Вернуться   Форум Экскаватор РУ > Разное > Форум конструкторов. Проектирование новых узлов и машин
Забыли пароль? Регистрация
Ответить
Опции темы
Поиск в этой теме

Расширенный поиск
  #1  
Старый 20.09.2006, 14:27
dopd
Guest
Сообщений: n/a
Наразрешимая задача? Рекуперативный привод гидравлического экскаватора

Лет тридцать назад все ведущие мировые фирмы попытались создать рекуперативный привод гидравлического экскаватора и никому, насколько знаю, это не удалось. И у нас кое-что в этом направлении делалось. В Коврове, кажется, даже сделали пару работающих машин, но дальше дело не пошло.
А ведь очень заманчиво иметь такой привод. Посмотрите какая масса железа в каждом цикле поднимается двигателем, а опускается "бесплатно". Вернее, вся потенциальная энергия поднятого рабочего оборудования при его опускании уходит на нагрев рабочей жидкости. Примерно то же происходит и при каждом повороте платформы, который практическии состоит из разгона и торможения.
Неужели есть какой-то принципиально непреодолимый барьер?
Во всех известных мне схемах рекуперативного привода, гидроаккумулятор заряжется и разряжается "параллельно" по отношению к насосу. Может быть, в этом и состоит причина неудач? Ведь когда на экскаваторе стоит практически не контролируемый "параллельный" накопитель и источник энергии, каковым является гидроаккумулятор, он привносит много проблем. А если его включать последовательно с насосом? То есть, при опускании, например, стрелы ее цилиндры соединять со входом насоса, а гидроаккумулятор - с его выходом. А при последующем подъеме аккумулятор соединять со входом насоса, а его выход с цилиндрами. Тогда зарядка и разрядка гироаккумулятора будут контролируемыми и, вроде бы, все должно работать нормально.
Что касется механизма поворота платформы, не берусь что-либо советовать, но всречалась мне очень остроумная запатентованная схема (теперь уже не помню чья, но помню, что советская). В свое время пытался понять, что в ней такого, из-за чего она не пошла в практику, и ничего не нашел. Должна она нормально работать.
Со времени упомянутых попыток появилась масса новых средств автоматики и может быть стоит современным гидроприводчикам повторить попытку предшественников? По моему, это хорошая задача для молодых и амбициозных специалистов.
А то ведь, может статься, по мере роста цен на энергоносители, гидравлические экскаваторы уйдут с рынка и уступят место машинам с обновленным механическим (канатным) приводом. Силовое электроснабжение сейчас выглядит совсем не так, как тридцать лет назад. А у механического привода с электродвигателем приниципиальных проблем по части рекуперации энергии, кажется, нет.

Ответить с цитированием
  #2  
Старый 20.09.2006, 22:59
Постоялец
Сообщений: 149
нет неразрешимых задач

Прежде чем браться за эту задачу нужно посчитать что мы затрачиваем и что выигрываем. Затраты: достаточно большого объема гидроаккумулятор. Распределитель или большого сечения обратный клапан на всасывающую линию чтобы отсечь бак при разрядке. Я очень не люблю усложненную линию всасывания.Дополнительные устройства переброса потоков и дополнительные рукава высокого давления.Если надежность каждого элемента 0;99 то N элементов дадут надежность 0.99 в степени N что немного. Давайте подсчитаем сколько энергии есть в весе металлоконструкции и в инерции платформы. Сколько энергии мы потеряем в искуственно созданых гидравлических сопротивлениях. Сколько солярки сэкономим и когда экономия перекроет дополнительные затраты и дополнительные простои от усложненных агрегатов.Я промолчу о механике который потеряет доступ к основным узлам. На чертежах будет смотреться замечательно на экскаваторе страшно представить

Ответить с цитированием
  #3  
Старый 21.09.2006, 08:32
dopd
Guest
Сообщений: n/a
Так это же замечательно, что нет неразрешимых задач!

