RU2810823C1 - Regenerative hydraulic drive of timber truck with trailer - Google Patents
Regenerative hydraulic drive of timber truck with trailer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810823C1 RU2810823C1 RU2023117708A RU2023117708A RU2810823C1 RU 2810823 C1 RU2810823 C1 RU 2810823C1 RU 2023117708 A RU2023117708 A RU 2023117708A RU 2023117708 A RU2023117708 A RU 2023117708A RU 2810823 C1 RU2810823 C1 RU 2810823C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- pressure
- line
- suction
- drain
- Prior art date
Links
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к гидроприводам лесных манипуляторов и лесовозных автомобилей с прицепами.The invention relates to forestry and agricultural machinery, in particular, to hydraulic drives of forest manipulators and timber trucks with trailers.
Известно энергоэкономичное гидравлическое устройство (Патент № 295212 Германия; МПК F15B 1/02; опубл. 24.10.91), содержащее гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, пневмогидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак.An energy-efficient hydraulic device is known (Patent No. 295212 Germany; IPC F15B 1/02; publ. 10.24.91), containing a hydraulic cylinder, drain and pressure hydraulic lines, a pneumatic-hydraulic accumulator, a hydraulic distributor, a pump and a hydraulic tank.
Недостатком данного устройства является то, что не обеспечивается его надежная работа при снижении или отсутствии давления в пневмогидравлическом аккумуляторе.The disadvantage of this device is that its reliable operation is not ensured when the pressure in the pneumatic-hydraulic 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, пневмогидравлический аккумулятор, 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 pneumohydraulic 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 автомобиля с прицепом (Патент № 2714041 РФ; МПК B60T 1/10, F15B 21/14; опубл. 11.02.2020), содержащий гидроцилиндры аутригеров, гидроцилиндр стрелы, гидроцилиндр рукояти, гидроцилиндры опорно-поворотного устройства, рекуперативный механизм тягово-сцепного устройства, насосный узел, включающий гидронасос, обратный клапан, фильтр и гидробак, гидрораспределители, всасывающий, сливной и напорный трубопроводы. Принят за прототип.A regenerative hydraulic drive of a timber truck with a trailer is known (Patent No. 2714041 of the Russian Federation; IPC B60T 1/10, F15B 21/14; publ. 02/11/2020), containing outrigger hydraulic cylinders, a boom hydraulic cylinder, a handle hydraulic cylinder, hydraulic cylinders of a slewing bearing, a regenerative traction mechanism - coupling device, pump unit, including a hydraulic pump, check valve, filter and hydraulic tank, hydraulic distributors, suction, drain and pressure pipelines. Accepted as a prototype.
Недостатками данного рекуперативного гидропривода являются сложность конструкции и ограниченные функциональные возможности.The disadvantages of this regenerative hydraulic drive are the complexity of the design and limited functionality.
Изобретение решает задачу упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей рекуперативного гидропривода лесовозного автомобиля с прицепом.The invention solves the problem of simplifying the design and expanding the functionality of the regenerative hydraulic drive of a timber vehicle with a trailer.
Это достигается тем, что в рекуперативном гидроприводе лесовозного автомобиля с прицепом, содержащем гидроцилиндры аутригеров, гидроцилиндр стрелы, гидроцилиндр рукояти, гидроцилиндры опорно-поворотного устройства, рекуперативный механизм тягово-сцепного устройства, насосный узел, включающий гидронасос, обратный клапан, фильтр и гидробак, гидрораспределители, всасывающий, сливной и напорный трубопроводы, согласно изобретению, рекуперативный механизм тягово-сцепного устройства снабжен двумя гидроцилиндрами, соединенными между собой герметичной перегородкой, при этом каждый гидроцилиндр имеет поршневую и штоковую полости, регулируемыми предохранительным и редукционным клапанами, обратными клапанами, управляемыми пилотными электромагнитами двумя трехпозиционными четырехлинейными и двухлинейным нормально закрытым гидрораспределителями, всасывающим, сливным, всасывающе-сливными, напорными и гибкими трубопроводами, пневмогидравлическим аккумулятором, соединенным с помощью напорного трубопровода с входом первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя и гибкого трубопровода со штоковой полостью первого гидроцилиндра, причем выход первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, посредством всасывающе-сливного трубопровода, сообщает поршневую полость первого гидроцилиндра с гидробаком насосного узла, а поршневая полость второго гидроцилиндра соединена с помощью напорных трубопроводов с пневмогидравлическим аккумулятором через соединенные последовательно входы второго трехпозиционного четырехлинейного и двухлинейного нормально закрытого гидрораспределителей, при этом напорный трубопровод, установленный между их входами, посредством обратного клапана и всасывающего трубопровода, сообщается с гидробаком насосного узла, который с помощью всасывающе-сливного трубопровода сообщается с выходом второго трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, причем