Насосно-аккумуляторный энергосберегающий гидропривод рабочего оборудования погрузчика

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ НАСОСНО-АККУМУЛЯТОРНЫЙ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ГИДРОПРИВОД РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОГРУЗЧИКА(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Щемелв Анатолий Мефодьевич Бужинский Александр Дмитриевич Науменко Анатолий Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Насосно-аккумуляторный энергосберегающий гидропривод рабочего оборудования погрузчика, содержащий насосную станцию, машинный распределитель, соединенный гидролинией с исполнительными гидроцилиндрами стрелы, двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением и двумя выходами, блок гидроаккумуляторов, соединенный гидролинией с реле давления, а через редукционный клапан - со входом трехпозиционного распределителя с электромагнитным управлением, отличающийся тем, что упомянутый двухпозиционный распределитель установлен в напорную гидролинию одного из насосов станции и одним из выходов соединен с напорной гидролинией остальных насосов станции, а другим - со входом блока гидроаккумуляторов один из выходов упомянутого трехпозиционного распределителя соединен с поршневыми полостями исполнительных 14357 1 2011.04.30 гидроцилиндров стрелы, а другой - со всасывающей гидролинией насосов станции содержит электронный блок управления, выполненный с возможностью управления электромагнитом 1 упомянутого двухпозиционного распределителя и электромагнитами 2 и 3 упомянутого трехпозиционного распределителя в соответствии с булевым выражением 1 ,2 и 3 ,где- сигнал от датчика зарядки гидроаккумуляторов- сигнал от датчика загрузки двигателя погрузчика- сигнал от датчиков включения гидроцилиндров стрелы на опускание рабочего оборудования погрузчика- сигнал от датчика включения распределителя на подъем рабочего оборудования погрузчика. Изобретение относится к области строительных и дорожных машин и может быть использовано на одноковшовых фронтальных погрузчиках, а также на гидравлических кранах, одноковшовых гидравлических экскаваторах и других машинах, где гидроцилиндры находятся под весовой нагрузкой рабочего оборудования. Известна гидросистема одноковшового фронтального погрузчика, у которого для предотвращения резкого падения рабочего оборудования с грузом установлен дроссель,который поглощает энергию жидкости, находящейся в поршневой полости гидроцилиндров стрелы 1. Отличительной особенностью данной гидросистемы является то, что для увеличения скорости опускания, в штоковой полости гидроцилиндров стрелы создается дополнительное давление, на что расходуется дополнительная мощность двигателя, а значит и топливо. Жидкость, проходя через дроссель, нагревается и, попадая в бак, охлаждается. В итоге пропуск жидкости через дроссель вызывает только непроизводительный расход мощности двигателя. Известна гидросистема погрузчика, включающая насосную станцию, машинный распределитель, соединенный гидролинией с исполнительными гидроцилиндрами стрелы,двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением и двумя выходами,блок гидроаккумуляторов, соединенный гидролинией с реле давления, а через редукционный клапан - со входом трехпозиционного распределителя с электромагнитным управлением 2. Отличительной особенностью этой гидросистемы, как и предыдущей, является высокие затраты энергии на опускание рабочего оборудования и отсутствие системы использования энергии жидкости, находящейся под высоким давлением за счет веса рабочего оборудования и груза, находящегося в ковше. Задача изобретения снижение энергопотребления двигателем одноковшового фронтального погрузчика. Эта задача достигается за счет того, что в насосно-аккумуляторный гидропривод рабочего оборудования погрузчика, содержащий насосную станцию, машинный распределитель, соединенный гидролинией с исполнительными гидроцилиндрами стрелы,двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением и двумя выходами,блок гидроаккумуляторов, соединенный гидролинией с реле давления, а через редукционный клапан - со входом трехпозиционного распределителя с электромагнитным управлением, согласно изобретению, упомянутый двухпозиционный распределитель установлен в напорную гидролинию одного из насосов станции и одним из выходов соединен с напорной гидролинией остальных насосов станции, а другим - со входом блока гидроаккумуляторов один из выходов упомянутого трехпозиционного распределителя соединен с поршневыми полостями исполнительных гидроцилиндров стрелы, а другой - со всасывающей гидролинией насосной станции содержит электронный блок управления, выпол 2 14357 1 2011.04.30 ненный с возможностью управления электромагнитом 1 упомянутого двухпозиционного распределителя и электромагнитами 2 и 3 упомянутого трехпозиционного распределителя в соответствии с булевым выражением 1 ,2 и 3 ,где- сигнал от датчика зарядки гидроаккумуляторов- сигнал от датчика загрузки двигателя погрузчика- сигнал от датчиков включения гидроцилиндров стрелы на опускание рабочего оборудования погрузчика- сигнал от датчика включения распределителя на подъем рабочего оборудования погрузчика. Установка в напорную гидролинию одного из насосов станции двухпозиционного распределителя с электромагнитным