RU2719795C1

RU2719795C1 - Scraper control system

Info

Publication number: RU2719795C1
Application number: RU2019116944A
Authority: RU
Inventors: Вадим Дмитриевич Глебов
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-04-23

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to construction and road machines, namely to double-motor self-propelled scrapers, and enables to reduce power consumption with simultaneous simplification of scraper engine operation mode synchronization system. Scraper control system comprises hydraulic pumps with drives from front and rear engines, respectively. Pressure hydraulic lines of hydraulic pumps are communicated via controlled hydro-throttles with hydraulic cylinder cavities, rod of which is connected with rear engine fuel pump lever. At increase of, for example, hydraulic pump rotation frequency in case of external load reduction value of pressure in cavity increases and exceeds value of pressure in cavity. As a result, the piston moves to the right and turns the lever towards increase of fuel supply to the rear engine, drive of the hydraulic pump, till the hydraulic pumps rotation speed is equalized.EFFECT: technical result consists in reduction of energy consumption, simplification of design and improvement of reliability of two-motor scraper control system.1 cl

Description

Изобретение относится к области строительных и дорожных машин, а именно к скреперам с двумя двигателями.The invention relates to the field of construction and road vehicles, namely to scrapers with two engines.

Известен скрепер, содержащий передний и задний двигатели (Васильев А.А. Дорожные машины. М. Машиностроение, 1979, с. 115, рис. 220). Недостаток известного скрепера заключается в отсутствии устройства синхронизирующего работу двух двигателей. Это ведет к увеличению энергозатрат на буксование движителей, увеличивает продолжительность рабочего цикла и в конечном итоге снижает производительность.Known scraper containing front and rear engines (Vasiliev A.A. Road vehicles. M. Engineering, 1979, S. 115, Fig. 220). A disadvantage of the known scraper is the lack of a device that synchronizes the operation of two engines. This leads to an increase in energy consumption for slipping propulsion, increases the duration of the duty cycle and ultimately reduces productivity.

Известно второе устройство, в виде системы управления двухмоторного скрепера,включающее гидронасос с приводом от переднего двигателя и гидронасос с приводом от заднего двигателя, рычаг подачи топливного насоса последнего соединен со штоком гидроцилиндра, а в напорных гидролиниях гидронасосов установлены регулируемые гидродроссели (SU а.с. 1754851, E02F 3/64, 9/22).A second device is known, in the form of a twin-engine scraper control system, comprising a hydraulic pump driven by the front engine and a hydraulic pump driven by the rear engine, the fuel pump supply lever of the latter is connected to the hydraulic cylinder rod, and adjustable hydraulic throttles are installed in the pressure hydraulic lines of the hydraulic pumps (SU a.s. 1754851, E02F 3/64, 9/22).