Естественно, что надо сначала считать, а затем за что-то браться. И считали!. Выходило, что мощность установленного на машине дизеля можно снизить процентов на 30. Что, видимо, перекроет затраты на такое простое устройство, как гидроаккумулятор, и что там еще для него нужно. Экономия на дизтопливе должна быть того же порядка.
Что до надежности 0,99 в степени N, то давайте сравним гидросхему первых экскаваторов и современных. Чего только сейчас на этой машине нет, о чем в начале и не думали. Чего стоит одна только система сервопривода гидрораспределителей, которые когда-то управлялись рычагами напрямую машинистом. Какие мизерные проценты эффективности ловятся с помощью микропроцессоров и элементов автоматики, оптимизирующих рабочий цикл. Все это существенно увеличивает цифру N. Но ведь делают все это, и правильно делают.
Гидроаккумуляторы, правда не силовые, имеются сегодня даже на селькохозяйственных машинах, не говоря уже о самолетах, где фактор надежности имеет первостепенное значение.
Самый прямой и простой доступ механик имел к трансмиссии механического экскаватора. И с КПД там дела обстояли несколько лучше, чем у гидравлики. Почти любой узел или деталь механической трансмиссии можно было отремонтировать в колхозной кузнице. А теперь нужны специальные стенды, приборы диагностики, высокая степень очистки и защиты рабочей жидкости и т.д. А уж как сопротивлялись эксплуатационники, когда их насильно (в советские времена) переводили с механики на гидравлику. Тем не менее, сейчас возвращаться к механике, как будто, никто не спешит.

Ответить с цитированием
  #4  
Старый 21.09.2006, 19:43
akasim
Guest
Сообщений: n/a
Проблема рекуперации энергии в силовых приводах экскаваторов рассматривалась теоретически и реализовывалась технически в отечественном машиностроении.
Этим занимались в Коврове - Лукашов В.С. Он до сих пор работает, в Питере – Катюхин Б.П., в Воронеже – Болтыхов В.П., он тоже работает.
Был сделан опытный образец с маховиком. Комичная ситуация, имевшая место на испытаниях, в которых сам участвовал. При работе в процессе выгрузки отказала система управления. Не выключался поворот, после того как двигатель был заглушен, поворот продолжался, так как маховик продолжал вращаться. Так что идея с маховиком неудачная, что бы там профессор Гулиа не говорил.
Было реализовано две схемы. Одна с рекуперативным приводом по закрытой схеме. И действительно было сделано две машины.
Схема была любопытная. Она не похожа на полузакрытую схему экскаваторов UDS. В серию не пошло. Слишком было сложно.
Вторая схема была реализована с использованием гидроаккумуляторов. На платформе находилсиь три ГА с объемом 16 л, и система гидроавтоматики. Имеется а.с. и публикация схемы в обзоре А.В.Рустановича. Подобная схема была реализована и на ЭО-5122.
Я участвовал в испытаниях и опытной эксплуатации.
Даже, если бы реализация была идеальна, а продумано было много и серьезно, экономия от этого решения не компенсировала усложнения гидросхемы и ее потенциальной опасностью.
Японцы тоже попробовали это решение на карьерных экскаваторах, отказались насколько я знаю.
Западные и восточные фирмы(японцы, корейцы) очень серьезно занимались регулированием насосов и управлением дизелем для экономии топлива. Здесь они получили почти все хорошие результаты. Простые и понимаемые. Речь идет о трех режимах работы, на которые может устанавливать дизель машинист экскаватора. Малонагруженный, средний и тяжелонагруженный. Соответственно и рейка топливного насоса устанавливалась. При сегодняшнем развитии электроники в двигателестроении, даже жаль, что у нас этим никто не занимается.
Был такой институт ВНИИСтройдормаш, от которого мало, что осталось. Но осталась библиотека. Поэтому желающие усовершенствовать гидросистемы могли бы и заглянуть в сборники института. Они еще не все уничтожены и доступны. А то советуете заняться вчерашним днем, даже не подозревая, что он вчерашний.
С уважением, …. akasim.

Ответить с цитированием
  #5  
Старый 22.09.2006, 09:12
dopd
Guest
Сообщений: n/a
Вот это уже интереснее, - узнать мнение человека реально участвовавшего в попытках решения проблемы.

