Энергосберегающая гидравлическая система погрузчика

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОГРУЗЧИКА(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Бужинский Александр Дмитриевич Щемелв Анатолий Мефодьевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Энергосберегающая гидравлическая система погрузчика, включающая насос, механически соединенный с валом редуктора отбора мощности, распределитель и гидроцилиндры поворота стрелы машины, отличающаяся тем, что распределитель выполнен трехпозиционным с двумя входами, один из которых гидравлически соединен с напорной, а второй - со всасывающей гидролинией насоса, и тремя выходами, один из которых гидравлически соединен с поршневыми, второй - со штоковыми полостями гидроцилиндров, а третий - через фильтр со сливной магистралью, причем распределитель выполнен с возможностью связи в нейтральном положении золотника напорной гидролинии насоса со сливной магистралью, в первом рабочем положении золотника - напорной гидролинии насоса со сливной магистралью, а гидролиний штоковых и поршневых полостей гидроцилиндров между собой и со всасывающей гидролинией насоса, и во втором рабочем положении золотника - напорной гидролинии насоса с гидролиниями поршневых полостей гидроцилиндров, а гидролиний штоковых полостей гидроцилиндров со всасывающей гидролинией насоса. 10291 1 2008.02.28 Изобретение относится к области строительных и дорожных машин и может быть использовано на одноковшовых фронтальных погрузчиках и других машинах, где опускание рабочего оборудования при действии весовой нагрузки на гидроцилиндры, воспринимающие эту нагрузку, происходит во время одной из составляющих цикла работы машины. Известен гидропривод одноковшового фронтального погрузчика 1, состоящий из насоса, гидрораспределителя, гидроцилиндров ковша и стрелы, предохранительного и обратного клапана. Энергосберегающий принцип осуществляется путем направления рабочей жидкости, выходящей из поршневых полостей гидроцилиндров стрелы, при ее опускании, на вход насоса, который кинематически связан с валом двигателя. В предложенной системе избыточная жидкость, выходящая из поршневых полостей гидроцилиндров, сливается в бак через предохранительный клапан, что ставит вопрос о величине его настройки, так как давление рабочей жидкости, подаваемой на вход насоса,изменяется по мере опускания рабочего оборудования. Так же за счет слива избыточной части рабочей жидкости в бак имеет место неполное использование ее энергии. Известен гидропривод одноковшового фронтального погрузчика 2, состоящий из гидромеханической передачи с золотниковой коробкой управления, носос-мотор, кинематически связанный с двигателем и ведущими колесами погрузчика и гидравлически - через гидрораспределитель с соответствующими гидроцилиндрами стрелы и ковша и через обратный и предохранительный клапан - с гидробаком, микропереключатель, подключенный к источнику тока. Данная конструкция представляет систему торможения, у которой энергия движения при торможении передается на механизм подъема рабочего оборудования. Данной схеме присуща несогласованность работы системы с технологическим процессом, так как при подходе к штабелю рабочий орган должен устанавливаться в нижнем положении, а в заявленной конструкции наоборот происходит подъем рабочего оборудования, что удлиняет время цикла и снижает производительность. Задача изобретения - снижение энергопотребления погрузчиком за счет использования потенциальной энергии поднятого рабочего оборудования. Эта задача достигается тем, что в энергосберегающей гидравлической системе погрузчика, включающей насос, механически соединенный с валом редуктора отбора мощности,распределитель и гидроцилиндры поворота стрелы машины, согласно изобретению, распределитель выполнен трехпозиционным с двумя входами, один из которых гидравлически соединен с напорной, а второй - со всасывающей гидролинией насоса, и тремя выходами, один из которых гидравлически соединен с поршневыми, второй - со штоковыми полостями гидроцилиндров, а третий - через фильтр со сливной магистралью, причем распределитель выполнен с