параллельно двухлинейному нормально закрытому гидрораспределителю установлен обратный клапан; пневмогидравлический аккумулятор, в свою очередь, с помощью напорного и сливного трубопроводов соединен как с гидробаком насосного узла, посредством регулируемого предохранительного клапана, так и с напорным трубопроводом посредством регулируемого редукционного клапана.This is achieved by the fact that in the regenerative hydraulic drive of a timber truck with a trailer, containing outrigger hydraulic cylinders, a boom hydraulic cylinder, a handle hydraulic cylinder, hydraulic cylinders of a slewing device, a regenerative mechanism of a towing device, a pump unit including a hydraulic pump, a check valve, a filter and a hydraulic tank, hydraulic distributors , suction, drain and pressure pipelines, according to the invention, the recuperative mechanism of the towbar is equipped with two hydraulic cylinders connected to each other by a sealed partition, each hydraulic cylinder has a piston and rod cavities, adjustable safety and pressure relief valves, check valves controlled by pilot electromagnets by two three-position four-line and two-line normally closed hydraulic valves, suction, drain, suction-drain, pressure and flexible pipelines, a pneumohydraulic accumulator connected via a pressure pipeline to the input of the first three-position four-line hydraulic valve and a flexible pipeline with the rod cavity of the first hydraulic cylinder, and the output of the first three-position four-line hydraulic valve , through a suction-drain pipeline, communicates the piston cavity of the first hydraulic cylinder with the hydraulic tank of the pump unit, and the piston cavity of the second hydraulic cylinder is connected via pressure pipelines to a pneumohydraulic accumulator through the sequentially connected inputs of the second three-position four-line and two-line normally closed hydraulic valves, with the pressure pipeline installed between their inputs, through a check valve and a suction pipeline, communicate with the hydraulic tank of the pump unit, which, through a suction-drain pipeline, communicates with the output of the second three-position four-line hydraulic distributor, and a check valve is installed parallel to the two-line normally closed hydraulic distributor; The pneumatic-hydraulic accumulator, in turn, is connected, using pressure and drain pipelines, both to the hydraulic tank of the pump unit, through an adjustable safety valve, and to the pressure pipeline, through an adjustable pressure-reducing valve.
На фиг. 1 представлена схема размещения основных элементов рекуперативного гидропривода на лесовозном автомобиле с прицепом; на фиг. 2 – вид А лесовозного автопоезда с рекуперативным механизмом тягово-сцепного устройства; на фиг. 3 – схема рекуперативного гидропривода лесовозного автомобиля с прицепом.In fig. Figure 1 shows a diagram of the placement of the main elements of a regenerative hydraulic drive on a timber truck with a trailer; in fig. 2 – view A of a timber road train with a regenerative towing mechanism; in fig. 3 – diagram of the regenerative hydraulic drive of a timber truck with a trailer.
Рекуперативный гидропривод лесовозного автомобиля 1 с прицепом 2 (фиг. 1-3) содержит гидроцилиндры 3 и 4 аутригеров, гидроцилиндр 5 стрелы, гидроцилиндр 6 рукояти, гидроцилиндры 7 опорно-поворотного устройства, рекуперативный механизм 8 тягово-сцепного устройства, насосный узел 9, гидрораспределители 10-14, всасывающий 15, сливной 16 и напорный 17 трубопроводы. Рекуперативный механизм 8 тягово-сцепного устройства включает в себя два гидроцилиндра 18 и 19, соединенные между собой герметичной перегородкой, при этом каждый из гидроцилиндров 18 и 19 имеет поршневую и штоковую полости, регулируемый предохранительный 20, регулируемый редукционный 21 и обратные 22 и 23 клапаны, управляемые пилотными электромагнитами два трехпозиционные четырехлинейные 24 и 25 и двухлинейный нормально закрытый 26 гидрораспределители, всасывающий 27, сливной 28, всасывающе-сливные 29 и 30, напорные 31-34 и гибкие 35-38 трубопроводы, пневмогидравлический аккумулятор 39. Насосный узел 9 включает в себя гидронасос 41, обратный клапан 42, фильтр 43 и гидробак 40. Пневмогидравлический аккумулятор 39 соединен с помощью напорного трубопровода 31 с входом первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 25 и гибкого трубопровода 35 со штоковой полостью первого гидроцилиндра 18, а выход первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 25, посредством всасывающе-сливного трубопровода 29, сообщает поршневую полость первого гидроцилиндра 18 с гидробаком 40 насосного узла 9. Поршневая полость второго гидроцилиндра 19 соединена с помощью напорных трубопроводов 31-34 с пневмогидравлическим аккумулятором 39 через соединенные последовательно входы второго трехпозиционного четырехлинейного 24 и двухлинейного нормально закрытого 26 гидрораспределителей, при этом напорный трубопровод 33, установленный между их входами, посредством обратного клапана 23 и всасывающего трубопровода 27, сообщается с гидробаком 40 насосного узла 9, который с помощью всасывающе-сливного трубопровода 30 сообщается с выходом второго трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 