Известное устройство обеспечивает синхронизацию работы двух двигателей на двухмоторном самоходном скрепере, что улучшает тягово-сцепные свойства и способствует повышению производительности. Однако и это известное устройство имеет недостатки, одним из которых является его сложность, связанная с использованием дополнительного трехпозиционного гидрораспределителя с гидравлическим управлением и гидроклапана с логической функцией ИЛИ. Это снижает надежность системы управления. Кроме того, при переключениях золотников гидрораспределителей управления рабочим оборудованием скрепера возникают явления гидравлического удара, а это при небольшой внешней нагрузке на шток гидроцилиндра от рычага топливного насоса вызывает его резкое движение и изменение подачи топлива, что увеличивает его расход и отрицательно сказывается на режиме работы двигателя. Необходимо также отметить, что постоянное дросселирование рабочей жидкости через регулируемые гидродроссели, включенные в напорные гидролинии соединяющие их с гидробаком, увеличивает бесполезные затраты энергии.The known device provides synchronization of the operation of two engines on a twin-engine self-propelled scraper, which improves traction and coupling properties and helps to increase productivity. However, this known device also has drawbacks, one of which is its complexity associated with the use of an additional three-position valve with hydraulic control and a hydraulic valve with a logical function OR. This reduces the reliability of the control system. In addition, when switching the control valve slide valves of the scraper’s working equipment, a hydraulic shock phenomenon occurs, and this, with a small external load on the hydraulic cylinder rod from the fuel pump lever, causes a sharp movement and a change in fuel supply, which increases its consumption and adversely affects the engine operating mode. It should also be noted that the constant throttling of the working fluid through the adjustable hydraulic throttles included in the pressure hydraulic lines connecting them to the hydraulic tank increases the useless energy consumption.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат энергии, упрощение конструкции и повышение надежности системы управления двухмоторного скрепера. Указанный технический результат достигается тем, что система управления скрепера, содержащая гидронасос с приводом от переднего двигателя и гидронасос с приводом от заднего двигателя, рычаг подачи топливного насоса последнего шарнирно соединен со штоком гидроцилиндра, причем гидроцилиндр выполнен двухштоковым с равными площадями полостей и одна его полость сообщена через регулируемый гидродроссель с напорной гидролинией гидронасоса с приводом от переднего двигателя, а вторая полость сообщена через второй регулируемый гидродроссель с напорной гидролинией гидронасоса с приводом от заднего двигателя.The objective of the invention is to reduce energy costs, simplify the design and increase the reliability of the control system of a twin-engine scraper. The specified technical result is achieved in that the scraper control system comprising a hydraulic pump driven by the front engine and a hydraulic pump driven by the rear engine, the fuel pump supply lever of the latter is pivotally connected to the hydraulic cylinder rod, moreover, the hydraulic cylinder is double-shaft with equal cavity areas and one cavity is communicated through an adjustable hydraulic throttle with a pressure pump hydraulic line driven by the front engine, and the second cavity is communicated through a second adjustable hydraulic throttle l with pressure head hydraulic pump driven by the rear engine.

Предлагаемая система управления скрепера существенно проще прототипа и соответственно надежнее. Регулируемые гидродроссели, включенные в гидролинии соединяющие гидронасосы с полостями гидроцилиндра управляющего топливным насосом, выполняют функции фильтров и не пропускают кратковременные скачки давления рабочей жидкости, возникающие при включении золотников гидрораспределителей приводов рабочего оборудования. Это предотвращает не нужные и вредные движения рычага подачи топливного насоса и снижает расход топлива, уменьшая затраты энергии. Выполнение гидроцилиндра привода подачи топливного насоса двухштоковым обеспечивает равенство площадей его полостей и позволяет обойтись без гидролиний, соединяющих гидронасосы с гидробаком с постоянным сливом рабочей жидкости и бесполезной потерей энергии.The proposed control system of the scraper is much simpler than the prototype and, accordingly, more reliable. Adjustable hydraulic throttles included in the hydraulic lines connecting the hydraulic pumps to the cavities of the hydraulic cylinder controlling the fuel pump perform the functions of filters and do not miss the short-term surges in the working fluid pressure that occur when the control valves of the operating equipment drives are turned on. This prevents unnecessary and harmful movements of the fuel pump supply lever and reduces fuel consumption, reducing energy costs. The execution of the hydraulic cylinder for supplying the fuel pump with a two-piece pump ensures equal areas of its cavities and eliminates the need for hydraulic lines connecting the hydraulic pumps to the hydraulic tank with a constant discharge of the working fluid and useless loss of energy.

На фиг. 1 изображен двухмоторный скрепер и схема системы управления.In FIG. 1 shows a twin-engine scraper and a control system diagram.

