype.
Недостатками данного рекуперативного гидропривода являются сложность конструкции и ограниченные функциональные возможности.The disadvantages of this recuperative hydraulic drive are the complexity of the design and limited functionality.
Изобретение решает задачу упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей рекуперативного гидропривода лесовозного тягача с полуприцепом.The invention solves the problem of simplifying the design and expanding the functionality of the regenerative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer.
Это достигается тем, что в рекуперативном гидроприводе лесовозного тягача с полуприцепом, содержащем гидроцилиндр стрелы, гидроцилиндр рукояти, гидроцилиндры опорно-поворотного устройства, рекуперативный механизм седельно-сцепного устройства, насосный узел, гидрораспределители, всасывающий, сливной и напорный трубопроводы, согласно изобретению, рекуперативный механизм седельно-сцепного устройства снабжен гидроцилиндром, пневмогидроаккумулятором, четырьмя регулируемыми нормально закрытыми двухпозиционными двухлинейными гидрораспределителями, установленными попарно, регулируемыми редукционным и предохранительным клапанами, обратными клапанами, главными напорной и всасывающей гидромагистралями, подводящими напорными и всасывающими трубопроводами, центральным напорным и соединительными трубопроводами; в гидроцилиндре рекуперативного механизма размещены четыре поршня, из которых два крайние – неподвижные, а два промежуточные – подвижные, при этом четыре поршня образуют в гидроцилиндре рекуперативного механизма пять полостей, из которых две крайние – напорные, две промежуточные – всасывающие и одна – центральная, причем пневмогидроаккумулятор соединен с центральной полостью гидроцилиндра рекуперативного механизма посредством регулируемого редукционного и параллельно ему установленного обратного клапанов, а также главной напорной гидромагистрали и центрального напорного трубопровода, что обеспечивает в центральной полости гидроцилиндра рекуперативного механизма постоянное давление рабочей жидкости; крайние напорные полости гидроцилиндра рекуперативного механизма соединены с главными напорной и всасывающей гидромагистралями посредством подводящих напорных трубопроводов, к каждому из которых присоединено по два параллельно и разнонаправленно соединенных обратных клапана, два из которых соединены с главной напорной, а другие два – с главной всасывающей гидромагистралями; каждая из промежуточных всасывающих полостей гидроцилиндра рекуперативного механизма соединена посредством соответствующих подводящих всасывающих трубопроводов и обратных клапанов с главной всасывающей гидромагистралью, кроме этого, каждая из крайних напорных и примыкающих к ним промежуточных всасывающих полостей гидроцилиндра рекуперативного механизма соединены между собой посредством подводящих напорных и всасывающих трубопроводов, а также попарно установленных регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей, пилоты управления каждой пары которых гидравлически соединены как между собой, так и посредством соединительных трубопроводов с подводящими всасывающими трубопроводами, причем линии включения подачи рабочей жидкости двух из этих регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей соединяют посредством соединительных трубопроводов подводящие всасывающие трубопроводы с главной всасывающей гидромагистралью, а линии включения подачи рабочей жидкости двух других регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей соединяют между собой крайние напорные полости гидроцилиндра рекуперативного механизма посредством соответствующих соединительных и подводящих напорных трубопроводов.This is achieved by the fact that in the regenerative hydraulic drive of a forest tractor with a semi-trailer, containing a boom hydraulic cylinder, a handle hydraulic cylinder, slewing device hydraulic cylinders, a regenerative mechanism of a fifth wheel coupling, a pump assembly, hydraulic distributors, suction, drain and pressure pipelines, according to the invention, a regenerative mechanism the fifth wheel coupling is equipped with a hydraulic cylinder, a pneumatic accumulator, four adjustable normally closed two-position two-line hydraulic distributors installed in pairs, adjustable pressure reducing and safety valves, check valves, main pressure and suction hydraulic lines, supply pressure and suction pipelines, central pressure and connecting pipelines; four pistons are placed in the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, of which two extreme ones are fixed, and two intermediate ones are movable, while four pistons form five cavities in the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, of which two extreme ones are pressure, two intermediate ones are suction and one is central, and the pneumohydraulic accumulator is connected to the central cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism by means of an adjustable pressure reducing valve and a check valve installed parallel to it, as well as the main pressure hydraulic line and the central pressure pipeline, which ensures a constant pressure of the working fluid in the central cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism; the extreme pressure cavities of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism are connected to the main pressure and suction hydraulic lines by means of supply pressure pipelines, each of which is connected to two parallel and oppositely connected check valves, two of which are connected to the main pressure line, and the other two - to the main suction line; each of the intermediate suction cavities of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is connected by means of the respective inlet suction pipelines and check valves to the main suction hydraulic line, in addition, each of the extreme pressure and adjacent intermediate suction cavities of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism are interconnected by means of the supply pressure and suction pipelines, and also installed in pairs of regulated normally closed two-position two-line hydraulic distributors, the control pilots of each pair of which are hydraulically connected both to each other and through connecting pipelines with inlet suction pipelines, moreover, the lines for switching on the supply of working fluid of two of these adjustable normally closed two-position two-line hydraulic distributors are connected through connecting pipelines inlet suction pipelines with the main suction hydraulic line, and the lines for switching on the supply of the working fluid of two other regulated normally closed two-position two-line hydraulic distributors connect the extreme pressure cavities of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism through the corresponding connecting and supply pressure pipelines.