24, причем параллельно двухлинейному нормально закрытому гидрораспределителю 26 установлен обратный клапан 22. Пневмогидравлический аккумулятор 39, в свою очередь, с помощью напорного 31 и сливного 28 трубопроводов соединен как с гидробаком 40 насосного узла 9, посредством регулируемого предохранительного клапана 20, так и с напорным трубопроводом 17 посредством регулируемого редукционного клапана 21. The regenerative hydraulic drive of a timber vehicle 1 with a trailer 2 (Fig. 1-3) contains hydraulic cylinders 3 and 4 of the outriggers, hydraulic cylinder 5 of the boom, hydraulic cylinder 6 of the handle, hydraulic cylinders 7 of the slewing device, regenerative mechanism 8 of the towing device, pump unit 9, hydraulic valves 10-14, suction 15, drain 16 and pressure 17 pipelines. The recuperative mechanism 8 of the traction coupling device includes two hydraulic cylinders 18 and 19, interconnected by a sealed partition, and each of the hydraulic cylinders 18 and 19 has a piston and rod cavities, an adjustable safety 20, an adjustable reduction 21 and check valves 22 and 23, controlled by pilot electromagnets, two three-position four-line 24 and 25 and two-line normally closed 26 hydraulic valves, suction 27, drain 28, suction-drain 29 and 30, pressure 31-34 and flexible 35-38 pipelines, pneumohydraulic accumulator 39. Pump unit 9 includes hydraulic pump 41, check valve 42, filter 43 and hydraulic tank 40. The pneumohydraulic accumulator 39 is connected via a pressure pipeline 31 to the input of the first three-position four-line hydraulic valve 25 and a flexible pipeline 35 to the rod cavity of the first hydraulic cylinder 18, and the output of the first three-position four-line hydraulic valve 25 via a suction - drain pipeline 29, communicates the piston cavity of the first hydraulic cylinder 18 with the hydraulic tank 40 of the pump unit 9. The piston cavity of the second hydraulic cylinder 19 is connected via pressure pipelines 31-34 with a pneumohydraulic accumulator 39 through the sequentially connected inputs of the second three-position four-line 24 and two-line normally closed 26 hydraulic valves, in this case, the pressure pipeline 33, installed between their inputs, through a check valve 23 and a suction pipeline 27, communicates with the hydraulic tank 40 of the pump unit 9, which, using a suction-drain pipeline 30, communicates with the output of the second three-position four-line hydraulic valve 24, parallel to the two-line normally closed a check valve 22 is installed in the hydraulic distributor 26. The pneumohydraulic accumulator 39, in turn, is connected via pressure 31 and drain 28 pipelines both to the hydraulic tank 40 of the pumping unit 9, via an adjustable safety valve 20, and to the pressure pipeline 17 via an adjustable pressure reducing valve 21.
Работа рекуперативного гидропривода лесовозного автомобиля с прицепом заключается в следующем.The operation of the regenerative hydraulic drive of a timber truck with a trailer is as follows.
Перед погрузкой сортиментов манипулятором на лесовозный автопоезд аутригеры выдвигаются в рабочее положение и устанавливаются таким образом, чтобы лесовозный автомобиль 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 logs with a manipulator onto a timber truck, the outriggers are moved into the working position and installed in such a way that the timber truck 1 is raised above the ground and in operation 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 through hydraulic valves 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 или в сторону лесовозного автомобиля 1, или в сторону прицепа 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 лесовозного автомобиля 1 или прицепа 2. После разгрузки очередной пачки сортиментов в кузов лесовозного автомобиля 1 или прицепа 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 grabs a pack of logs from the 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, using a rotary support device, is rotated to load the logs either towards the timber truck 1, or towards the trailer 2. In this case, the working fluid from the pressure pipeline 17 enters the piston cavity of the hydraulic cylinder 5 of the boom (Fig. 3). After switching the hydraulic distributor 12 to the “floating” position, the piston and rod cavities of the boom hydraulic cylinder 5 become communicating, and the boom with a bundle of logs is lowered under its own weight onto the loading platform of the timber truck 1 or trailer 2. After unloading the next bundle of logs into the body of the timber truck 1 or trailer 2, the hydraulic distributor 12 is moved by the operator to the “lift” position, and the operating cycle of the manipulator boom 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 bearing, controlled by the hydraulic distributor 14, lies only in the simultaneous operation of not one, but four pairs of pistons of the hydraulic cylinders 7 of the slewing bearing connected by means of gear racks, and thanks to the gear connection of the gear racks and the pinion shaft, installed between the hydraulic cylinders 7 of the slewing bearing device, the manipulator column is rotated around the vertical axis in both directions.