О «вчерашнем дне» я подозреваю несколько больше, чем можно понять по моим посланиям. С работами А.В. Рустановича знаком. Более того, одну из его обзорных работ, возможно последнюю на эту тему (году примерно в 1995 г.), сам инициировал и оплатил, хоть и небольшими деньгами, за государственный счет. Это был небольшой хоздоговор с задачей дать оценку перспективности темы. Выводы были не оптимистические и сходные с теми, какие даете Вы, уважаемый Akasim.

Согласен с оценкой применимости маховика. По-моему, у профессора Гулиа было всего одно действительно эффективное и весьма оригинальное его применение. Это спасательное устройство для спуска людей с верхних этажей горящего здания с помощью ленты, намотанной на маховик. Без какого-либо привода, эта лента плавно опускала человека до земли и сама возвращалась вверх за следующим. А для внедрения маховика на транспорте он пускался даже на театральные трюки. Запомнилась одна старая передача на телевидении, где под восторженные восклицания зрителей по студии катался мальчик на детском педальном автомобильчике с электродвигателем от стиральной машины и с маховиком. Этим наглядно демонстрировалась возможность ездить достаточно долго после «считанных минут зарядки маховика от любой розетки». Сам-то профессор отлично понимал, что дальше педального автомобиля маховик с разгоняющим двигателем, установленным на самой машине, пойти не может. Хотя бы потому, что разгоняющий двигатель, по сравнению с двигателем обычного автомобиля, должен иметь мощность во столько раз большую, во сколько раз «считанные минуты» короче нескольких часов обещанной езды на энергии, накопленной маховиком. Да и «любая розетка», это очевидный блеф.

Видимо, маховик и в будущем останется там, где он пребывает и эффективно работает уже сотни лет, - в деле выравнивания нагрузки на двигатели машин с выраженной неравномерностью внешней нагрузки. Да еще в каких-то особых условиях. Например, во взрывоопасных шахтах, где ничего, кроме пневматики применять нельзя. Там еще до войны ходили гировозы с маховиками и воздушными турбинами, разгонявшимися от пневмосети на конечных станциях пути.

И все-таки!

Применить рекуперацию на гидравлических экскаваторах пытались отнюдь не безграмотные механики. И не люди, фанатично преданные одной, когда-то пришедшей в голову идеей. Видимо, цель стоила того. Принципиальных возражений вроде тех, которые можно высказать по-поводу педального автомобильчика, пока не встречал. Противопоказания сводятся к усложнению, к снижению надежности и повышению опасности. Кстати, какую опасность представляет собой гидропневматический аккумулятор, заряженный азотом? Такие стоят, например, на легковых автомобилях «Ситроен» в непосредственной близости от пассажиров и никаких особых защитных устройств там нет.

Так ли уж непреодолимы эти противопоказания? Все-таки прогресс во всех компонентах гидропривода за последние десятилетия был существенный. Так почему бы на качественно новом уровне не попытаться решить старую задачу. Актуальность экономии энергии в последние десятилетия только возрастала и вряд ли снизится в будущем.

Ответить с цитированием
  #6  
Старый 22.09.2006, 21:13
Постоялец
Сообщений: 149
решение задачи

Попробую решить задачу предложив универсальный модуль для рекуперации. За основу возьму пропорциональный делитель потока с электронным управлением один вход два выхода с возможностью деления от 0 до 100%на каждый выход по алгоритму заданому процессором. Делитель потока врезается в линию между распределителем и рабочим органом. В режиме отсутствия управляющего сигнала делитель не вносит никакого изменения в гидросхему. При подаче управляющего сигнала от 0 до 100% потока отправляется на зарядку аккумуляторов. Разрядка аккуммулятора в напорную линию насоса тоже через пропорциональный клапан управляемый процессором. Отказ системы рекуперации не вызывает отказа машины вцелом. Пропорциональные клапана известной европейскрй фирмы. Опасность гидроаккумуляторов это энергонасыщенность машины с неработающим двигателем.Опасность демонтажа линий до полной разрядки аккумуляторов. Патентные поиски не проводились . Возможно это хорошо забытое старое.