Скрепер 1 содержит передний двигатель 2 и задний 3, с которыми кинематически соединены гидронасосы 4 и 5 соответственно. Напорные гидролинии гидронасосов, через регулируемые гидродроссели 6 и 7, сообщены с полостями 8 и 9 двухштокового гидроцилиндра 10. Площади полостей гидроцилиндра 10 одинаковы, а шток шарнирно соединен с рычагом 11 подачи топлива топливного насоса 12 заднего двигателя 3.The scraper 1 contains a front engine 2 and a rear 3, to which the hydraulic pumps 4 and 5 are kinematically connected. The pressure hydraulic lines of the hydraulic pumps, through the adjustable hydraulic chokes 6 and 7, are connected to the cavities 8 and 9 of the two-rod hydraulic cylinder 10. The areas of the hydraulic cylinder 10 cavities are the same, and the rod is pivotally connected to the fuel supply lever 11 of the fuel pump 12 of the rear engine 3.

Система управления скрепера действует следующим образом.The control system of the scraper operates as follows.

При равенстве частот вращения гидронасосов 4 и 5, приводимых передним и задним двигателями, давление в напорных гидролиниях и соответственно в полстях 8 и 9 гидроцилиндра 10 будет одинаковым по величине. Поршень со штоками и соединенный со штоком рычаг 11 подачи топлива топливного насоса 12 остаются неподвижными. В случае, например, увеличения частоты вращения гидронасоса 4, в результате уменьшения внешней нагрузки или изменения положения рычага подачи топлива, величина давления рабочей жидкости в полости 8 гидроцилиндра 10 возрастает и превышает величину давления в полости 9. Поэтому поршень и шток перемещаются вправо и поворачивают рычаг 11 в сторону увеличения подачи топлива в двигатель 3, являющийся приводом гидронасоса 5. Подача топлива увеличивается до тех пор, пока частоты вращения валов двигателей, привода гидронасосов 4 и 5 не выравниваются.If the rotation frequencies of the hydraulic pumps 4 and 5 driven by the front and rear engines are equal, the pressure in the pressure hydraulic lines and, accordingly, in the cavities 8 and 9 of the hydraulic cylinder 10 will be the same in magnitude. The piston with rods and the lever 11 for supplying fuel to the fuel pump 12 connected to the rod remain stationary. In the case of, for example, an increase in the speed of the hydraulic pump 4 due to a decrease in the external load or a change in the position of the fuel supply lever, the pressure of the working fluid in the cavity 8 of the hydraulic cylinder 10 increases and exceeds the pressure in the cavity 9. Therefore, the piston and rod move to the right and turn the lever 11 in the direction of increasing the fuel supply to the engine 3, which is the drive of the hydraulic pump 5. The fuel supply increases until the rotational speeds of the motor shafts, the drive of the hydraulic pumps 4 and 5 are aligned.

При уменьшении частоты вращения гидронасоса 4 система управления работает аналогично и пояснений не требует. Синхронизация частот вращения валов переднего и заднего двигателей и соответственно ведущих мостов скрепера улучшает тягово-сцепные свойства, уменьшает буксование движителей и связанные с этим потери энергии.When reducing the speed of the hydraulic pump 4, the control system works similarly and requires no explanation. The synchronization of the rotational speeds of the shafts of the front and rear engines and, accordingly, the driving axles of the scraper improves the traction and coupling properties, reduces the slipping of propulsors and the associated energy loss.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает снижение затрат энергии с одновременным упрощением устройства системы управления, осуществляющей синхронизацию работы двух двигателей скрепера.Thus, the proposed solution provides a reduction in energy costs while simplifying the design of a control system that synchronizes the operation of two scraper engines.

Claims

The control system of the scraper, comprising a hydraulic pump driven by the front engine and a hydraulic pump driven by the rear engine, the fuel pump supply lever of the latter is pivotally connected to the hydraulic cylinder rod, characterized in that the hydraulic cylinder is made of a two-cylinder cylinder with equal cavities and one cavity is communicated through an adjustable hydraulic throttle with the pressure head hydraulic line of the hydraulic pump driven by the front engine, and the second cavity is communicated through a second adjustable hydraulic throttle with the pressure head hydraulic line of the hydraulic pump with driven by the rear engine.