Работа рекуперативного механизма 8 тягово-сцепного устройства основана на использовании кинетической энергии, возникающей в сцепке от сил инерции масс лесовозного автомобиля 1 и прицепа 2 при многочисленных переходных процессах движения лесовозного автопоезда, таких, как: разгон, торможение тормозами и двигателем, повороты, движение по неровностям поверхности лесовозной дороги и накатом под уклон, переключение передач и др. Рекуперативный механизм 8 тягово-сцепного устройства позволяет преобразовывать эту энергию в потенциальную для ее дальнейшего полезного использования как для своей автономной работы, включая обеспечение режима самовытаскивания лесовозного автопоезда в условиях бездорожья, временных и недостаточно обустроенных грунтовых дорог, так и для применения в работе манипулятора или аутригеров.The operation of the regenerative mechanism 8 of the traction coupling device is based on the use of kinetic energy arising in the coupling from the inertia forces of the masses of the timber vehicle 1 and trailer 2 during numerous transient processes of the movement of the timber hauling road train, such as: acceleration, braking by brakes and engine, turns, movement along unevenness of the surface of a logging road and rolling downhill, gear shifting, etc. The regenerative mechanism 8 of the traction coupling device allows you to convert this energy into potential for its further useful use both for its autonomous operation, including providing a self-pulling mode for a logging road train in off-road conditions, temporary and There are not enough equipped dirt roads, and for use in the work of a manipulator or outriggers.
В неподвижном (статическом) состоянии лесовозного автомобиля 1 с прицепом 2 трехпозиционные четырехлинейные гидрораспределители 24 и 25 рекуперативного механизма 8 тягово-сцепного устройства находятся в нейтральном (среднем, нормально закрытом) положении, а его двухлинейный нормально закрытый гидрораспределитель 26 – в выключенном положении, при этом штоковая полость первого гидроцилиндра 18 и поршневая полость второго гидроцилиндра 19, заполненные рабочей жидкостью, заблокированы и не находятся под давлением, а штоки первого 18 и второго 19 гидроцилиндров находятся, соответственно, полностью во втянутом и выдвинутом крайних положениях.In a stationary (static) state of the timber vehicle 1 with trailer 2, the three-position four-line hydraulic valves 24 and 25 of the regenerative mechanism 8 of the towbar are in the neutral (middle, normally closed) position, and its two-line normally closed hydraulic valve 26 is in the off position, while the rod cavity of the first hydraulic cylinder 18 and the piston cavity of the second hydraulic cylinder 19, filled with working fluid, are blocked and are not under pressure, and the rods of the first 18 and second 19 hydraulic cylinders are, respectively, completely in the retracted and extended extreme positions.
Перед началом движения лесовозного автопоезда водитель из кабины лесовозного автомобиля 1 с помощью пилотных электромагнитов управления двумя трехпозиционными четырехлинейными гидрораспределителями 24 и 25 дистанционно, вручную или с помощью бортовой ЭВМ переводит их из положения «нейтральное» в положение «включено», а двухлинейный нормально закрытый гидрораспределитель 26 – из положения «выключено» в положение «включено». В этом случае под воздействием давления рабочей жидкости в штоковой полости первого гидроцилиндра 18 и поршневой полости второго гидроцилиндра 19, создаваемого пневмогидравлическим аккумулятором 39, благодаря открытым напорным и сливным линиям гидрораспределителей 24-26 и посредством напорных 31-33, всасывающе-сливных 29 и 30 и гибких 35-38 трубопроводов, шток первого гидроцилиндра 18 оказывается полностью втянутым в поршневую полость первого гидроцилиндра 18 до упора его поршня в герметичную перегородку. Одновременно с этим шток второго гидроцилиндра 19 находится в крайнем выдвинутом положении под давлением рабочей жидкости в поршневой полости второго гидроцилиндра 19 (фиг. 3).Before the logging road train begins to move, the driver from the cabin of the logging vehicle 1, using pilot electromagnets for controlling two three-position four-line hydraulic valves 24 and 25, remotely, manually or using the on-board computer, moves them from the “neutral” position to the “on” position, and the two-line normally closed hydraulic valve 26 – from the “off” position to the “on” position. In this case, under the influence of the pressure of the working fluid in the rod cavity of the first hydraulic cylinder 18 and the piston cavity of the second hydraulic cylinder 19, created by the pneumohydraulic accumulator 39, thanks to the open pressure and drain lines of the hydraulic valves 24-26 and through the pressure 31-33, suction-drain 29 and 30 and flexible 35-38 pipelines, the rod of the first hydraulic cylinder 18 is completely drawn into the piston cavity of the first hydraulic cylinder 18 until its piston stops against the sealed partition. At the same time, the rod of the second hydraulic cylinder 19 is in its extreme extended position under the pressure of the working fluid in the piston cavity of the second hydraulic cylinder 19 (Fig. 3).