Ответить с цитированием
  #7  
Старый 25.09.2006, 09:38
dopd
Guest
Сообщений: n/a
Приветствую вашу попытку, уважаемый Fiat. О том и речь, чтобы с новыми возможностями решить старую и до сих пор не решенную задачу.

Приведу еще один пример в пользу актуальности задачи. В свое время, она представлялась настолько естественной а сомнения в практическом применении рекуперации настолько малы, что описание одной из опытных машин, о которых сообщил здесь уважаемый Akasim, (ЭО-4125) попало в учебник для подготовки машинистов экскаваторов (А.В. Раннев, Одноковшовые строительные экскаваторы, М., Высшая школа, 1991 г.). Там приведена подробная гидросхема, и схема рекуперации описывается как что-то обыденное и стоящее в общем ряду с другими техническими решениями.

Из полученных разъяснений делаю вывод, что потенциальную опасность гидроаккумуляторов из числа противопоказаний можно исключить. Ведь здесь энергонасыщенность машины при выключенном двигателе, это опасность той же природы и того же уровня, что и энергонасыщенность любого экскаватора с поднятым рабочим оборудованием, любого крана с грузом на крюке и т.п. И защититься от этого рода опасности можно теми же средствами, что и на обычных машинах.

А теперь прошу объяснить, в чем принципиальный порок моего предложения использовать насос, как при зарядке, так и при разрядке аккумулятора.

Я понимаю ситуацию так: Если аккумулятор врезается в схему между распределителем и рабочим оборудованием, то возможности рекуперации ограничены по определению. При соединении поршневых полостей обоих цилиндров стрелы с аккумулятором помимо насоса, полностью (о КПД не говорим) рекуперировать потенциальную энергию этих цилиндров не удастся. В какой-то момент наступит равновесие давления в аккумуляторе и в цилиндрах и опускание стрелы под собственным весом прекратится. Именно поэтому в упоминавшейся опытной машине (ЭО-4125) для рекуперации использовался лишь один из двух цилиндров стрелы. Улучшить ситуацию можно при принудительном опускании стрелы, то есть, подавая давление от насоса в штоковые полости цилиндров. Тогда почти всю потенциальную энергию цилиндров можно «загнать» в аккумулятор. Но полностью использовать накопленную в аккумуляторе энергию при его врезке между распределителем и рабочим оборудованием все равно не удастся. В начале подъема давление в аккумуляторе больше необходимого для подъема и его придется дросселировать, следовательно, энергия будет теряться. А по мере разрядки, давление в аккумуляторе станет меньше требуемого для подъема и аккумулятор, включенный параллельно с насосом, начнет заряжаться или его нужно отключить с остатками накопленной энергии. А вот если при подъеме разряжать аккумулятор во всасывающую линию насоса (в этом случае ее следовало бы называть подпорной) можно «забрать» из него практически всю запасенную при опускании стрелы энергию. Конечно, что-то потеряется на работу дизеля в тормозном режиме, когда давление на входе насоса больше чем на выходе. Но, все-таки, такая схема существенно повышает полноту рекуперации. Или я чего-то элементарного не понимаю. Укажите на ошибку. Приму без обиды и с благодарностью, поскольку действительно компетентным считаю себя только в том, чем в основном и занимаюсь – в механических трансмиссиях.

И еще об одном. Насколько знаю, никто не брался за рекуперацию потенциальной энергии гидроцилиндра рукояти обратной лопаты. Задача гораздо сложнее, чем с цилиндрами стрелы, поскольку рукоять при движении в одном направлении может переходить через состояние равновесия. Но она и много интереснее, хотя бы в теоретическом плане. В свое время придумал решение, основанное на «чистой» гидроавтоматике, которое вряд ли реализуемо из-за сложности. Может быть средствами современной электроники она может быть решена гораздо проще?

