ГИДРОСИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ МАШИНЫ
HYDRO-SYSTEM OF MOBILE MACHINE

Изобретение относится к дорожно-строительной технике и может быть использовано в гидросистемах, например, экскаваторов, кранов с гидравлическим приводом и других мобильных машинах, содержащих гидродвигатели, выполненные в виде гидроцилиндров и гидромоторов.
Известна гидросистема грузовой лебедки гидравлического крана, содержащая бак, насос подпитки, насос лебедки и гидродвигатель, выполненный в виде гидромотора (Беркман И.Л. и др. Одноковшовые экскаваторы и самоходные краны с гидравлическим приводом. М.: Машиностроение, 1971, с.208, рис.142).
Известна также гидросистема мобильной машины, содержащая бак, насос рабочего оборудования, напорная магистраль которого имеет возможность соединения посредством гидрораспределителя со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра рабочего оборудования, предохранительный клапан, клапан сливной магистрали, вход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра рабочего оборудования, а полость управления соединена со штоковой полостью гидроцилиндра рабочего оборудования. Гидросистема снабжена насосом подпитки, всасывающая магистраль которого соединена с баком, а напорная с всасывающей магистралью насоса рабочего оборудования. Последняя имеет возможность соединения через гидрораспределитель со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра [Патент РФ №2044841, МПК 6 E02F 9/22, 1995].
Недостатками указанных гидросистем является то, что избыточный поток рабочей жидкости от насоса подпитки сливается через клапан в гидробак, что приводит к потерям гидравлической энергии и дополнительному нагреву рабочей жидкости, неравномерность подачи рабочей жидкости насосом подпитки уменьшает заполнение рабочих камер насоса рабочего оборудования, что уменьшает подачу рабочей жидкости насосом рабочего оборудования.
Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение потерь гидравлической энергии, что ведет к уменьшению нагрева рабочей жидкости и увеличению подачи рабочей жидкости насосом.
Задача для решения технического результата достигается тем, что гидросистема мобильной машины, содержащая бак, насос рабочего оборудования, напорная магистраль которого имеет возможность соединения посредством гидрораспределителей со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра рабочего оборудования и гидромотором, предохранительный клапан, согласно изобретению снабжена аккумулятором подпитки, гидрораспределителем, клапаном управления и дросселем, при этом аккумулятор подпитки соединен со сливной магистралью, через предохранительный клапан с баком, со входом гидрораспределителя и через клапан управления соединен с полостью управления гидрораспределителя, а затем через дроссель с всасывающей магистралью насоса, которая соединена с выходом гидрораспределителя.
На чертеже представлена гидросистема мобильной машины.
Гидросистема содержит бак 1, насос 2 рабочего оборудования, гидрораспределители 3, 4, 5, гидродвигатели, выполненные в виде гидроцилиндра 6 и гидромотора 7, предохранительный клапан 8. Гидросистема также содержит аккумулятор 9 подпитки, гидрораспределитель 10, клапан управления 11 и дроссель 12. При этом аккумулятор 9 подпитки соединен со сливной магистралью 13, а через предохранительный клапан 8 с баком 1, со входом 14 гидрораспределителя 10, через клапан управления 11 соединен со входом 15 полости управления гидрораспределителя 10, а затем через дроссель 12 соединен с всасывающей магистралью 16 насоса 2, которая соединена с выходом 17 гидрораспределителя 10. Всасывающая магистраль 16 насоса 2 рабочего оборудования соединена с баком 1 через вход 18 и выход 17 гидрораспределителя 10. Напорная магистраль 19 насоса 2 соединена с входом 20 гидрораспределителя 3, выходы 21, 22, 23 которого соединены соответственно со сливной магистралью 13 и входами 24 и 25 гидрораспределителей 4, 5, выходы 26 и 27 последних соединены с полостями гидроцилиндра 6 и гидромотора 7 соответственно.
Гидросистема работает следующим образом. В исходном положении гидрораспределители 3, 4, 5 и 10 занимают положения, указанные на чертеже. Аккумулятор 9 подпитки разряжен. При работе гидросистемы рабочая жидкость из бака 1 через вход 18 и выход 17 гидрораспределителя 10 поступает во всасывающую магистраль 16, из которой поступает в насос 2, насос 2 подает рабочую жидкость в напорную магистраль 19. Из напорной магистрали 19 насоса 2 через выход 21 гидрораспределителя 3 рабочая жидкость поступает через сливную магистраль 13 в аккумулятор 9 подпитки, так как вход 14 гидрораспределителя 10 в исходном положении закрыт. При полной зарядке аккумулятора 9 происходит открытие клапана управления 11 и рабочая жидкость поступает на вход 15 полости управления гидрораспределителя 10 и через дроссель 12 во всасывающую магистраль 16, вследствие дросселирования жидкости через дроссель 12 давление жидкости в полости управления гидрораспределителя 10 растет и при достижения давления включения гидрораспределитель 10 переместится вниз, при этом рабочая жидкость из аккумулятора 9 через вход 14 гидрораспределителя 10 и его выход 17 подводится к насосу 2 через всасывающую магистраль 16. При этом давление на входе 15 полости управления гидрораспределителя 10 сравнивается через дроссель 12 с давлением во всасывающей магистрали 16 насоса 2.