При трогании с места или движении с ускорением лесовозного автомобиля 1 с прицепом 2 на первый гидроцилиндр 18 начинает действовать сила инерции сопротивления движению со стороны массы прицепа 2. По этой причине начинают перемещаться шток с поршнем первого гидроцилиндра 18, повышая давление рабочей жидкости в штоковой полости первого гидроцилиндра 18, которая из этой полости поступает через гибкий трубопровод 35 и открытую линию входа первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 25 в пневмогидравлический аккумулятор 39. При этом благодаря разряжению, образующемуся в поршневой полости первого гидроцилиндра 18, она заполняется рабочей жидкостью из гидробака 40 через гибкий трубопровод 36, открытую сливную линию первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 25 и всасывающе-сливной трубопровод 29. В то же время первый гидроцилиндр 18 способствует снижению динамических нагрузок на элементы конструкции лесовозного автомобиля 1 и прицепа 2 при трогании с места или разгоне лесовозного автопоезда, повышая плавность его хода как за счет демпфирующих свойств пневмогидравлического аккумулятора 39 и рабочей жидкости, так и за счет сил трения (естественного дросселирования) при ее движении в гибком 36 и напорном 31 трубопроводах. Второй гидроцилиндр 19 в данном случае остается в неизменном положении, так как его поршневая полость находится под давлением рабочей жидкости благодаря открытым линиям второго трехпозиционного четырехлинейного 24 и двухлинейного нормально закрытого 26 гидрораспределителей, сообщающих эту полость с пневмогидравлическим аккумулятором 39, а штоковая полость второго гидроцилиндра 19 соединена с помощью всасывающе-сливного трубопровода 30 с гидробаком 40. При этом поршень и шток второго гидроцилиндра 19 полностью выдвинуты из его поршневой полости.When starting from a standstill or moving with acceleration of a timber vehicle 1 with a trailer 2, the first hydraulic cylinder 18 begins to be affected by the inertial force of resistance to movement from the mass of the trailer 2. For this reason, the rod with the piston of the first hydraulic cylinder 18 begins to move, increasing the pressure of the working fluid in the rod cavity of the first hydraulic cylinder 18, which from this cavity enters through a flexible pipeline 35 and the open entry line of the first three-position four-line hydraulic valve 25 into the pneumohydraulic accumulator 39. Moreover, thanks to the vacuum formed in the piston cavity of the first hydraulic cylinder 18, it is filled with working fluid from the hydraulic tank 40 through a flexible pipeline 36 , an open drain line of the first three-position four-line hydraulic valve 25 and a suction-drain pipeline 29. At the same time, the first hydraulic cylinder 18 helps to reduce dynamic loads on the structural elements of the timber vehicle 1 and trailer 2 when starting or accelerating the timber road train, increasing its smoothness as due to the damping properties of the pneumohydraulic accumulator 39 and the working fluid, and due to the friction forces (natural throttling) when it moves in the flexible 36 and pressure 31 pipelines. The second hydraulic cylinder 19 in this case remains in the same position, since its piston cavity is under pressure from the working fluid thanks to the open lines of the second three-position four-line 24 and two-line normally closed 26 hydraulic valves communicating this cavity with the pneumohydraulic accumulator 39, and the rod cavity of the second hydraulic cylinder 19 is connected using a suction-drain pipeline 30 with a hydraulic tank 40. In this case, the piston and rod of the second hydraulic cylinder 19 are completely extended from its piston cavity.
