CS252959B1 - Zapojenie hydraulického obvodu automatické] hydrostatické] převodovky pre rekuperáciu energie - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká zapojenia hydraulického obvodu automatickej hydrostaíickej převodovky s reguláciou na konštantný přenášený výkon, zabudovanej v pohone pojazdu mobilného stroja a umožňuje rekuperáciu energie pri brzdění, kedy dochádza k pre- mene kinetickej energie stroja na tlaková, ktorá sa za účelom zvýšenia celkovej ener- getickej účinnosti stroja akumuluje pro- stredníctvom sústavy vzájomne přepojených hydraulických rozvádzačov, tlakových ven- tilov a jednosměrných ventilov vo vysoko- tlakovom hydraulicko-prieumatickom akumulátore, z ktorého sa spatné do obvodu o- doberá pri rozběhu stroja cez mechanicky ovládaný servorozvádzač. Objem kvapaliny vytekajúci z obvodu do vysokotlakového hydraulicko-pneumatického akumulátora sa doplňuje z nízkotlakového hydraulicko- pneumatického akumulátora cez doplňovací obvod. Zapojenie je vhodné najma pre mobilně stroje s neustále sa meniacim sme- rom jazdy, ako sú napr. nakladače a vyso- kozdvíhacie vozíky.

Description

Vynález rieši zapojenie hydraulického obvodu automatické] hydrostatické] převodovky s reguláciou na konštantný prenášaný výkon, zabudovanej v pohone pojazdu mobilného stroja, ktoré umožňuje rekuperáciu energie pri brzdění.

Súčasne mobilně stroje, ktoré majú v pohone pojazdu zabudovaná hydrostatickú převodovku s automatickou mechanicko-hydraulickou výkonovou reguláciou, neumožňujú rekuperáciu energie pri brzdění stroja, kedy sa celá kinetická energie mění najskor na tlakovú energiu a tá ďalej na teplo, čo zároveň zvyšuje nároky na výkon chladiacej sústavy u strojov, ako sú například nakladače a vysokozdvíhacie vozíky, u ktorých charakter činnosti představuje neustáíu změnu směru jazdy (vpřed, vzad) na krátkých úsekoch.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie hydraulického obvodu automatickej hydrostatickej převodovky pre rekuperáciu energie, pozostávajúce minimálně z jedného prvého bloku regulačného hydrogenerátora, v ktorom je ako súčasť doplňovacieho obvodu zaradený třetí jednosměrný ventil, ktorého výstup je napojený na prvé vysokotlakové vedenie a štvrtý jednosměrný ventil, ktorého výstup je napojený na druhé vysokotlakové vedenie, pričom prvý blok je mechanicky spojený s pohonným motorom a hydraulicky spojený s prvým hydraulickým rozvádzačom, ako aj so vstupmi škrtiaceho ventila a prvého servorozvádzača, ktorých výstupy sú napojené na prvý hydraulický rozvádzač a na nádrž, na ktorú je napojený tiež prvý blok přepojený ďalej prvým a druhým vysokotlakovým vedením minimálně s jedným hydromotorom, ako aj s druhým hydraulickým rozvádzačom, ktorého výstup je napojený cez piaty tlakový ventil na deviate nízkotlakové vedenie přepojené s prvým blokom, pričom na deviate nízkotlakové vedenie je napojený tiež hydromotor, ako aj druhý blok ventilov pozostávajúci z tlakových ventilov, popřípadě z kombinácie tlakových a jednosměrných ventíov, napojený tiež na prvé a druhé vysokotlaké vedenie podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že na prvé a druhé vysokotlaké vedenie sú cez třetí a štvrtý hydraulický rozvádzač napojené výstupy piateho hydraulického rozvádzača, ktorého ovládacie časti sú elektricky přepojené s ovládacími časťami prvého hydraulického rozvádzača a ktorého vstup je cez prvý jednosměrný ventil napojený na druhý blok ventilov, na ktorý je cez druhý servorozvádzač a paralelné připojený druhý jednosměrný ventil napojený vysokotlakový hydraulicko-pneumatický akumulátor, pričom ovládacia časť druhého servorozvádzača je pomocou mechanickej vazby přepojená s ovládacou častou prvého servorozvádzača. Na vstupy tretieho a štvrtého jednosměrného ventila je napojený nízkotlakový hydraulicko-pneumatický akumulátor.