управлением обеспечивает направление жидкости при опускании рабочего оборудования из поршневых полостей исполнительных гидроцилиндров стрелы на блок гидроаккумуляторов и в дальнейшем использовать полезное давление, возникающее от весовой нагрузки рабочего оборудования и груза в ковше. Соединение одной из гидролиний с блоком гидроаккумуляторов и реле давления позволяет осуществлять зарядку блоков гидроаккумуляторов только при опускании рабочего оборудования. Соединение второго выходного канала с напорной гидролинией гидросистемы позволяет направлять жидкость, при отсутствии сигнала от электронного блока управления на электромагните 1, только на машинный распределитель и осуществлять работу рабочего оборудования оператором. Наличие редукционного клапана позволяет использовать жидкость из блока гидроаккумуляторов независимо от давления в блоке гидроаккумуляторов без резкого изменения загрузки двигателя погрузчика. Наличие трехпозиционного распределителя с электромагнитным управлением позволяет в одном положении золотника направлять жидкость под давлением из поршневых полостей исполнительных гидроцилиндров стрелы во всасывающую гидролинию насосной станции, а во втором - жидкость из блока гидроаккумуляторов в поршневые полости исполнительных гидроцилиндров стрелы. Получение сигналов 1, 2, 3 с электронного блока управления обеспечивает срабатывание соответствующих электромагнитов и их перемещение, обеспечивающее сообщение различных гидравлических линий и подачу жидкости под давлением в соответствующие гидролинии. Сущность изобретения поясняется чертежом и таблицами. На фиг. 1 показан насосноаккумуляторный энергосберегающий гидропривод рабочего оборудования погрузчика. Табл. 1 - таблица истинности, табл. 2, табл. 3, табл. 4 - карты Карно для упрощения булева выражения. Насосно-аккумуляторный гидропривод рабочего оборудования погрузчика состоит из насосной станции 1, машинного распределителя 2, исполнительных гидроцилиндров стрелы 3, двухпозиционного распределителя с электромагнитным управлением 4, блока гидроаккумуляторов 5, реле давления 6, редукционного клапана 7, трехпозиционного распределителя с электромагнитным управлением 8. Управление электромагнитами производится при помощи электронного блока управления 9, который получает сигналы различного сочетания от датчиков- датчика зарядки гидроаккумуляторов- датчика загрузки двигателя погрузчика- датчика включения гидроцилиндров стрелы на опускание рабочего оборудования погрузчика- датчика включения распределителя на подъем рабочего оборудования погрузчика. Работает насосно-аккумуляторный гидропривод рабочего оборудования погрузчика следующим образом. При переводе рычага машинного распределителя 2 в положение, соответствующее опусканию рабочего оборудования, жидкость от насосной станции 1 поступает через машинный распределитель 2 на исполнительные гидроцилиндры стрелы 3. Из поршневых полостей исполнительных гидроцилиндров стрелы 3 жидкость поступает 3 14357 1 2011.04.30 на трехпозиционный распределитель с электромагнитным управлением 8, электромагнит у 2 которого перемещает золотник, получая сигнал о включении машинного распределителя 2, на опускание от электронного блока управления 9. От трехпозиционного распределителя с электромагнитным управлением 8 жидкость поступает во всасывающие гидролинии насосной станции 1. Далее часть жидкости поступает в штоковую полость исполнительных гидроцилиндров стрелы 3, а часть на блок гидроаккумуляторов 5. При этом насосная станция 1 потребляет меньшую энергию, чем если бы она забирала жидкость из гидробака. После набора материала в ковш погрузчика оператор включает машинный распределитель 2 на подъем рабочего оборудования, жидкость от насосной станции 1 поступает на двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением 4 (сигнал на электромагнит 1 не поступает), а из блока гидроаккумуляторов 5, за счет срабатывания электромагнита 3, поступает в поршневую полость исполнительных гидроцилиндров стрелы 3, обеспечивая подъем рабочего оборудования. Данное конструктивное решение обеспечивает снижение энергопотребления насосной станцией, т.к. она работает как насос-мотор возможно снижение рабочего объема насосной станции, т.к. на подъем работают насосная станция и блок гидроаккумуляторов отсутствуют потери на дросселирование при опускании рабочего оборудования. Использование этого привода позволяет уменьшить объем гидробака, т.к. жидкость, не проходя через дроссель, меньше нагревается уменьшается циркуляция жидкости при транспортном режиме работы машины, что также снижает энергопотери машины. Таблица 1 Таблица истинности Сигнал датчика(загр.(Опус. раб.(подъем раб. ДВС) обор.) об.) 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Карта Карно для упрощения булева выражения 14357 1 2011.04.3011. Таблица 3 Карта Карно для упрощения булева выражения Таблица 4 Карта Карно для упрощения булева выражения 3 . Булево выражение не упрощается. Источники информации 1. Базанов А.Ф. Самоходные погрузчики / А.Ф.Базанов, Г.В.Забегалов. - М. Машиностроение, 1976. - С. 22, рис. 9. 2. Гидросистема погрузчика пат. РБ 8701, МПК 702 9/22 / А.М.Щемелев, А.Е.Науменко заявитель Белорусско-Российский университет.а 20040355 заявл. 16.04.2004 опубл. 30.12.2005. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5