Возвращение первого 18 и второго 19 гидроцилиндров в исходное положение после окончания разгона и движения лесовозного автопоезда с установившейся постоянной скоростью происходит за счет давления рабочей жидкости в пневмогидравлическом аккумуляторе 39, которая под давлением поступает через открытую входящую линию первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 25 и гибкий трубопровод 35 в штоковую полость первого гидроцилиндра 18. При этом из поршневой полости первого гидроцилиндра 18 рабочая жидкость через гибкий трубопровод 36, открытую выходную линию первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 25 и всасывающе-сливной трубопровод 29 вытесняется в гидробак 40.The return of the first 18 and second 19 hydraulic cylinders to their original position after the completion of acceleration and movement of the logging road train at a steady constant speed occurs due to the pressure of the working fluid in the pneumatic-hydraulic accumulator 39, which enters under pressure through the open incoming line of the first three-position four-line hydraulic valve 25 and a flexible pipeline 35 in the rod cavity of the first hydraulic cylinder 18. In this case, from the piston cavity of the first hydraulic cylinder 18, the working fluid through a flexible pipeline 36, the open output line of the first three-position four-line hydraulic valve 25 and the suction-drain pipeline 29 is forced into the hydraulic tank 40.
При движении лесовозного автопоезда с отрицательным ускорением (замедлением) или резком торможении работа рекуперативного механизма 8 тягово-сцепного устройства заключается в следующем. Трехпозиционные четырехлинейные гидрораспределители 24 и 25 дистанционно переводятся из положения «нейтральное» в положение «включено», а двухлинейный нормально закрытый гидрораспределитель 26 остается в исходном положении «выключено». При этом шток второго гидроцилиндра 19 перемещается под воздействием силы инерции от массы движущегося прицепа 2 в сторону тормозящего лесовозного автомобиля 1, а поршень второго гидроцилиндра 19 вдвигается в его поршневую полость, что приводит к повышению в ней давления рабочей жидкости и вытеснению рабочей жидкости посредством гибкого трубопровода 37, напорных трубопроводов 31-33 и обратного клапана 22 в пневмогидравлический аккумулятор 39. Этим обеспечивается рекуперация энергии рабочей жидкости, которая или используется для автономной работы рекуперативного механизма 8 тягово-сцепного устройства в режиме самовытаскивания лесовозного автопоезда, или под возросшим давлением поступает через регулируемый редукционный клапан 21 для работы манипулятора или аутригеров. В случае полной зарядки пневмогидравлического аккумулятора 39 рабочая жидкость сбрасывается через регулируемый предохранительный клапан 20 в гидробак 40.When a logging road train moves with negative acceleration (deceleration) or sudden braking, the operation of the regenerative mechanism 8 of the towing coupling device is as follows. Three-position four-line hydraulic valves 24 and 25 are remotely moved from the “neutral” position to the “on” position, and the two-line normally closed hydraulic valve 26 remains in its original “off” position. In this case, the rod of the second hydraulic cylinder 19 moves under the influence of inertial force from the mass of the moving trailer 2 towards the braking timber vehicle 1, and the piston of the second hydraulic cylinder 19 is pushed into its piston cavity, which leads to an increase in the pressure of the working fluid in it and the displacement of the working fluid through a flexible pipeline 37, pressure pipelines 31-33 and check valve 22 into the pneumatic-hydraulic accumulator 39. This ensures recovery of the energy of the working fluid, which is either used for autonomous operation of the regenerative mechanism 8 of the towbar in the self-pulling mode of a timber road train, or is supplied under increased pressure through an adjustable pressure reducer valve 21 for operation of the manipulator or outriggers. If the pneumohydraulic accumulator 39 is fully charged, the working fluid is discharged through an adjustable safety valve 20 into the hydraulic tank 40.
Возвращение рекуперативного механизма 8 тягово-сцепного устройства в исходное положение после окончания торможения лесовозного автомобиля 1 с прицепом 2 и их полной остановки или замедления происходит при последующем трогании и дальнейшем движении лесовозного автопоезда. При этом в поршневой полости второго гидроцилиндра 19 образуется разряжение рабочей жидкости, благодаря которому ее компенсирующий объем поступает в поршневую полость второго гидроцилиндра 19 из гидробака 40 посредством всасывающего трубопровода 27, обратного клапана 23, напорных трубопроводов 33 и 34, открытой линии входа второго трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 24 и гибкого трубопровода 37.The return of the regenerative mechanism 8 of the traction coupling device to its original position after the end of braking of the timber vehicle 1 with trailer 2 and their complete stop or deceleration occurs during the subsequent starting and further movement of the timber hauling road train. In this case, a vacuum of the working fluid is formed in the piston cavity of the second hydraulic cylinder 19, due to which its compensating volume enters the piston cavity of the second hydraulic cylinder 19 from the hydraulic tank 40 through the suction pipeline 27, check valve 23, pressure pipelines 33 and 34, and the open inlet line of the second three-position four-line hydraulic valve 24 and flexible pipeline 37.