Для включения гидромотора 7 производится одновременное перемещение гидрораспределителей 3 и 5. При этом включении гидрораспределителя 3 напорная магистраль 19 насоса 2 соединяется с выходом 23 гидрораспределителя 3, а сливная магистраль 13 - с выходом 22.
При перемещении гидрораспределителя 5, например, влево рабочая жидкость из напорной магистрали 19 насоса 2 через выход 23 гидрораспределителя 3, выходы 25 и 27 гидрораспределителя 5 подводится к гидромотору 7 и отводится от него через выходы 26 и 24 гидрораспределителя 5, выходы 22 и 21 гидрораспределителя 3, далее рабочая жидкость через сливную магистраль 13 поступает в аккумулятор 9 подпитки. В результате указанного гидромотор 7 начнет вращаться.
Утечки рабочей жидкости в гидросистеме компенсируются аккумулятором 9 подпитки, который подает рабочую жидкость во всасывающую магистраль 16 насоса 2. При перемещении гидрораспределителя 5 вправо гидросистема работает аналогичным образом, при этом гидрораспределитель 5 производит реверсирование потока рабочей жидкости, поступающей к гидромотору 7, в результате указанного гидромотор 7 начинает вращаться в противоположную сторону.
Для включения гидроцилиндра 6 производится одновременное перемещение гидрораспределителей 3 и 4. При перемещении гидрораспределителя 4 влево рабочая жидкость от напорной магистрали 19 насоса 2 через выходы 20, 23, 25 и 27 гидрораспределителей 3 и 4 соответственно поступает в штоковую полость гидроцилиндра 6. В результате указанного шток гидроцилиндра 6 начинает вдвигаться внутрь гидроцилиндра 6. При этом рабочая жидкость из поршневой полости последнего через выходы 26 и 24, 22 и 21 гидрораспределителей 4 и 3 соответственно поступает в аккумулятор 9 подпитки через сливную магистраль 13. Так как объем штоковой полости гидроцилиндра 6 меньше, чем объем его поршневой полости на величину объема штока, то от насоса 2 к гидроцилиндру 6 подводится рабочей жидкости меньше, чем возвращается из поршневой полости в сливную магистраль 13. Излишки рабочей жидкости отводятся в аккумулятор 9 подпитки, который обеспечивает постоянство потока рабочей жидкости во всасывающей 16 магистрали насоса 2.
Аккумулятор 9 подпитки в отличие от насоса подпитки компенсирует не только недостаток, но и излишек потока рабочей жидкости во всасывающей магистрали 16 насоса 2, разряжаясь или заряжаясь рабочей жидкостью, причем только когда это необходимо, а предохранительный клапан 8 открывается только тогда, когда шток гидроцилиндра 6 вдвигается внутрь при полностью заряженном аккумуляторе 9 подпитки. Все это позволяет уменьшить потери гидравлической энергии в предлагаемой гидросистеме.
При перемещении гидрораспределителя 4 вправо рабочая жидкость от напорной магистрали 19 насоса 2 через выходы 20 и 23, 25 и 26 гидрораспределителей 3 и 4 соответственно подводится к поршневой полости гидроцилиндра 6. В результате указанного шток гидроцилиндра 6 начнет выдвигаться из гидроцилиндра 6. При этом рабочая жидкость из штоковой полости последнего через выходы 27 и 24, 22 и 21 гидрораспределителей 4 и 3 соответственно поступает в аккумулятор 9 подпитки через сливную магистраль 13.
В рассматриваемом случае от насоса 2 к гидроцилиндру 6 поступает рабочей жидкости больше, чем возвращается от гидроцилиндра 6 в сливную магистраль 13. Недостаток рабочей жидкости компенсируется разрядкой аккумулятора 9 подпитки, таким образом, обеспечивается постоянство потока рабочей жидкости во всасывающей магистрали 16 насоса 2.
При полной разрядке аккумулятора 9 давление в полости управления гидрораспределителя 10 падает и при падении ниже величины давления выключения гидрораспределитель 10 перемещается в исходное положение под действием своей возвратной пружины, после чего происходит зарядка аккумулятора 9.
Таким образом, предлагаемая гидросистема мобильной машины позволяет уменьшить потери гидравлической энергии, что ведет к уменьшению нагрева рабочей жидкости и увеличению подачи рабочей жидкости насосом, кроме того, обеспечивается режим замкнутой циркуляции рабочей жидкости по гидросистеме с гидродвигателями разных типов (гидроцилиндра и гидромотора).