На фиг. 1 представлена схема размещения основных элементов рекуперативного гидропривода на лесовозном тягаче с полуприцепом; на фиг. 2 – разрез А-А рекуперативного механизма седельно-сцепного устройства лесовозного автопоезда; на фиг. 3 – схема рекуперативного гидропривода лесовозного тягача с полуприцепом.In FIG. 1 shows the layout of the main elements of the regenerative hydraulic drive on a timber tractor with a semi-trailer; in fig. 2 - section A-A of the recuperative mechanism of the fifth wheel coupling device of a logging road train; in fig. 3 - diagram of a regenerative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer.
Рекуперативный гидропривод лесовозного тягача 1 с полуприцепом 2 (фиг. 1-3) содержит гидроцилиндры 3 и 4 аутригеров, гидроцилиндр 5 стрелы, гидроцилиндр 6 рукояти, гидроцилиндры 7 опорно-поворотного устройства, рекуперативный механизм 8 седельно-сцепного устройства, насосный узел 9, гидрораспределители 10-14, всасывающий 15, сливной 16 и напорный 17 трубопроводы. Рекуперативный механизм 8 седельно-сцепного устройства включает в себя гидроцилиндр 18, пневмогидроаккумулятор 19, четыре регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителя 20-23, установленных попарно, регулируемые редукционный 24 и предохранительный 25 клапаны, обратные клапаны 26-32, главные напорную 33 и всасывающую 34 гидромагистрали, подводящие напорные 35 и 36 и всасывающие 37 и 38 трубопроводы, центральный напорный 39 и соединительные 40-49 трубопроводы, причем соединительные трубопроводы 41 и 46 – подводящие, а 40 и 47 – отводящие. В гидроцилиндре 18 размещены четыре поршня 50-53, из которых два крайние 50 и 51 – неподвижные, а два промежуточные 52 и 53 – подвижные, перемещение которых в направлении друг к другу ограничено закрепленными в канавках гидроцилиндра 18 соответствующими двумя упорными кольцами (на фиг. не показаны). Поршни 50-53 образуют в гидроцилиндре 18 пять полостей, из которых две крайние А и Б – напорные, две промежуточные В и Г – всасывающие и центральная Д. При этом пневмогидроаккумулятор 19 соединен с центральной полостью Д гидроцилиндра 18 посредством регулируемого редукционного 24 и параллельно ему установленного обратного 26 клапанов, а также главной напорной гидромагистрали 33 и центрального напорного трубопровода 39, что обеспечивает в центральной полости Д гидроцилиндра 18 постоянное давление рабочей жидкости. Крайние напорные полости А и Б гидроцилиндра 18 соединены с главными напорной 33 и всасывающей 34 гидромагистралями посредством подводящих напорных трубопроводов 35 и 36, к каждому из которых присоединено по два параллельно и разнонаправленно соединенных обратных клапана 27, 28 и 31, 32, при этом обратные клапаны 27 и 32 соединены с главной напорной гидромагистралью 33, а обратные клапаны 28 и 31 – с главной всасывающей гидромагистралью 34. Каждая из промежуточных всасывающих полостей В и Г гидроцилиндра 18 соединена посредством соответствующих подводящих всасывающих трубопроводов 37 и 38 и обратных клапанов 29 и 30 с главной всасывающей гидромагистралью 34. Кроме этого, каждая из крайних напорных А и Б и примыкающих к ним промежуточных всасывающих В и Г полостей гидроцилиндра 18 соединены между собой посредством подводящих напорных 35 и 36 и всасывающих 37 и 38 трубопроводов, а также попарно установленных регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей 20, 21 и 22, 23, пилоты управления каждой пары которых гидравлически соединены как между собой, так и посредством соединительных трубопроводов 44 и 45 с подводящими всасывающими трубопроводами 37 и 38. При этом линии включения подачи рабочей жидкости регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей 20 и 22 соединяют посредством соединительных трубопроводов 40, 41 и 42, 43 подводящие всасывающие трубопроводы 37 и 38 с главной всасывающей гидромагистралью 34, а линии включения подачи рабочей жидкости регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей 21 и 23 соединяют между собой крайние напорные полости А и Б гидроцилиндра 18 посредством соответствующих соединительных 46, 47 и 48, 49 и подводящих напорных 35 и 36 трубопроводов. Насосный узел 9 включает в себя гидронасос 54, обратный клапан 55, фильтр 56 и гидробак 57.The regenerative hydraulic drive of the timber tractor 1 with the semi-trailer 2 (Fig. 1-3) contains the hydraulic cylinders 3 and 4 outriggers, the boom hydraulic cylinder 5, the arm hydraulic cylinder 6, the hydraulic cylinders 7 of the slewing device, the regenerative mechanism 8 of the fifth wheel coupling, the pump unit 9, the