Далее, при движении лесовозного автопоезда с ускорениями и замедлениями, обусловленными многочисленными факторами, воздействующими на лесовозный автомобиль 1 и прицеп 2, рассмотренные рабочие циклы рекуперативного механизма 8 тягово-сцепного устройства чередуются аналогичным образом в описанной выше последовательности.Further, when a logging road train moves with accelerations and decelerations caused by numerous factors affecting the logging vehicle 1 and trailer 2, the considered operating cycles of the regenerative mechanism 8 of the towing device alternate in a similar manner in the sequence described above.
Самовытаскивание лесовозного автомобиля 1 с прицепом 2, застрявших, например, при движении по недостаточно обустроенным лесовозным дорогам, осуществляется за счет толкающего действия, создаваемого рекуперативным механизмом 8 тягово-сцепного устройства при принудительно заторможенном прицепе 2. С этой целью перед началом самовытаскивания поршни с соответствующими штоками первого 18 и второго 19 гидроцилиндров приводятся в полностью втянутое крайнее положение, до упора их поршней в герметичную перегородку. Это обеспечивается переключением трехпозиционных четырехлинейных гидрораспределителей 24 и 25 в положение «включено», а двухлинейного нормально закрытого гидрораспределителя 26 – в положение «реверс», при которых с помощью напорных 31-33, всасывающе-сливных 29 и 30 и гибких 35-38 трубопроводов штоковые полости первого 18 и второго 19 гидроцилиндров заполняются рабочей жидкостью под давлением из пневмогидравлического аккумулятора 39, а из их поршневых полостей рабочая жидкость вытесняется в гидробак 40. После этого ручным способом или дистанционно тормоза прицепа 2 переключаются во включенное положение, и, если прицеп 2 оборудован устройством, стопорящим от поворота его поворотную ось, осуществляется и стопорение этой оси. Затем водитель переключает первый трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 25 в положение «реверс», в результате чего поршневые полости первого 18 и второго 19 гидроцилиндров заполняются рабочей жидкостью под давлением из пневмогидравлического аккумулятора 39, а рабочая жидкость из их штоковых полостей вытесняется в гидробак 40. Таким образом, поршни с соответствующими штоками первого 18 и второго 19 гидроцилиндров занимают положение, при котором они максимально выдвинуты относительно герметичной перегородки, вследствие чего толкающее усилие первого 18 и второго 19 гидроцилиндров будет воздействовать на застрявший лесовозный автомобиль 1 относительно заторможенного прицепа 2. Self-extrication of a logging vehicle 1 with a trailer 2 that is stuck, for example, when driving along insufficiently equipped logging roads, is carried out due to the pushing action created by the regenerative mechanism 8 of the traction coupling device when the trailer 2 is forcibly braked. For this purpose, before starting self-extrication, pistons with corresponding rods the first 18 and second 19 hydraulic cylinders are brought to the fully retracted extreme position, until their pistons stop against the sealed partition. This is ensured by switching the three-position four-line hydraulic valves 24 and 25 to the “on” position, and the two-line normally closed hydraulic valve 26 to the “reverse” position, in which, using pressure 31-33, suction-drain 29 and 30 and flexible 35-38 rod pipelines the cavities of the first 18 and second 19 hydraulic cylinders are filled with working fluid under pressure from a pneumohydraulic accumulator 39, and from their piston cavities the working fluid is displaced into the hydraulic tank 40. After this, manually or remotely, the brakes of the trailer 2 are switched to the on position, and if the trailer 2 is equipped with a device , stopping its rotary axis from turning, this axis is also locked. Then the driver switches the first three-position four-line hydraulic valve 25 to the “reverse” position, as a result of which the piston cavities of the first 18 and second 19 hydraulic cylinders are filled with working fluid under pressure from the pneumohydraulic accumulator 39, and the working fluid from their rod cavities is forced into the hydraulic tank 40. Thus, the pistons with the corresponding rods of the first 18 and second 19 hydraulic cylinders occupy a position in which they are maximally extended relative to the sealed partition, as a result of which the pushing force of the first 18 and second 19 hydraulic cylinders will act on the stuck timber vehicle 1 relative to the braked trailer 2.