Výhodou zapojenia hydraulického obvodu automatickej hydrostatickej převodovky pre rekuperáciu energie podlá vynálezu je, že pri brzdění stroja, keď sa celá kinetická energia premení na tlakovú, akumuluje sa převážná časť tlakovej energie v hydraulicko-pneumatickom akumulátore, odkial sa v ďalšej fáze činnosti rozběhu odoberá, čím sa zvýši energetická účinnost pohonu a znížia nároky na výkon chladiacej súpravy, pri súčasnom znížení spotřeby, pohonných hmot.

Na výkrese je schematicky znázorněný příklad zapojenia hydraulického obvodu automatickej hydrostatickej převodovky pre rekuperáciu energie podlá vynálezu.

Zapojenie hydraulického obvodu automatické] hydrostatickej převodovky pre rekuperáciu energie pozostáva z jedného prvého bloku 1 regulačného hydrogenerátora 11 mechanicky spojeného s pohonným motorom 2 a hydraulicky spojeného jednak prvým, druhým a třetím nízkotlakovým vedením 91, 92, 93 s nádržou 3, jednak platyni a šiestym nízkotlakovým vedením 95, 96 s prvým hydraulickým rozvádzačom 51 a tiež štvrtým nízkotlakovým vedením 94 s nízkotlakovým hydraulicko-pneumatickým akumulátorom 4. Štvrté nízkotlakové vedenie 94 je napojené na vstupy tretieho a štvrtého jednosměrného ventila 12, 13, ktoré sú súčasťou doplňovacieho obvodu prvého bloku 1. Výstup tretieho jednosměrného ventila 12 je napojený na prvé vysokotlakové vedenie 81 a výstup štvrtého jednosměrného ventila 13 je napojený na druhé vysokotlakové vedenie 82. Prvý blok 1 je ďalej spojený siedmym nízkotlakovým vedením 97 súčasne s prvým hydraulickým rozvádzačom 51 a vstupmi škrtiaceho ventila 52 a prvého servorozvádzača 53, ktorých výstupy sú vzájomne přepojené osmým nízkotlakovým vedením 98 jednak s prvým hydraulickým rozvádzačom 51 a jednak s nádržou 3. Prvým vysokotlakovým vedením 81 je prvý blok 1 spojený s hydromotorom 61, s prvým vstupom i prvou riadiacou časťou druhého hydraulického rozvádzača 62, výstupom i prvou riadiacou časťou tretieho hydraulického rozvádzača 71, druhou riadiacou časťou štvrtého hydraulického rozvádzača 72, vstupom prvého tlakového ventila 83 a výstupom druhého tlakového ventila 64. Druhým vysokotlakovým vedením 82 je prvý blok 1 spojený s hydromotorom 61, druhým vstupom i druhou riadiacou časťou druhého hydraulického rozvádzača 62, druhou riadiacou častou tretieho hydraulického rozvádzača 71, výstupom i prvou riadiacou časťou štvrtého hydraulického rozvádzača 72, výstupom tretieho tlakového ventila ,65 a vstupom štvrtého tlakového ventila 66. Deviatym nízkotlakovým vedením 99 je prvý blok 1 spojený s hydromotorom 61, s výstupom piateho tlakového ventila 67, ktorého vstup je desiatym nízkotlakovým vede5 ním 910 napojený na výstup druhého hydraulického rozvádzača 62, s druhým výstupom prvého tlakového ventila 63 a s druhým výstupom štvrtého tlakového ventila 66. Prvý výstup prvého tlakového ventila 63 a prvý výstup štvrtého tlakového ventila B8 sú vzájomne přepojené třetím vysokotlakovým vedením 83, ktorým sú súčasne spojené so vstupmi druhého a tretieho tlakového ventila 64, 65, vstupmi prvého a druhého jednosměrného ventila 74, 75 a výstupom druhého servorozvádzača 76, ktorého vstup je štvrtým vysokotlakovým vedením 84 spojený jednak s výstupom druhého jednosměrného ventila 75 a jednak s vysokotlakovým hydraulicko-pneumatickým akumulátorom 77. Prvý, druhý, třetí a štvrtý tlakový ventil 63, 64, 65, 66 vytvárajú druhý blok 8 ventilov, ktorý može byť alternativně vytvořený tiež kombináciou tlakových a jednosměrných ventilov. Výstup prvého jednosměrného ventila 74 je piatym vysokotlakovým vedením 85 napojený na vstup piateho hydraulického rozvádzača 73, ktorého prvý výstup je šiestym vysokotlakovým vedením SE napojený na vstup štvrtého hydraulického rozvádzača 72 a druhý výstup siedmym vysokotlakovým vedením 87 na vstup tretieho hydraulického rozvádzača 71. Ovládacie časti prvého a druhého servorozvádzača 53, 76 sú navzájom spojené mechanickou vazbou 10. Prvým elektrickým vedením 101 sú vzájomne přepojené prvé ovládacie cievky prvého a piateho hydraulického rozvádzača 51, 73 a druhým elektrickým vedením 102 sú vzájomne přepojené druhé ovládacie cievky prvého a piateho hydraulického roz vádzača 51, 73.