hydraulic distributors 10-14, suction 15, drain 16 and pressure 17 pipelines. The recuperative mechanism 8 of the fifth wheel coupling includes a hydraulic cylinder 18, a pneumatic accumulator 19, four adjustable normally closed two-position two-line hydraulic distributors 20-23 installed in pairs, adjustable pressure reducing 24 and safety 25 valves, check valves 26-32, main pressure 33 and suction 34 hydraulic lines, inlet pressure 35 and 36 and suction 37 and 38 pipelines, central pressure 39 and connecting 40-49 pipelines, with connecting pipelines 41 and 46 - inlet, and 40 and 47 - outlet. Four pistons 50-53 are placed in the hydraulic cylinder 18, of which two extreme pistons 50 and 51 are fixed, and two intermediate ones 52 and 53 are movable, the movement of which in the direction towards each other is limited by the corresponding two thrust rings fixed in the grooves of the hydraulic cylinder 18 (in Fig. not shown). The pistons 50-53 form five cavities in the hydraulic cylinder 18, of which two extreme A and B are pressure chambers, two intermediate C and D are suction chambers and a central one D. At the same time, the pneumatic accumulator 19 is connected to the central cavity D of the hydraulic cylinder 18 by means of an adjustable reduction 24 and parallel to it the installed check valve 26, as well as the main pressure line 33 and the central pressure line 39, which provides a constant pressure of the working fluid in the central cavity D of the hydraulic cylinder 18. The extreme pressure chambers A and B of the hydraulic cylinder 18 are connected to the main pressure 33 and suction 34 hydraulic lines through the supply pressure pipelines 35 and 36, each of which is connected to two parallel and oppositely connected check valves 27, 28 and 31, 32, while the check valves 27 and 32 are connected to the main pressure hydraulic line 33, and the check valves 28 and 31 are connected to the main suction line 34. Each of the intermediate suction cavities C and D of the hydraulic cylinder 18 is connected by means of the respective inlet suction pipes 37 and 38 and the check valves 29 and 30 to the main suction hydraulic line 34. In addition, each of the extreme pressure A and B and adjacent intermediate suction C and D cavities of the hydraulic cylinder 18 are interconnected by means of supply pressure 35 and 36 and suction 37 and 38 pipelines, as well as pairs of installed adjustable normally closed on-off two-line hydraulic distributors 20, 21 and 22, 23, the control pilots of each pair of which are hydraulically connected both to each other and through connecting pipelines 44 and 45 with inlet suction pipelines 37 and 38. 20 and 22 are connected by means of connecting pipelines 40, 41 and 42, 43 inlet suction pipelines 37 and 38 with the main suction hydraulic line 34, and the lines for switching on the supply of working fluid of regulated normally closed on-off two-line hydraulic distributors 21 and 23 connect the extreme pressure cavities A and B hydraulic cylinder 18 through the respective connecting 46, 47 and 48, 49 and inlet pressure 35 and 36 pipelines. The pump assembly 9 includes a hydraulic pump 54, a check valve 55, a filter 56 and a hydraulic tank 57.
Работа рекуперативного гидропривода лесовозного тягача с полуприцепом заключается в следующем. The operation of the regenerative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer is as follows.
Перед погрузкой сортиментов манипулятором на полуприцеп 2 лесовозного автопоезда аутригеры выдвигаются в рабочее положение и устанавливаются таким образом, чтобы лесовозный тягач 1 был приподнят над грунтом и в работе опирался на аутригеры, а не на колеса. С целью управления работой аутригеров поршневые и штоковые полости их гидроцилиндров 3 и 4 соединены посредством гидрораспределителей 10 и 11 с всасывающим 15 и напорным 17 трубопроводами, причем поршневые полости – с напорным 17, а штоковые полости – с всасывающим 15.Before loading assortments with a manipulator onto a semi-trailer 2 of a logging road train, the outriggers are extended to the working position and installed in such a way that the logging tractor 1 is raised above the ground and rests on the outriggers, and not on the wheels. In order to control the operation of the outriggers, the piston and rod cavities of their hydraulic cylinders 3 and 4 are connected by means of hydraulic distributors 10 and 11 with the suction 15 and pressure 17 pipelines, the piston cavities with the pressure 17, and the rod cavities with the suction 15.