Ответить с цитированием
  #8  
Старый 25.09.2006, 21:25
Постоялец
Сообщений: 149
Я согласен что разряд АК на вход насоса эффективнее с точки зрения полного разряда АК..... Недостаток я вижу в необходимости запорного устроиства в всасывающей линии для отсечки бака при разрядке АК. Современный гидронасос выполняет любую программу подачи от 0 до100% таким образом в любой заданый момент времени АК может подменять насос при разрядке в напорную линию(через пропорциональный клапан) Усложнив схему можно запасать энергию по уровням через несколько АК настроеных на разное давление.Это позволит избежать равновесия при опускании стрелы. Разряжать АК можно вместе с насосом по циклограмме когда есть потребитель уровня аналогичного заряду АК Возможно энергию определенного низкого уровня запасать не эффективно.О подаче давления в штоковую полость-изначально мы решили запасать бесплатную энергию.Тратить энергию двигателя на заряд АК было целесообразно при нерегулируемых или жестко регулируемых насосах. Очень важно не уменьшить скорость операций. Сегодня фирмы борятся за десятые секунды во времени цикла. Я практик эксплуатирующий современные гидросистемы поэтому возможно иногда ошибаюсь в теоретических вопросах

Ответить с цитированием
  #9  
Старый 27.09.2006, 08:49
dopd
Guest
Сообщений: n/a
Естественно, принцип разрядки АК на вход насоса усложнит всасывающую (подпорную) линию. Потребуется упоминавшиеся Вами, уважаемый Fiat, обратный клапан большого проходного сечения (либо несколько малых?) или дополнительный распределитель. Но, по-моему, это усложнение оправдывается существенным расширением возможностей. Если возвращать запасенную в АК энергию в тот же орган, от которого она получена (цилиндры стрелы), будут потери при разрядке из-за разного уровня давлений. Правда, их можно свести к минимуму с помощью предложенной Вами батареи АК, каждый из которых настроен на свой уровень давления. Но можно действовать и по-другому. Например, энергию, полученную от цилиндров стрелы, использовать в момент копания, то есть начать разряжать АК в цилиндры рукояти и ковша. В идеале разрядку АК нужно проводить только при условии, что давление в нем меньше, чем в получающих от него энергию цилиндрах в данный момент. Тогда потери запасенной энергии на дросселирование или на тормозной режим дизеля будут минимальны.

В своем первом послании я говорил о «бесплатной» энергии опускания стрелы. Но кто нас обязал запасать в АК только эту энергию? Если уж мы решили поставить на машине АК или батарею АК, нужно использовать все появившиеся в связи с этим возможности. Помимо рекуперации энергии, затраченной на подъем рабочего оборудования, которая позволяет снизить как мощность установленного на машине дизеля, так и расход топлива, мы можем в существенной мере выровнять нагрузку на дизель в течение цикла. Это не снизит расход топлива, но позволит еще больше снизить установленную мощность. Если на машине уже присутствует современная автоматика, то нужно как можно шире использовать ее возможности в сочетании с АК. То есть, в любой момент цикла, когда снижается нагрузка на дизель, нужно кратковременный избыток мощности направлять на зарядку АК. И здесь в полной мере нужно использовать принципы и конкретные решения по оптимизации режимов работы двигателя, о которых говорил уважаемый коллега Akasim. Если при отсутствии рекуперации и выравнивания нагрузки на двигатель (применения АК в роли классического маховика) эти решения дают существенный эффект, то в комплексе с возможностями АК эффект только усилится.

Мне кажется, состоявшаяся дискуссия была полезна для всех ее участников, к сожалению немногочисленных. И, видимо, можно констатировать, что создание рекуперативного гидропривода экскаватора, это задача актуальная. Просматриваются различные варианты ее решения, а накопленный в прошлом практический опыт в сочетании с возможностями современной электроники и гидроавтоматики позволяют надеяться на их успешную реализацию.

