рекуперативный гидропривод почвообрабатывающего агрегата

Формула изобретения

Рекуперативный гидропривод почвообрабатывающего агрегата, включающий гидроцилиндр навесного механизма, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак, отличающийся тем, что дополнительно содержит гидроцилиндр предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия, гидравлические амортизаторы ходовой части и подпружиненный мультипликатор давления, причем гидроцилиндр предохранительного механизма связан через один обратный клапан и регулируемый дроссель с напорной гидромагистралью, сообщенной с гидроаккумулятором, а через другой обратный клапан - со сливной гидромагистралью, штоковые полости гидравлических амортизаторов через одну пару обратных клапанов, а заштоковые полости через дроссель и другую пару обратных клапанов соединены, соответственно, с напорной и сливной гидромагистралями, при этом полость подпружиненного мультипликатора давления со стороны большего диаметра поршня сообщена с заштоковой полостью гидроцилидра навесного механизма, а полость подпружиненного мультипликатора давления со стороны меньшего диаметра сообщена через один обратный клапан с напорной и через другой - со сливной гидромагистралями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к гидроприводам почвообрабатывающих агрегатов.

Известно энергоэкономичное гидравлическое устройство, содержащее гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак (патент Германии DE №295212, F 15 В 1/02, 24.10.91).

Данная схема не обеспечивает надежной работы устройства при снижении или отсутствии давления в гидроаккумуляторе.

Известно устройство для восстановления энергии, содержащее гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак (международная заявка РСТ №9613669, F 15 В 11/064, 09.05.96).

Недостатком данного устройства является его достаточно сложная конструкция.

Из прототипа (авт. св. СССР №650537, А 01 В 63/10, 05.03.79. Бюл. №9) известна гидронавесная система трактора, содержащая гидроцилиндр, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак.

Однако указанная гидронавесная система не обеспечивает использование энергии веса рабочего оборудования при его опускании, что приводит к повышенному расходу энергии.

Изобретение решает задачу снижения энергозатрат и повышения надежности почвообрабатывающего агрегата.

Для решения этой задачи в рекуперативном гидроприводе почвообрабатывающего агрегата, включающем гидроцилиндр навесного механизма, сливную и напорную гидромагистрали, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак, согласно изобретению дополнительно содержит гидроцилиндр предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия, гидравлические амортизаторы ходовой части и подпружиненный мультипликатор давления, причем гидроцилиндр предохранительного механизма связан через один обратный клапан и дроссель с напорной гидромагистралью, сообщенной с гидроаккумулятором, а через другой обратный клапан - со сливной гидромагистралью, штоковые полости гидравлических амортизаторов через одну пару обратных клапанов, а заштоковые полости через дроссель и другую пару обратных клапанов соединены соответственно с напорной и сливной гидромагистралями, при этом полость подпружиненного мультипликатора давления со стороны большего диаметра поршня сообщена с заштоковой полостью гидроцилиндра навесного механизма, а полость со стороны меньшего диаметра через один обратный клапан сообщена с напорной и через другой - со сливной гидромагистралями.

Особенностью конструкции данного рекуперативного гидропривода почвообрабатывающего агрегата является наличие трех работающих независимо друг от друга систем рекуперации энергии: гидравлического предохранителя рабочих органов почвообрабатывающего орудия, ходовой части и навесного механизма трактора.

На чертеже изображена схема рекуперативного гидропривода почвообрабатывающего агрегата.

Рекуперативный гидропривод почвообрабатывающего агрегата состоит из рекуперативных систем 1, 2, 3, секции гидрораспределителя 4 и насосно-аккумуляторного узла 5. Рекуперативная система 1 ходовой части трактора включает гидравлические амортизаторы 6, дроссели 7 и обратные клапаны 8...11. Рекуперативная система 2 предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия включает гидроцилиндр 12, регулируемый дроссель 13, обратные клапаны 14 и 15. Рекуперативная система 3 навесного механизма трактора состоит из гидроцилиндра 16, подпружиненного мультипликатора давления 17 и обратных клапанов 18, 19. Секция гидрораспределителя 4 состоит из золотникового устройства 20, предохранительных клапанов 21, 22 и дросселя 23. Насосно-аккумуляторный узел 5 включает насос 24, гидробак 25, фильтр 26, обратный клапан 27 и гидроаккумулятор 28. Все системы гидропривода соединены между собой напорной 29 и сливной 30 гидромагистралями.