После захвата манипулятором пачки сортиментов из штабеля шток гидроцилиндра 5 стрелы, управляемого гидрораспределителем 12, выдвигается и поднимает стрелу с грузом на необходимую высоту, а затем стрела с помощью опорно-поворотного устройства поворачивается для погрузки сортиментов на полуприцеп 2. При этом рабочая жидкость из напорного трубопровода 17 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 5 стрелы (фиг. 3). После переключения гидрораспределителя 12 в «плавающее» положение поршневая и штоковая полости гидроцилиндра 5 стрелы становятся сообщающимися, и стрела с пачкой сортиментов опускается под собственным весом на грузовую платформу полуприцепа 2. После разгрузки очередной пачки сортиментов в полуприцеп 2 гидрораспределитель 12 переводится оператором в положение «подъем», и рабочий цикл стрелы манипулятора повторяется. Работа гидроцилиндра 6 рукояти, управляемого гидрораспределителем 13, аналогична работе гидроцилиндра 5 стрелы манипулятора. Отличие в работе гидроцилиндров 7 опорно-поворотного устройства, управляемых гидрораспределителем 14, заключается лишь в одновременном срабатывании не одного, а четырех попарно связанных с помощью зубчатых реек поршней гидроцилиндров 7 опорно-поворотного устройства, при этом благодаря зубчатому соединению зубчатых реек и вала-шестерни, установленного между гидроцилиндрами 7 опорно-поворотного устройства, осуществляются повороты колонны манипулятора вокруг вертикальной оси в обе стороны.After the manipulator captures a pack of assortments from a stack, the rod of the hydraulic cylinder 5 of the boom, controlled by the hydraulic distributor 12, extends and raises the boom with the load to the required height, and then the boom is rotated using a turntable to load the assortments onto the semi-trailer 2. In this case, the working fluid from the pressure pipeline 17 enters the piston cavity of the boom hydraulic cylinder 5 (Fig. 3). After switching the hydraulic distributor 12 to the “floating” position, the piston and rod chambers of the hydraulic cylinder 5 of the boom become communicating, and the boom with a pack of assortments falls under its own weight onto the loading platform of the semi-trailer 2. After unloading the next pack of assortments into the semi-trailer 2, the hydraulic distributor 12 is transferred by the operator to the “lift ”, and the working cycle of the boom of the manipulator is repeated. The operation of the hydraulic cylinder 6 of the handle, controlled by the hydraulic distributor 13, is similar to the operation of the hydraulic cylinder 5 of the manipulator boom. The difference in the operation of the hydraulic cylinders 7 of the slewing device, controlled by the hydraulic distributor 14, consists only in the simultaneous operation of not one, but four pairs of pistons of the hydraulic cylinders 7 of the slewing device connected by means of gear racks, while due to the gear connection of the gear racks and the pinion shaft, the slewing device installed between the hydraulic cylinders 7, the manipulator column rotates around the vertical axis in both directions.
Работа рекуперативного механизма 8 седельно-сцепного устройства основана на использовании кинетической энергии, возникающей от силы инерции массы полуприцепа 2 при многочисленных переходных процессах (разгоне, торможении тормозами и двигателем, поворотах, движении по неровностям поверхности лесовозной дороги и накатом под уклон, переключении передач и др.). Рекуперативный механизм 8 седельно-сцепного устройства позволяет преобразовывать эту энергию в потенциальную для ее дальнейшего полезного использования в технологическом гидравлическом оборудовании лесовозного тягача 1 с полуприцепом 2 (манипуляторе, аутригерах).The operation of the recuperative mechanism 8 of the fifth wheel coupling is based on the use of kinetic energy arising from the inertial force of the mass of the semi-trailer 2 during numerous transient processes (acceleration, braking by brakes and engine, turns, driving over uneven surfaces of a logging road and coasting downhill, gear shifting, etc. .). The regenerative mechanism 8 of the fifth wheel coupling allows you to convert this energy into potential energy for its further useful use in the technological hydraulic equipment of the timber tractor 1 with the semi-trailer 2 (manipulator, outriggers).
В неподвижном (статическом) состоянии лесовозного тягача 1 с полуприцепом 2, благодаря давлению рабочей жидкости, надежно обеспечивающемуся заряженным до установленного давления пневмогидроаккумулятором 19, в центральной полости Д гидроцилиндра 18, посредством регулируемого редукционного клапана 24, главной напорной гидромагистрали 33 и центрального напорного трубопровода 39, промежуточные подвижные поршни 52 и 53 гидроцилиндра 18 находятся на наибольшем выдвинутом расстоянии друг от друга до упоров их внешних торцовых поверхностей в упорные кольца, закрепленные в канавках гидроцилиндра 18. In a stationary (static) state of the forest tractor 1 with a semi-trailer 2, due to the pressure of the working fluid, reliably provided by the pneumatic accumulator 19 charged to the set pressure, in the central cavity D of the hydraulic cylinder 18, by means of an adjustable pressure reducing valve 24, the main pressure hydraulic line 33 and the central pressure pipeline 39, the intermediate movable pistons 52 and 53 of the hydraulic cylinder 18 are at the greatest extended distance from each other until their outer end surfaces abut against the thrust rings fixed in the grooves of the hydraulic cylinder 18.
