Уважаемый Fiat, когда речь заходит о таких тонкостях, как чувствительность аксиально-плунжерного насоса к давлению на входе, я не чувствую себя достаточно компетентным, чтобы высказывать свои суждения. Видимо, для оптимальной схемы рекуперации на экскаваторе нужны какие-то специальные гидромашины. Я, конечно, знаю принципиальное устройство современных гидродвигателей и насосов различных типов, но не более того. Тем не менее, полагаю, что гидромашины с нужными свойствами могут быть созданы, если их еще нет. Коль скоро существуют реверсивные гидромоторы, конструктивно не многим отличающиеся от насосов, почему бы не быть и насосам, допускающим одинаково высокие давления на входе и выходе. Экскаваторостроение, это достаточно крупносерийное производство, чтобы создание специальных гидромашин было экономически оправдано.

Чувствую, что Вас всерьез заинтересовала проблема. Моя преимущественная специализация – всевозможные механические трансмиссии. Поэтому изложу свои соображения по рекуперации вообще. Может быть, они будут Вам полезны для практического приложения к гидроприводу экскаватора, который является вашей профессиональной сферой.

Приведу пример хорошо знакомых мне машин (сам их проектирую), для которых применение рекуперации было бы крайне желательно, но реальные возможности принципиально ограничены. Это т.н. каротажные подъемники, представляющие собой большие лебедки, с намотанным на барабан грузонесущим кабелем длиной до 7 км. На этом кабеле в разведочные или эксплуатационные скважины опускаются геофизические приборы и другое оборудование. Основная нагрузка на привод лебедки – вес кабеля. Что в скважину опускается, то и поднимается из нее. Поэтому разница работы на подъем и на спуск близка к нулю. Как правило, лебедка установлена на автомобильном шасси, и при ее механическом или гидравлическом приводе, в качестве двигателя используется дизель шасси. При механическом приводе спуск производится «на тормозах», то есть практически вся кинетическая энергия груза идет на нагрев деталей тормозной системы. Длительность цикла спуска и подъема измеряется часами и реализуемая в этом цикле суммарная энергия очень велика. Поэтому, как ни заманчива идея аккумулирования энергии спуска, для ее последующего использования при подъеме, при механическом приводе она практически не реализуема, так как потребовался бы супермаховик и сверхсложная трансмиссия для его согласования с основным приводом.

Ничего не получается и с гидроприводом, так как здесь потребовался бы ГА огромного объема. Поэтому спуск производится в насосном режиме гидромотора лебедки, а контролируется либо тормозным режимом дизеля, на что тратится топливо, либо дросселированием, то есть превращением энергии груза в тепло.

Для этих машин существует и используется только одна возможность рекуперации – электропривод, питаемый от внешней сети. Этот вариант, при наличии этой самой внешней сети, всем хорош, кроме одного. Здесь экономится только электроэнергия (если не учитывать КПД, то, что потребляется из сети при подъеме, то и отдается в сеть при спуске). Правда, получить реальную экономию издержек можно только при практическом учете отдаваемой в сеть энергии. Главный недостаток, - здесь нет никакой экономии требуемой установленной мощности и никакого снижения нагрузок на элементы привода. И в двигательном и в генераторном режиме двигатель должен иметь такую же большую мощность, а элементы привода испытывают те же большие нагрузки, какие имеют место и при отсутствии схемы рекуперации.

А гидравлический экскаватор, это как раз та машина, у которой принципиальные возможности и выгоды рекуперации гораздо шире.

Общие предпосылки:

- Постоянная поднимаемая и опускаемая масса (рабочее оборудование) достаточно велика по сравнению с полезной нагрузкой при подъеме (грунт в ковше), что предопределяет значительную экономию топлива при рекуперации энергии постоянной массы (Это же относится к приводу поворота платформы).

- Длительность рабочего цикла достаточно мала и реализуемая в одном цикле суммарная энергия относительно невелика, что предопределяет возможность аккумулирования энергии с помощью ГА относительно небольшой емкости.

- Нагрузка на дизель машины в течение цикла крайне неравномерна, что предопределяет возможность существенного снижения его мощности, в случае использования ГА не только для рекуперации энергии постоянной массы, но и для выравнивания нагрузки на дизель в течение цикла.



На мой взгляд, эти предпосылки делают задачу создания для экскаватора оптимальной схемы рекуперации очень актуальной. А трудности, связанные с отсутствием в настоящее время каких-то специальных компонентов, не принципиальны.

Мне кажется, следует идти по пути, по которому идут конструкторы современных автомобилей. Они сейчас используют на одной машине множество микропроцессоров, отслеживающих массу параметров. Там, кстати, можно найти и пригодные для экскаватора комплектующие элементной базы. Например, на современном автомобиле различными датчиками измеряются давления жидкостей и газов в самом широком диапазоне (от атмосферного давления во впускном тракте до давления свыше 1000 атмосфер в системе впрыска дизелей). Есть датчики угловых перемещений, линейных и угловых ускорений и т.п. Есть и всевозможные исполнительные устройства всякого рода сервоприводов. Автомобилестроители сегодня уже сумели роботизировать механическую трансмиссию (автоматическое управление переключением передач в обычной механической коробке и включение и выключение обычного механического сцепления, - правда, не очень понятно кому это надо). Характерно, что столь сложная инженерная задача решена на автомобиле с помощью гидроблоков с электронной автоматикой.

Полагаю, что изучение и использование такого опыта из смежной отрасли машиностроения помогло бы найти оптимальное решение задачи. И здесь карты в руки таким специалистам как Вы, уважаемый Fiat. Естественно, с привлечением специалистов по электронной автоматике.