Ответить с цитированием
  #10  
Старый 27.09.2006, 21:09
Постоялец
Сообщений: 149
Я нашел новый материал по теме дискуссии. В гидросхеме экскаватора FIAT_HITACHI EX -355 выпуск 1999 года присутствуют regeneration valve в контурах стрелы и рукояти . Их назначение перепуск жидкости из поршневой в штоковую полость при холостых ходах, Конструктивно клапана выполнены внутри основных золотников с возможностью принудительного включения. Их назначение подпитывать штоковые полости при опускании при разгрузке насоса .Видимо фирма Hitachi сочла это плюс управление двигателем достаточным вкладом в проблему. У меня есть подозрение что закралась ошибка в наши рассуждения. Если я не путаю скорость штока цилиндра зависит от разности давлений в поршневой и штоковой полости. Таким образом чтобы не уменьшить скорость рабочего органа нужно очень точно выбирать моменты подключения акуммулятора. Очевидно что в момент торможения . В момент опускания использовать не всю энергию а только часть ее которая уходит на дросселирование. АК не должен изменять разность давлений в цилиндре.. Я видел схемы (на бумаге) где Энергия стрелы уходит на поворот платформы при совмещении операций .Возможно такая рекуперация проще.Я думаю что на экскаваторе могут быть несколько максимально простых систем рекуперации и в сумме они дадут нужный эффект с минимальными затратами.

Ответить с цитированием
  #11  
Старый 28.09.2006, 07:59
dopd
Guest
Сообщений: n/a
Уважаемый Fiat, скорее всего, Вы правы, говоря о нескольких простых системах рекуперации на одной машине.
Что до изменения разности давлений в штоковой и поршневой полостях, то это как раз к вопросу о целессобразности использования насоса как при зарядке, так и при разрядке АК. Если насос задействован, оба процесса контролируются двигателем и обеспечивается нужная (оптимальная) скорость. Если, например, цилиндры стрелы и АК взаимодействуют помимо насоса, процессы в существенной мере саморегулируются и изменение давления в полостях цилиндра неизбежно. В таком саморегулировании мало хорошего, кроме простоты (например, возможность ситуации, близкая к равновесию давлений в АК и в поршневой полости цилиндра, когда опускание стрелы замедляется и останавливается и т.д.).
Главное, в чем я убеждаюсь по нашему обмену мнениями, что рекуперативный привод экскаватора, это очень широкое и интересное поле приложения творческих усилий.
С удовольствием обнаружил на этом же сайте статью на тему нашей дискуссии (http://exkavator.ru/articles/user/~id=4609~Show=20). (С Тихоненков. Снижение энергоемкости и повышение производительности экскаватора. Раздел сайта "Статьи", рубрика "Пользователю"). Самое интересное в этой статье, это цифры возможного эффекта. Конструктивное предложение сводится к уравновешиванию рабочего оборудования с помощью дополнительного гидроцилиндра, постоянно соединенного с АК. То есть, схема со всеми недостатками, связанными с работой помимо насоса. Интересно ваше мнение по этой статье.

Ответить с цитированием
  #12  
Старый 28.09.2006, 22:44
Постоялец
Сообщений: 149
Очень наглядное решение. Мне сразу представился противовес лифта. Дополнительный цилиндр конечно хорош для наглядности. На практике это АК с системой управления.Заманчиво что в случае обратной лопаты стрела опускается с открытой рукоятью и ковшом а после набора материала центр тяжести конструкции приближается к точке приложения силы что облегчит подъём. По теме нашей дискуссии необходимо нетрадиционное решение на всасывающей линии. Дело в том что всасывающая линия 30 -тонного экскаватора имеет диаметр 120-150мм.Распределитель с таким проходом будет огромным. Обратный клапан будет иметь большую инерцию. Применяемые сегодня аксиальные насосы не обладают способностью самовсасывания и очень чувствительны к сопротивлениям на входе и могут негативно отреагировать на переходные процессы при коммутации АК. Кроме того какая-то часть энергии разрядится в бак.Когда я предлагал пропорциональный делитель потока я подразумевал постоянное изменение пропорции между обратной линией к распределителю и линией зарядки АК чтобы сохранить постоянной скорость рабочего органа. И еще одни и те же экскаваторы применяются как для погрузки так и для разработки грунтов. Мне представляется проблематичным тезис о уменьшении установленной мощности дизеля. С уважением Fiat.