При трогании с места или движении с ускорением (разгоне) лесовозного тягача 1 с полуприцепом 2 на рекуперативный механизм 8 седельно-сцепного устройства начинает действовать сила инерции сопротивления движению со стороны массы полуприцепа 2. Это сопровождается тем, что крайний неподвижный поршень 51 гидроцилиндра 18 толкает промежуточный подвижный поршень 53, который, в свою очередь, вдвигается в центральную полость Д гидроцилиндра 18, вытесняя рабочую жидкость под повышенным давлением в пневмогидроаккумулятор 19 посредством центрального напорного трубопровода 39, главной напорной гидромагистрали 33 и обратного клапана 26. Образующееся в этом случае разряжение в крайней напорной полости Б гидроцилиндра 18 устраняется рабочей жидкостью, поступающей из гидробака 57 посредством главной всасывающей гидромагистрали 34, обратного клапана 31 и подводящего напорного трубопровода 36. Одновременно с этим в крайней напорной полости А гидроцилиндра 18 повышается давление рабочей жидкости, которая вытесняется посредством подводящего напорного трубопровода 35, обратных клапанов 26 и 27 и главной напорной гидромагистрали 33 в пневмогидроаккумулятор 19. Вследствие того, что промежуточный подвижный поршень 52 остается неподвижным относительно корпуса гидроцилиндра 18 благодаря упорному кольцу, образующееся разряжение рабочей жидкости в смежной с крайней напорной полостью А промежуточной всасывающей полости В гидроцилиндра 18 устраняется рабочей жидкостью, поступающей из гидробака 57 через главную всасывающую гидромагистраль 34, обратный клапан 29 и подводящий всасывающий трубопровод 37. Таким образом, при вытеснении рабочей жидкости из крайней напорной А и центральной Д полостей гидроцилиндра 18 из-за воздействия силы инерции массы полуприцепа 2 полезно используются упругие свойства пневмогидроаккумулятора 19, выполняющего в данном случае роль демпфера, существенно снижающего нагрузки на конструкцию всего лесовозного автопоезда.When starting off or moving with acceleration (acceleration) of a timber tractor 1 with a semi-trailer 2, the inertia force of resistance to movement from the side of the mass of the semi-trailer 2 begins to act on the regenerative mechanism 8 of the fifth wheel coupling. This is accompanied by the fact that the extreme fixed piston 51 of the hydraulic cylinder 18 pushes the intermediate movable piston 53, which, in turn, moves into the central cavity D of the hydraulic cylinder 18, displacing the working fluid under high pressure into the pneumatic accumulator 19 through the central pressure pipeline 39, the main pressure hydraulic line 33 and the check valve 26. The vacuum formed in this case in the extreme pressure cavity B of the hydraulic cylinder 18 is eliminated by the working fluid coming from the hydraulic tank 57 through the main suction line 34, the check valve 31 and the inlet pressure pipe 36. At the same time, in the extreme pressure cavity A of the hydraulic cylinder 18, the pressure of the working fluid increases, which is displaced by the inlet pressure pipe 35, check valves 26 and 27 and the main pressure hydraulic line 33 into the pneumatic accumulator 19. Due to the fact that the intermediate movable piston 52 remains stationary relative to the body of the hydraulic cylinder 18 due to the thrust ring, the resulting rarefaction of the working fluid in the intermediate suction cavity B adjacent to the extreme pressure cavity A of the hydraulic cylinder 18 is eliminated the working fluid coming from the hydraulic tank 57 through the main suction hydraulic line 34, the check valve 29 and the inlet suction pipeline 37. elastic properties of the pneumohydraulic accumulator 19, which in this case acts as a damper, significantly reducing the load on the structure of the entire logging truck.
После окончания разгона и начала движения лесовозного автопоезда с установившейся постоянной скоростью усилие, воздействующее на лесовозный тягач 1 со стороны полуприцепа 2, снижается. В результате этого под воздействием давления рабочей жидкости пневмогидроаккумулятора 19, имеющего постоянную связь с центральной полостью Д гидроцилиндра 18 посредством центрального напорного трубопровода 39, главной напорной гидромагистрали 33 и регулируемого редукционного клапана 24, крайний неподвижный 51 и промежуточный подвижный 53 поршни возвращают корпус гидроцилиндра 18 в исходное положение относительно монтажной плиты (на фиг. не показана), а, следовательно, и взаимное расположение лесовозного тягача 1 и полуприцепа 2. При этом нежелательному повышению давления рабочей жидкости в крайних напорных полостях А и Б гидроцилиндра 18 (как при разгоне лесовозного автопоезда – в крайней напорной полости А, так и при его торможении – в крайней напорной полости Б) препятствуют попарно установленные регулируемые нормально закрытые двухпозиционные двухлинейные гидрораспределители 20-23, автоматически включающиеся при торможении лесовозного автопоезда (гидрораспределители 20 и 21) и при его разгоне (гидрораспределители 22 и 23). В данном случае, при разгоне лесовозного автопоезда, работа регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей 20 и 21 заключатся в следующем. При возвращении гидроцилиндра 18 в исходное