возможностью связи в нейтральном положении золотника напорной гидролинии насоса со сливной магистралью, в первом рабочем положении золотника - напорной гидролинии насоса со сливной магистралью, а гидролиний штоковых и поршневых полостей гидроцилиндров между собой и со всасывающей гидролинией насоса, и во втором рабочем положении золотника - напорной гидролинии насоса с гидролиниями поршневых полостей гидроцилиндров, а гидролиний штоковых полостей гидроцилиндров со всасывающей гидролинией насоса. Соединение гидролиний штоковых и поршневых полостей гидроцилиндров между собой при опускании рабочего оборудования обеспечивает подачу жидкости в штоковые полости гидроцилиндров рабочего оборудования, что не допускает возникновения кавитации. Соединение одного входа со всасывающими магистралями обеспечивает подачу жидкости под давлением на вход насоса. При первом рабочем положении золотника распределителя опускание рабочего оборудования обеспечивается соответствующим соединением гидролиний штоковых и поршневых полостей гидроцилиндров, но при этом часть жидкости из нагруженных поршневых полостей гидроцилиндров подается на вход насоса,2 10291 1 2008.02.28 и за счет того, что насос работает с давлением на входе большем, чем на выходе, он работает как гидромотор, т.е. отдает мощность на редуктор отбора мощности и далее на двигатель. В то же время в штоковую полость жидкость подается из поршневой полости. При втором положении золотника распределителя гидравлическая жидкость перекачивается через фильтр в бак. В третьем положении золотника распределителя обеспечивается подъем рабочего оборудования соответствующим соединением гидролиний. Соединение штоковой и поршневой полости гидроцилиндров в первом положении золотника распределителя дает возможность использования одного насоса в гидросистеме,так как это устраняет разность расходов поршневой и штоковой полости, т.е. происходит деление потока, часть которого идет в штоковую полость, а оставшаяся часть на вход насоса и обеспечивает подкрутку коленчатого вала двигателя машины, что обеспечивает увеличение скорости передвижения. Сущность изобретения поясняется чертежом. На фигуре - энергосберегающая гидравлическая система погрузчика. Гидравлическая схема погрузчика состоит из насоса 1, приводимого от редуктора отбора мощности 2. Насос 1 соединен с гидробаком 5 через обратный клапан 2. Напорной гидролинией насос 1 соединен с распределителем 3. На выходе распределитель соединен одной гидролинией с гидробаком 5, а второй и третьей со штоковыми и поршневыми полостями гидроцилиндров стрелы 4. Работает гидросистема следующим образом. В нейтральном положении насос 1 перекачивает жидкость в гидробак 5 по разгрузочному каналу распределителя 3. В первом положении золотника распределителя 3 жидкость, находящаяся под давлением в поршневых полостях гидроцилиндров 4 за счет веса рабочего оборудования, подается во всасывающую гидролинию насоса 1 и штоковые полости гидроцилиндров 4. Насос 1 получает на вход рабочую жидкость под давлением, а так как он работает на слив, то на выходе давление меньше, чем на входе, и насос начинает работать в режиме гидромотора, подводя дополнительную мощность к коленчатому валу двигателя. В третьем положении золотника распределителя 3 происходит подъем рабочего оборудования путем подачи рабочей жидкости насосом 1 в поршневые полости гидроцилиндров стрелы 4, жидкость со штоковых полостей подается на вход насоса 1, при этом насос затрачивает меньшую энергию, чем при заборе жидкости из бака. За счет снижения загрузки двигателя машины снижается расход топлива или при той же загрузке ДВС возможно увеличение скорости движения машины, что приводит к сокращению времени цикла и повышению производительности погрузчика. Дополнительная экономия энергии получается также вследствие того, что нет необходимости применять дроссель, который снижает скорость опускания рабочего оборудования, и за счет чего теряется энергия жидкости. Источники информации 1. А.с. СССР 1341341, МПК Е 02 9/22, 1987. 2. Патент РБ 1633, МПК Е 02 9/22, 1997. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3