Работа рекуперативного гидропривода почвообрабатывающего агрегата основана на насосном эффекте и заключается в следующем. При движении почвообрабатывающего агрегата на лесных или сельскохозяйственных объектах трактор под действием своей массы и неровностей опорной поверхности испытывает вертикальные перемещения, вследствие чего поршни гидравлических амортизаторов 6 совершают возвратно-поступательные движения. При этом движение поршня вниз сопровождается вытеснением части рабочей жидкости из заштоковой полости амортизатора через дроссель 7 и обратный клапан 8 в напорную гидромагистраль 29, подзаряжая таким образом гидроаккумулятор 28. В это же время, за счет разряжения, штоковая полость амортизатора 6 заполняется рабочей жидкостью из гидробака 25 через сливную гидромагистраль 30 и обратный клапан 11. Аналогично, при движении поршня амортизатора 6 вверх, рабочая жидкость из штоковой полости вытесняется в гидроаккумулятор 28 через обратный клапан 10 и напорную гидромагистраль 29, а заштоковая полость за счет разряжения заполняется рабочей жидкостью из гидробака 25 через сливную гидромагистраль 30 и обратный клапан 9.

В случае встречи почвообрабатывающего орудия с препятствием срабатывает предохранительный механизм и стойка с рабочими органами отклоняется вверх относительно рамы орудия. При этом поршень гидроцилиндра 12 предохранительного механизма вытесняет рабочую жидкость из заштоковой полости через обратный клапан 14 и частично через регулируемый дроссель 13 в напорную гидромагистраль 29 и гидроаккумулятор 28. После преодоления препятствия рабочие органы возвращаются в исходное положение давлением рабочей жидкости в напорной гидромагистрали, поступающей в гидроцилиндр 12 через регулируемый дроссель 13. При резком возвращении рабочих органов в исходное положение под действием собственной массы в заштоковой полости гидроцилиндра 12 в начальный момент возможно образование разряжения рабочей жидкости. Для его устранения служит обратный клапан 15.

При движении почвообрабатывающего агрегата навесное почвообрабатывающее орудие в транспортном положении создает значительные по величине знакопеременные моменты относительно шарниров крепления к раме трактора звеньев навесного механизма, вызывая колебания орудия в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Снижение нагрузок на элементы конструкции навесного механизма и аккумулирование энергии в этом случае осуществляется с помощью подпружиненного мультипликатора давления 17 и обратных клапанов 18 и 19. При этом колебания орудия посредством звеньев навесного механизма передаются на поршень его гидроцилиндра 16, причем поршень, несмотря на запертые золотниковым устройством 20 обе полости гидроцилиндра, также совершает незначительные колебания. Величина этих колебаний предусмотрительно обеспечивается за счет подобранной жесткости пружины мультипликатора давления 17 и частично - сжимаемости рабочей жидкости в полостях и гибких рукавах гидроцилиндра 16 навесного механизма. При движении поршня гидроцилиндра 16 вниз рабочая жидкость из его заштоковой полости вытесняется в полость большего диаметра мультипликатора 17. Поршень и шток мультипликатора, преодолевая усилие предварительно поджатой пружины, также перемещаются вниз и вытесняют сжатую рабочую жидкость из полости меньшего диаметра мультипликатора через обратный клапан 18 и напорную гидромагистраль 29 в гидроаккумулятор 28. При движении поршня гидроцилиндра 16 вверх поршень и шток мультипликатора, под воздействием ранее сжатой пружины, перемещаются вверх. Образующееся при этом разряжение в полости меньшего диаметра мультипликатора 17 устраняется с помощью обратного клапана 19.

При переводе из транспортного положения в рабочее, навесное почвообрабатывающее орудие под действием своей массы опускается с некоторым ускорением вниз. В этот момент рабочая жидкость из заштоковой полости гидроцилиндра 16 навесного механизма трактора вытесняется как в сливную гидромагистраль через золотниковое устройство 20 гидрораспределителя 4, так и в полость большего диаметра мультипликатора 17. Как и в предыдущем случае, поршень и шток мультипликатора перемещаются вниз и вытесняют сжатую рабочую жидкость через обратный клапан 18 и напорную гидромагистраль 29 в гидроаккумулятор 28.

В процессе работы почвообрабатывающего агрегата защита рекуперативного гидропривода от превышения заданной величины давления, при полностью заряженном гидроаккумуляторе 28, осуществляется с помощью предохранительных клапанов 21, 22 и дросселя 23 гидрораспределителя 4.

Таким образом, рекуперативный гидропривод обеспечивает снижение энергозатрат почвообрабатывающего агрегата за счет аккумулирования с помощью гидравлических амортизаторов и возвращения в гидросистему агрегата непроизводительно теряемой при его работе на лесных или сельскохозяйственных объектах части энергии от вертикальных перемещений подрессоренной массы трактора, срабатывания гидравлического предохранительного механизма почвообрабатывающего орудия, а также за счет демпфирования рабочей жидкости в гидроцилиндре навесного механизма в транспортном положении орудия при движении трактора и при опускании навесного орудия в рабочее положение. Кроме этого, вследствие существенного снижения максимальных "пиковых" значений давлений в рекуперативном гидроприводе за счет использования в нем гидроаккумулятора, соответственно снижаются нагрузки на элементы кострукции при работе почвообрабатывающего агрегата и тем самым повышается его надежность.