положение после окончания движения с ускорением (разгона) лесовозного автопоезда в промежуточной всасывающей полости В гидроцилиндра 18 повышается давление рабочей жидкости, которое передается посредством подводящего всасывающего 37 и соединительного 44 трубопроводов на соединенные между собой пилоты управления регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей 20 и 21. Вследствие этого оба регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителя 20 и 21 переводят подводящие 41 и 46 и отводящие 40 и 47 соединительные трубопроводы из не сообщающихся между собой положений в сообщающиеся. В результате этого регулируемый нормально закрытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 21, посредством подводящих напорных 35 и 36 и соединительных 46 и 47 трубопроводов, обеспечивает свободный переток рабочей жидкости из крайней напорной полости А в крайнюю напорную полость Б гидроцилиндра 18, предотвращая, тем самым, нежелательное повышение давления в крайней напорной полости Б гидроцилиндра 18. Одновременно с этим регулируемый нормально закрытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 20 открывает доступ рабочей жидкости на слив из промежуточной всасывающей полости В гидроцилиндра 18 в гидробак 57 через подводящий всасывающий трубопровод 37 и соединительные трубопроводы 40 и 41, благодаря чему, во-первых, давление в этой полости резко снижается до атмосферного и не препятствует возвращению корпуса гидроцилиндра 18 в исходное положение, и, во-вторых, излишки рабочей жидкости, неизбежно образующиеся из-за разности объемов штоков поршней 50 и 52 гидроцилиндра 18, беспрепятственно сливаются в гидробак 57. Аналогична работа двух других регулируемых нормально закрытых двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей 22 и 23 для случая торможения лесовозного автопоезда.After the end of acceleration and the beginning of the movement of the logging road train with a steady constant speed, the force acting on the logging tractor 1 from the side of the semi-trailer 2 decreases. As a result, under the influence of the pressure of the working fluid of the pneumatic accumulator 19, which has a constant connection with the central cavity D of the hydraulic cylinder 18 through the central pressure pipeline 39, the main pressure hydraulic line 33 and the adjustable pressure reducing valve 24, the extreme fixed 51 and intermediate 53 movable pistons return the hydraulic cylinder body 18 to its original position relative to the mounting plate (not shown in Fig.), and, consequently, the relative position of the timber tractor 1 and semi-trailer 2. At the same time, an undesirable increase in the pressure of the working fluid in the extreme pressure cavities A and B of the hydraulic cylinder 18 of the extreme pressure cavity A, and during its braking - in the extreme pressure cavity B) are prevented by pairs of adjustable normally closed two-position two-line hydraulic distributors 20-23, which automatically turn on when the timber road train is braked (hydraulic valves 20 and 21) and during its acceleration (hydraulic valves 22 and 23). In this case, when accelerating a timber road train, the operation of normally closed two-position two-line hydraulic valves 20 and 21 is as follows. When the hydraulic cylinder 18 returns to its original position after the end of the movement with acceleration (acceleration) of the timber road train in the intermediate suction cavity B of the hydraulic cylinder 18, the pressure of the working fluid increases, which is transmitted through the inlet suction 37 and connecting 44 pipelines to the interconnected control pilots of the normally closed two-position two-line adjustable hydraulic distributors 20 and 21. As a result, both normally closed two-position two-line hydraulic distributors 20 and 21 transfer the inlet 41 and 46 and outlet 40 and 47 connecting pipelines from non-communicating positions to communicating. As a result of this, the normally closed two-position two-line hydraulic valve 21, through the supply pressure 35 and 36 and connecting 46 and 47 pipelines, provides free flow of the working fluid from the extreme pressure cavity A to the extreme pressure cavity B of the hydraulic cylinder 18, thereby preventing an undesirable increase in pressure in the extreme pressure cavity B of the hydraulic cylinder 18. At the same time, an adjustable normally closed two-position two-line hydraulic distributor 20 opens the access of the working fluid to the drain from the intermediate suction cavity C of the hydraulic cylinder 18 to the hydraulic tank 57 through the inlet suction pipeline 37 and the connecting pipelines 40 and 41, due to which, in - firstly, the pressure in this cavity is sharply reduced to atmospheric and does not prevent the return of the body of the hydraulic cylinder 18 to its original position, and, secondly, the excess working fluid, inevitably formed due to the difference in the volumes of the piston rods 50 and 52 of the hydraulic cylinder 18, freely merge into hydraulic tank 57. The operation of two other normally closed two-position two-line hydraulic distributors 22 and 23 is similar for the case of braking a logging truck.