Ответить с цитированием
  #13  
Старый 29.09.2006, 06:08
Постоялец
Сообщений: 149
Cледует обратить внимание на несколько подводных камней. При зарядке АК газ нагревается и нагревает масло. При АК больших размеров это может быть заметно в тепловом балансе машины. И что произойдет при разрыве диафрагмы в АК большего объёма при максимальном давлении? Выброс масла из гидросистемы или взрыв корпуса ????Интересно было бы познакомиться с опытом эксплуатации высоконагруженых АК в других областях техники.

Ответить с цитированием
  #14  
Старый 29.09.2006, 08:19
dopd
Guest
Сообщений: n/a
По-поводу разрыва диафрагмы АК. Если правильно понимаю, никакой катастрофы не произойдет. Диафрагма нужна только для того, чтобы жидкость не смешивалась с азотом, который и применяется для взрывобезопасности. Во всяком случае, в поршневых АК неизбежное просачивание жидкости в газовую полость опасности не представляет.
Конечно, все не так просто, как может показаться на первый взгляд.
Этот наш разговор заставил меня внимательно перечитать отчет А.В.Рустановича по упоминавшемуся хоздоговору. Спустя 10 лет все представляется несколько иначе. Сильно поубавился энтузиазм по-поводу собственного предложения с подпорной линией насоса. Кое-что из высказанных здесь утверждений теперь я бы взял назад или сформулировал бы более осторожно. В частности, суждение об использовании для рекуперации одного из двух цилиндров стрелы на машине ЭО-4125.
Но в целом обращение к отчету только утвердило мнение об акутальности задачи. Из него следует, что работоспособные и достаточно эффективные машины уже были созданы (например, ЭО-4125 в Коврове и ЭО-5122А в Воронеже). Они "были рекомендованы к освоению и выпушены первыми сериями. Однако из-за отказа Людиновского маш. завода выпускать необходимое число гидроаккумуляторов серийный выпуск этих машин был приостановлен".
Если проблема только в этом отказе, то самое время вернуться к практической реализации наработок с использованием новых возможностей. Какой ни какой, а рынок комплектующих есть. Тем более, что, как сообщил коллега Akasim, еще работают люди с практическим опытом в этом деле. Есть и энтузиасты, не обремененные ни собственным опытом, ни знанием опыта других и, следовательно, имеющие "незамыленный" взгляд на проблему. Тому свидетельство - упоминавшаяся статья С. Тихоненкова, не содержащая никаких ссылок, хотя речь идет о давно опробованной схеме.
И еще об одном. В аналитическом отчете А.В. Рустановича, наряду с другими критериями эффективности, использовался "критерий преемственности конструктивных решений". Это действительно важный, если не решающий критерий, в условиях плановой экономики, где часто все решал принцип "бери только то, что уже делают смежники, да и то - попробуй получи!". Сейчас возможностей гораздо больше. Думаю, что наибольший эффект можно получить, используя нетрадиционные решения с новыми компонентами, вплоть до принципиально новых.


Последний раз редактировалось dopd; 29.09.2006 в 08:26.. Причина: Исправление орфографических ошибок
Ответить с цитированием
  #15  
Старый 03.10.2006, 19:37
Постоялец
Сообщений: 149
Задачу разрядки АК в насос можно решить установив отдельный насос с регулируемой подачей запитаный только от АК с возможностью отключения привода в режиме нулевой подачи или постоянно включеный с системой подпитки. Следует принять во внимание что аксиально-поршневой насос ограничен по давлению на входе. Мне попался как-то сайт с анализом поломок насосов и там в качестве причины обрыва бронзового подпятника поршня называлось завышеное давление на входе.

Ответить с цитированием
  #16  
Старый 13.10.2006, 11:13
dopd
Guest
Сообщений: n/a
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.