Počas jazdy mobilného stroja vpřed je zapnutá prvá ovládacia cievka prvého hydraulického rozvádzača 51 a prvá ovládacia cievka piateho hydraulického rozvádzača 73, Tým sú tieto rozvádzače přestavené do poloh, v ktorých je siedme nízkotlakové vedonie 97 spojené so šiestym nízkotlakovým vedením 9S a prvé. vysokotlakové vedenie 01 cez třetí hydraulický rozvádzač 71 a siedme vysokotlakové vedenie 87 s piatym vysokotlakovým vedením 85. Vysoký tlak je v prvom vysokotlakovom vedení 01, do ktoréhó regulačný hydrogenerátor 11 dodává prietok závislý od jeho otáčok a geometrického objemu, úměrnému tlakovému spádu na škrtiacom ventile 52 a tlaku v prvom vysokotlakovom vedení 81. V druhom vysokoťakovom vedení 82 je nízký tlak. Vo vysokotlakovom hydraulicko-pneumatickom akumulátore 77 je tlak nižší alebo maximálně rovnajúci sa tlaku v prvom vysokotlakovom vedení 81. V nizkotlakovom hydraulicko-pneumatickom akumulátore 4 je rovnaký tlak ako v druhom vysokotlakovom vedení 82. Pri intenzívnom brzdění, ktoré sa riadi velkosťou stlačenia pedálu prvého servorozvádzača 53, sú vplyvom zotrvačných sil '6 stroja otáčky hydromotora 61 váčšie ako zodpovedajú prietoku od regulačného hydrogenerátora 11, v dós edku čoho pracuje hydromotor 81 v generátorickom režime a regulačný hydrogenerátor 11 v motorickom režime. V prvom vysokotlakovom vedení 81 poklesne tlak až na hodnotu tlaku v nízkotlakovom hydraulicko-pneumatickom akumulátore 4 a v druhom vysokotlakovom vedení 82 stúpne tlak až na hodnotu danú nastavením štvrtého tlakového ventila 66. Súčasne dojde k prestaveniu tretieho hydraulického rozvádzača 71 do polohy, v ktorej je přerušené spojenie medzi prvým a siedmym vysokotlakovým vedením 81, 87. Kvapalina pretekajúca cez štvrtý tlakový ventil í»8 prňdi třetím vysokot akovým vedením 83 cez druhý jednosměrný ventil 73 a štvrté vysoktlakové vedenie 84 do vysokotlakového hydraulicko-pneumatického akumulátora 77 až do okamžiku zastavenia stroja, resp. po naplnenie akumulátora 77 na tlak daný nastavením druhého tlakového ventila 64, ktoré je zhodné s nastavením štvrtého tlakového ventila 66. Po naplnění vysokotlako vého hydraulicko-pneumatického akumulátora 77 prúdi prebytočná kvapalina cez druhý tlakový ventil 64 do prvého vysokoťakového vedenia 81 až po úplné zastavenie stroja, resp. prerušenie brzdenia uvolnením pedálu prvého servorozvádzača 53. Doplňovanie kvapaliny do prvého vysokotlakovébo vedenia 81 počas prudenia kvapaliny z druhého vysokotlakového vedenia 82 do vysokotlakového hydraulicko-pneumatického akumulátora 77 sa uskutočňuje z nízkotlakového hydraulicko-pneumatického akumulátora 4. Pokia! stroj stojí, vypíná obsluha ovládacie cievky prvého a piateho hydraulického rozvádzača 51, 73. Rozběh stroja vpřed prebieha tak, že obsluha stlačí pedále prvého a druhého servorozvádzača 53, 76, spojené mechanickou vazbou 10, zapne prvé ovládacie cievky hydraulických rozvádzačov 51, 73 a plynule uvolňuje stlačené pedále. Týmto dojde k regulovanému prietoku kvapaliny do prvého vysokotlakového vedenia 81 jednak z regulačného hydrogenerátora 11 a jednak s vysokotlakového hydraulicko-pneumatického akumulátora 77. Prietok od regulačného hydrogenerátora 11 přitom závisí od jeho okamžitého geometrického objemu a otáčok, prietok z vysokotlakového hydraulicko-pneumatického akumulátora 77 od tlakového spádu medzi ním a prvým vysokotlakovým vedením 81. Po dosiahnutí ustálenej rýchlosti stroja sa prietok z akumulátora 77 preruší vyrovnáním tlakov v prvom a štvrtom vysoktlakovom vedení 81, 84. Pokia! by nebol akumulátor 77 nabitý na dostatočný tlak, dochádza k rozběhu len prietokom od regulačného hydrogenerátora 11. Ak sa rozběh uskutečňuje pri maximálnom tlaku danom nastavením prvého tlakového ventilu 63, pričom časť prietoku tečie cez něho, uskutočňuje sa zároveň i plnenie akumulátora 77. Funk-