Работа рекуперативного механизма 8 седельно-сцепного устройства при движении лесовозного автопоезда с отрицательным ускорением (торможении) заключается в следующем. Под воздействием силы инерции со стороны массы движущегося с замедлением полуприцепа 2 корпус гидроцилиндра 18 перемещается относительно монтажной плиты. Это способствует совместному перемещению крайнего неподвижного 50 и промежуточного подвижного 52 поршней гидроцилиндра 18, при этом промежуточный подвижный поршень 52 вдвигается в центральную полость Д гидроцилиндра 18, тогда как промежуточный подвижный поршень 53 остается неподвижным относительно корпуса гидроцилиндра 18 благодаря упорному кольцу. В то же время промежуточный подвижный поршень 52 гидроцилиндра 18 вытесняет рабочую жидкость под повышенным давлением в пневмогидроаккумулятор 19 посредством центрального напорного трубопровода 39, главной напорной гидромагистрали 33 и обратного клапана 26. Образующееся в этом случае разряжение в крайней напорной полости А гидроцилиндра 18 устраняется рабочей жидкостью, поступающей из гидробака 57 посредством главной всасывающей гидроманистрали 34, обратного клапана 28 и подводящего напорного трубопровода 35. Одновременно с этим в крайней напорной полости Б гидроцилиндра 18 повышается давление рабочей жидкости, которая вытесняется посредством подводящего напорного трубопровода 36, обратных клапанов 26 и 32 и главной напорной гидромагистрали 33 в пневмогидроаккумулятор 19. Вследствие того, что промежуточный подвижный поршень 53 остается неподвижным относительно корпуса гидроцилиндра 18 благодаря упорному кольцу, образующееся разряжение рабочей жидкости в смежной с крайней напорной полостью Б промежуточной всасывающей полости Г гидроцилиндра 18 устраняется рабочей жидкостью, поступающей из гидробака 57 через главную всасывающую гидромагистраль 34, обратный клапан 30 и подводящий всасывающий трубопровод 38. В отличие от ранее рассмотренного (при разгоне лесовозного автопоезда), в данном случае кинетическая энергия движущейся по инерции массы полуприцепа 2 относительно тормозящего лесовозного тягача 1 рекуперируется путем ее аккумулирования в пневмогидроаккумуляторе 19 в виде сжатой рабочей жидкости, вытесняемой из крайней напорной полости Б гидроцилиндра 18. При этом сохраняются и демпфирующие свойства рекуперативного механизма 8 седельно-сцепного устройства благодаря упругим качествам пневмогидроаккумулятора 19 при сжатии рабочей жидкости как промежуточным подвижным поршнем 52 в центральной полости Д, так и крайним неподвижным поршнем 50 в крайней напорной полости А гидроцилиндра 18. В случае полной зарядки пневмогидроаккумулятора 19 и отсутствия временной потребности у потребителя гидравлической энергии (манипулятора, аутригеров) ее излишки в виде сжатой рабочей жидкости сбрасываются через регулируемый предохранительный клапан 25 в гидробак 57.The operation of the recuperative mechanism 8 of the fifth wheel coupling during the movement of a logging road train with negative acceleration (braking) is as follows. Under the influence of inertia from the mass of the semi-trailer 2 moving with deceleration, the body of the hydraulic cylinder 18 moves relative to the mounting plate. This contributes to the joint movement of the extreme fixed 50 and the intermediate movable 52 pistons of the hydraulic cylinder 18, while the intermediate movable piston 52 moves into the central cavity D of the hydraulic cylinder 18, while the intermediate movable piston 53 remains stationary relative to the body of the hydraulic cylinder 18 due to the thrust ring. At the same time, the intermediate movable piston 52 of the hydraulic cylinder 18 displaces the working fluid under increased pressure into the pneumatic accumulator 19 through the central pressure pipeline 39, the main pressure hydraulic line 33 and the check valve 26. The vacuum formed in this case in the extreme pressure cavity A of the hydraulic cylinder 18 is eliminated by the working fluid, coming from the hydraulic tank 57 through the main suction hydraulic line 34, the check valve 28 and the inlet pressure pipe 35. hydraulic line 33 into the pneumatic accumulator 19. Due to the fact that the intermediate movable piston 53 remains stationary relative to the body of the hydraulic cylinder 18 due to the thrust ring, the resulting rarefaction of the working fluid in the intermediate suction cavity G of the hydraulic cylinder 18 adjacent to the extreme pressure cavity B is eliminated by the working fluid coming from the hydraulic tank 57 through the main suction hydraulic line 34, the check valve 30 and the inlet suction pipeline 38. In contrast to the previously discussed (when accelerating a timber road train), in this case, the kinetic energy of the mass of the semi-trailer 2 moving by inertia relative to the braking timber tractor 1 is recovered by accumulating it in the pneumatic accumulator 19 in in the form of a compressed working fluid displaced from the extreme pressure cavity B of the hydraulic cylinder 18. At the same time, the damping properties of the regenerative mechanism 8 of the fifth wheel coupling are preserved due to the elastic properties of the pneumatic accumulator 19 when the working fluid is compressed by both the intermediate movable piston 52 in the central cavity D and the extreme fixed piston 50 in the extreme pressure cavity A of the hydraulic cylinder 18. In the event of a full charge of the pneumohydraulic accumulator 19 and the absence of a temporary need for a consumer of hydraulic energy (manipulator, outriggers), its excess in the form of a compressed working fluid is discharged through an adjustable safety valve 25 into the hydraulic tank 57.