Ответить с цитированием
  #17  
Старый 06.10.2012, 05:58
VIP
Аватар для КЛ_или
Сообщений: 990
Ещё раз приветствую Вас, уважаемый Daniil бывший dopd
По теме опускания оборудования в скважину и рекуперации энергии предлагаю ознакомится с заметкой по ссылке: www.sdmpress.ru/online/920081194.pdf
и патент: http://bd.patent.su/2384000-2384999/...rvlet2770.html
__________________
Если человека и создал Бог, то - создал его из обезьяны!

Экскаваторщик экскаваторщику яму не выроет!
____________________________________________КЛ_или :)

Ответить с цитированием
  #18  
Старый 06.10.2012, 09:37
VIP
Профессия: Продавец
Адрес: Екатеринбург
Аватар для 152499
Сообщений: 1,115
наглядно и просто задача рекуперации представлена в решении Рексрот для машин, чей технологический цикл состоит из частых троганий и остановок: мусоровозки, фр. погрузчики, вилочные погрузчики.
на ВОМ установлен регулируемые мотор-насос
в режиме торможения происходит нагнетание рабочей жидкости из бака в гидроаккумулятор (режим насоса)
в режиме трогания происходит разрядка гидроаккумулятора в бак через мотор-насос.
т.е. часть энергии торможения аккумулируется, и этот же кусок энергии помогает при трогании и разгоне.
естественно имеется блок клапанов и контроллер управления.

по заверению Рексрот - до 25% экономии солярки
написано на ихнем сайте в новостном разделе

Ответить с цитированием
  #19  
Старый 06.10.2012, 15:11
Бывший dopd
Профессия: Конструктор-механик
Сообщений: 8
Цитата:
Сообщение от 152499 Посмотреть сообщение
в режиме торможения происходит нагнетание рабочей жидкости из бака в гидроаккумулятор (режим насоса)
в режиме трогания происходит разрядка гидроаккумулятора в бак через мотор-насос.
т.е. часть энергии торможения аккумулируется, и этот же кусок энергии помогает при трогании и разгоне.
Именно такую по сути схему я и предлагал для экскаватора. Только нагнетание рабочей жидкости не из бака через насос ГА, а из гидроцилиндров через насос в ГА. Скорее всего, у Рексрот для вилочных погрузчиков так и сделано (помимо торможения на приводе хода). Видимо, при опускании груза жидкость из цилиндра подается на вход насоса, а выход соединен с ГА. При подъеме наоборот.
Полагаю, что эта новость, - хорошее подтверждение перспективности применения рекуперации с гидроаккумуляторами именно на экскаваторах. Ведь у них повторямость цикла куда чаще, чем у мусоровозок и т. п. Ведь средний цикл, например, стоительного экскаватора сотавляет около 15 секунд.
__________________
Долой избыточные связи!

Ответить с цитированием
  #20  
Старый 06.10.2012, 17:33
VIP
Сообщений: 281
В настоящее время практически все европейские производители экскаваторов занимаются темой энергосбережения. на многих машинах на выставках в линии гидроцилиндров стрелы стоят гидроаккумуляторы. На ССТ был вроде Libxerr c баллонами на стреловых гидроцилиндрах. И Бош-Рексрот не стоит на месте в этом направлении. у них есть решения для экскаваторов.

Ответить с цитированием
Ответить

Обсуждают сейчас



Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы


Популярные разделы в Торговой Системе Экскаватор Ру
Экскаваторы Снегоуборочная техника Погрузчики Самосвалы Штабеллеры Краны подъемные Складские погрузчики Мини-техника Бетононасосы Подъемники строительные Дробильно-сортировочное оборудование
Текущее время: 11:29. Часовой пояс GMT +3.
Как это работает?
Оставьте заявку, и исполнители сами позвонят вам!
1. Подробно опишите заявку
Это позволит избежать вопросов и быстрее получить самые выгодные отклики.
2. Оставьте контактные данные
чтобы продавцы смоглинаправить вам предложения
3. Получайте самое выгодное предложение и выбирайте исполнителя
Спасибо, понятно :)
+
Хотите быстро купить спецтехнику или взять ее в аренду? Разместите заявку!
С Вами свяжутся!
Ошибка отправки сообщения
отправить сообщение