Claims (2)

1. Zapojenie hydraulického obvodu automatickej hydrostatické] převodovky pre rekuperáciu energie, pozostávajúceho minimálně z jedného prvého bloku regulačného hydrogenerátora, v ktorom je ako súčasť doplňovacieho obvodu zaradený třetí jednosměrný ventil, ktorého výstup je napojený na prvé vysokotlakové vedenie a štvrtý jednosměrný venti', ktorého výstup je napojený na druhé vysokotlakové vedenie, pričom prvý blok je mechanicky spojený s pohonným motorom a hydraulicky spojený s prvým hydraulickým rozvádzačom ako aj so vstupmi škrtiaceho ventila a prvého servorozvádzača, ktorých výstupy sú napojené na prvý hydraulický rozvádzač a na nádrž, na ktorú je napojený tiež prvý blok přepojený ďalej prvým a druhým vysokotlakovým vedením minimálně s jedným hydromotorom ako aj s druhým hydraulickým rozvádzačom, ktorého výstup je napojený cez piatý tlakový ventil na deviate nízkotlakové vedenie přepojené s prvým blokom, pričom na deviate nízkotlakové vedenie je napojený tiež hydromotor ako aj druhý blok ventilov pozostávajúci z tlakových ventilov, poprícia zapojenia pre činnost v opačnom smere je obdobná.

VYNALEZU páde z kombinácie tlakových a jednosměrných ventilov, napojený tiež na prvé a druhé vysokotlakové vedenie, vyznačujúce sa tým, že na prvé a druhé vysokotlakové vedenie (81, 82) sú cez třetí a štvrtý hydraulický rozvádzač (71, 72) napojené výstupy piateho hydraulického rozvádzáčá (73), ktorého ovládacie časti sú električky přepojené s ovládacími časťami prvého hydraulického rozvádzača (51) a ktorého vstup je cez prvý jednosměrný ventil (74) napojený na druhý blok (6) ventilov, na ktorý je cez druhý servorozvádzač (76) a paralelné připojený druhý jednosměrný ventil (75) napojený vysokotlakový hydraulicko-pneumátický akumulátor (77), pričom ovládUclá časť druhého servorozvádzáča (76) je pomocou mechanickej vazby (10) prepůjehá s ovládacou častou prvého servorozvádzačá (53).

2. Zapojenie podl'a bodu 1 vyznačujúce šá tým, že na vstupy tretieho a štvrtého jednosměrného ventila (12, 13] je napojený nížkotlakový hydraulicko-pneumatický akumulátor (4).