Возвращение рекуперативного механизма 8 седельно-сцепного устройства в исходное положение после окончания торможения и движения лесовозного автопоезда с установившейся постоянной скоростью происходит аналогично описанному выше случаю. Далее, при движении лесовозного тягача 1 с полуприцепом 2 с частыми ускорениями и замедлениями, обусловленными многочисленными факторами, воздействующими на лесовозный тягач 1 и полуприцеп 2, рабочие циклы рекуперативного механизма 8 седельно-сцепного устройства чередуются аналогично описанным выше образом.The return of the recuperative mechanism 8 of the fifth wheel coupling to its original position after the end of braking and the movement of the timber road train with a steady constant speed occurs similarly to the case described above. Further, when the timber tractor 1 with the semi-trailer 2 moves with frequent accelerations and decelerations due to numerous factors affecting the timber tractor 1 and the semi-trailer 2, the working cycles of the regenerative mechanism 8 of the fifth wheel coupling alternate in the same way as described above.
Такое исполнение заявляемого рекуперативного гидропривода лесовозного тягача с полуприцепом позволяет снизить расход топлива благодаря рекуперации энергии рабочей жидкости и ее полезному использованию в технологическом гидравлическом оборудовании лесовозного автопоезда (манипуляторе, аутригерах). Наличие в рекуперативном механизме седельно-сцепного устройства пневмогидроаккумулятора, обеспечивающего демпфирующий эффект, позволяет в несколько раз снизить величину динамических нагрузок на элементы конструкции лесовозного тягача с полуприцепом при трогании с места, разгоне и торможении, в результате чего повышается плавность хода при движении лесовозного автопоезда по недостаточно обустроенным лесовозным дорогам, что обеспечивает более благоприятные условия труда водителя.This design of the inventive regenerative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer allows to reduce fuel consumption due to the energy recovery of the working fluid and its beneficial use in the technological hydraulic equipment of a timber road train (manipulator, outriggers). The presence in the recuperative mechanism of the fifth wheel coupling device of a pneumohydraulic accumulator, which provides a damping effect, allows several times to reduce the magnitude of dynamic loads on the structural elements of a timber tractor with a semi-trailer when starting, accelerating and braking, resulting in increased smoothness when the timber road train moves along insufficiently equipped logging roads, which provides more favorable working conditions for the driver.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2802087C1 true RU2802087C1 (en) | 2023-08-22 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603044C2 (en) * | 2012-07-05 | 2016-11-20 | Хемшайдт Фарверктехник Гмбх Унд Ко. Кг | Damping device for frame-steered vehicle articulation |
| RU169249U1 (en) * | 2016-09-06 | 2017-03-13 | Акционерное Общество "Клинцовский автокрановый завод" | Jib self-propelled crane trailer |
| RU2726987C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-07-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Recuperative hydraulic drive of timber tractor with semitrailer |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603044C2 (en) * | 2012-07-05 | 2016-11-20 | Хемшайдт Фарверктехник Гмбх Унд Ко. Кг | Damping device for frame-steered vehicle articulation |
| RU169249U1 (en) * | 2016-09-06 | 2017-03-13 | Акционерное Общество "Клинцовский автокрановый завод" | Jib self-propelled crane trailer |
| RU2726987C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-07-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Recuperative hydraulic drive of timber tractor with semitrailer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6886837B2 (en) | Hydraulic suspension strut for an amphibious vehicle | |
| US4766982A (en) | Apparatus for supporting and driving wheel angular deceleration sensor | |
| US6434864B1 (en) | Frontal loader | |
| RU2802087C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer | |
| AU2017204055B2 (en) | Device for the direct recovery of hydraulic energy by means of a single-acting hydraulic cylinder | |
| RU2807443C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of timber tractor with spreader trailer | |
| RU2668093C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of logging truck | |
| RU2810823C1 (en) | Regenerative hydraulic drive of timber truck with trailer | |
| RU2753024C1 (en) | Recuperative pneumohydraulic fifth wheel coupling of road train | |
| RU2729005C1 (en) | Pneumatic-hydraulic tow hitch device of road-train | |
| RU2726987C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of timber tractor with semitrailer | |
| RU2729006C1 (en) | Recuperative spring-hydraulic fifth-wheel coupling of road train | |
| RU2399540C1 (en) | Transport facility | |
| CN201769815U (en) | Hydraulic brake valve of full hydraulic brake system of engineering machinery | |
| RU2784227C1 (en) | Regenerative pneumohydraulic rod of the coupler of a road train with self-pulling function | |
| RU2789918C1 (en) | Recuperative rotary conical device of a timber road train | |
| RU2714041C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of a forestry vehicle with a trailer | |
| RU2772141C1 (en) | Regenerative pneumohydraulic coupling device of a road train | |
| RU2725355C1 (en) | Recuperative pneumohydraulic fifth-wheel coupling of road-train | |
| RU2793488C1 (en) | Regenerative pneumohydraulic two-chamber coupling device of a train | |
| RU2763220C1 (en) | Recuperative spring-hydraulic saddle-coupling device of road train | |
| RU2772401C1 (en) | Recuperative spring-hydraulic coupling device of a single-acting road train | |
| RU2342496C1 (en) | Protection device for hydraulic actuator of front loader | |
| SU1397332A1 (en) | Vehicle brake actuator | |
| CN218000042U (en) | Hydraulic cylinder, hydraulic device and rail vehicle |