Такое исполнение заявляемого рекуперативного гидропривода позволяет повысить эффективность лесовозного автомобиля с прицепом за счет снижения расхода топлива, благодаря рекуперации энергии рабочей жидкости, увеличить надежность лесовозного автопоезда, вследствие демпфирующих свойств рекуперативного механизма тягово-сцепного устройства, и, соответственно, снижения динамических нагрузок на лесовозный автомобиль и прицеп, дает возможность как в ручном, так и в автоматическом режимах обеспечить улучшение плавности хода при движении лесовозного автопоезда и, таким образом, более благоприятные условия труда водителя. Кроме этого, такой рекуперативный гидропривод лесовозного автомобиля с прицепом обеспечивает эффект самовытаскивания лесовозного автопоезда, что существенно повышает его проходимость при движении по недостаточно обустроенным лесовозным дорогам.This design of the proposed regenerative hydraulic drive makes it possible to increase the efficiency of a logging vehicle with a trailer by reducing fuel consumption, thanks to the recovery of the energy of the working fluid, to increase the reliability of a logging road train due to the damping properties of the regenerative mechanism of the traction coupling device, and, accordingly, reducing the dynamic loads on the logging vehicle and trailer, makes it possible, in both manual and automatic modes, to improve the smoothness of the ride when moving a timber road train and, thus, more favorable working conditions for the driver. In addition, such a regenerative hydraulic drive of a logging vehicle with a trailer provides the effect of self-pulling of the logging road train, which significantly increases its cross-country ability when driving on insufficiently equipped logging roads.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2810823C1 true RU2810823C1 (en) | 2023-12-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451843C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-05-27 | Александр Анатольевич Строганов | Device for recuperation of hydraulic power with heat exchange intensification |
| RU2478837C2 (en) * | 2007-09-28 | 2013-04-10 | Либхерр-Верк Ненцинг Гмбх | Hydraulic drive system (versions), valve, mobile vehicle, method of operating hydraulic drive system, and method of driving via hydraulic system |
| US9352743B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-05-31 | Stored Energy Solutions Inc. | Hydraulic hybrid system |
| RU176022U1 (en) * | 2017-01-26 | 2017-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE |
| RU2714041C1 (en) * | 2019-01-10 | 2020-02-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Recuperative hydraulic drive of a forestry vehicle with a 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 (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478837C2 (en) * | 2007-09-28 | 2013-04-10 | Либхерр-Верк Ненцинг Гмбх | Hydraulic drive system (versions), valve, mobile vehicle, method of operating hydraulic drive system, and method of driving via hydraulic system |
| RU2451843C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-05-27 | Александр Анатольевич Строганов | Device for recuperation of hydraulic power with heat exchange intensification |
| US9352743B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-05-31 | Stored Energy Solutions Inc. | Hydraulic hybrid system |
| RU176022U1 (en) * | 2017-01-26 | 2017-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE |
| RU2714041C1 (en) * | 2019-01-10 | 2020-02-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Recuperative hydraulic drive of a forestry vehicle with a 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 |
|---|---|---|
| US7444809B2 (en) | Hydraulic regeneration system | |
| US6748738B2 (en) | Hydraulic regeneration system | |
| JP3162384B2 (en) | Hydraulic devices for working machines with working devices | |
| RU2810823C1 (en) | Regenerative hydraulic drive of timber truck with trailer | |
| WO1988003123A1 (en) | Arrangement for a hydraulically driven truck | |
| CN206012579U (en) | Engineering truck and its parking braking hydraulic system | |
| CN103011016B (en) | Multifunctional automobile | |
| CN112173994B (en) | Control valve unit, hydraulic control loop and engineering equipment with telescopic crane boom | |
| US20030168422A1 (en) | Anti-sway hydraulic system for grappler | |
| CN107856533A (en) | A kind of dumper | |
| RU2807443C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of timber tractor with spreader trailer | |
| RU2729005C1 (en) | Pneumatic-hydraulic tow hitch device of road-train | |
| RU2784227C1 (en) | Regenerative pneumohydraulic rod of the coupler of a road train with self-pulling function | |
| CN110255444A (en) | The stabilizer blade control device of Side Fork Lift Trucks | |
| RU2802087C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of a timber tractor with a semi-trailer | |
| RU2726987C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of timber tractor with semitrailer | |
| RU2714041C1 (en) | Recuperative hydraulic drive of a forestry vehicle with a trailer | |
| CN209370180U (en) | A kind of non-differential cab lifting system | |
| CN211774100U (en) | Working device buffer system and engineering equipment | |
| CN111765135A (en) | Hydraulic control system for arch frame operation trolley | |
| CN109538548A (en) | A kind of non-differential cab lifting system | |
| US20230011496A1 (en) | Articulated vehicle hydraulic pitch system | |
| RU2772141C1 (en) | Regenerative pneumohydraulic coupling device of a road train | |
| CN219119546U (en) | Hydraulic walking integrated control device of bridge inspection vehicle | |
| CN110894731A (en) | Working device buffer system and engineering equipment |