一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，在現(xiàn)有的液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增設(shè)了第二單向閥組、三位四通液控換向閥、第三單向閥、梭閥、二位四通換向閥、蓄能器、儲氣筒；制動時馬達變?yōu)楸脤⒂徒?jīng)第二單向閥組壓入蓄能器儲存；驅(qū)動回轉(zhuǎn)時蓄能器供油經(jīng)三位四通液控換向閥控制驅(qū)動馬達；蓄能器為活塞式，活塞處于低位時可推動二位四通換向閥換位，打開或關(guān)閉先導(dǎo)閥到主控換向閥的控制油路和主控換向閥出口到三位四通液控換向閥進口的油路，當蓄能器活塞處于高位時二位四通換向閥的所有油口關(guān)閉，當蓄能器活塞下行至油將耗盡位置時活塞推動二位四通換向閥閥桿打開，先導(dǎo)油打開主控換向閥接替蓄能器供油；因而制動能量得到回收和利用。
【專利說明】一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及挖掘機液壓系統(tǒng)，尤其涉及一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，液壓挖掘機主要由下車部分1、回轉(zhuǎn)裝置2、上部轉(zhuǎn)臺3及工作裝置4組成?；剞D(zhuǎn)裝置采用液壓驅(qū)動技術(shù)，由發(fā)動機帶動液壓泵提供液壓動力，驅(qū)動液壓回轉(zhuǎn)馬達通過減速機構(gòu)驅(qū)動挖掘機上部轉(zhuǎn)臺3和工作裝置4旋轉(zhuǎn)。挖掘作業(yè)時一般回轉(zhuǎn)裝置處于液壓制動狀態(tài)，以保證工作裝置在確定的位置進行有效的挖掘作業(yè)。挖掘裝滿鏟斗后，需要回轉(zhuǎn)運動到達卸料位置卸料，卸料完成后，需要回轉(zhuǎn)運動返回挖掘位置。
[0003]如圖2所示，為液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)子系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)時，通過操作先導(dǎo)閥5，使主控換向閥4移位到左位或右位，使主油路液壓油經(jīng)主控換向閥4進入并驅(qū)動液壓馬達I旋轉(zhuǎn)，通過減速機構(gòu)6,驅(qū)動上部轉(zhuǎn)臺繞齒圈7回轉(zhuǎn)。制動時,主控換向閥4回到中位,液壓馬達I在慣性力驅(qū)動下變成泵，泵出的油打開過載閥3回油到油箱，另一側(cè)單向閥2打開補油進入馬達I的進口，此時的制動壓力為過載閥3的調(diào)定壓力。
[0004]據(jù)統(tǒng)計，回轉(zhuǎn)制動所消耗的能量占作業(yè)液壓能量總消耗20%?30%。
[0005]為了充分節(jié)能和回收回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的能量，當前研究熱點是采用混合動力的方法，用發(fā)電/電動機替換回轉(zhuǎn)液壓馬達，制動時，慣性能量經(jīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能存儲在蓄電池和電容內(nèi)，啟動時再放電驅(qū)動電動機回轉(zhuǎn)，但制動回收的電能不夠用于啟動的需求，所以一般還需要利用發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電補充回轉(zhuǎn)所需電能。油電混合動力系統(tǒng)的缺點是系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，電池或超級電容壽命低，這在一定程度上抵消了采用這種技術(shù)所能取得的節(jié)能效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)。在保持現(xiàn)有挖掘機液壓系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)啟動、制動性能基本不變的同時，達到高效節(jié)能的目的。
[0007]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，包括主控換向閥4、過載補油閥組、液壓馬達1、先導(dǎo)操縱閥組、油箱13;
[0009]所述過載補油閥組由第一單向閥組和過載閥組構(gòu)成，所述第一單向閥組包括2個單向閥2，所述過載閥組包括2個過載閥3 ；
[0010]所述先導(dǎo)操縱閥組包括了 2個先導(dǎo)閥5 ；
[0011]所述第一單向閥組的2個單向閥2的進口與2個過載閥3的出口共同連接在一起，并再與油箱13連接；該第一單向閥組的2個單向閥的出油口分別連接液壓馬達I的進出主油路；
[0012]所述2個過載閥3的進油口分別與液壓馬達I的進出主油路連接；[0013]所述主控換向閥4的P油口接油泵、O油口接油箱13;
[0014]所述液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)還包括第二單向閥組、三位四通液控換向閥9、第三單向閥7、梭閥8、二位四通換向閥12、蓄能器11、儲氣筒10 ；
[0015]所述第二單向閥組由2個單向閥6構(gòu)成，該2個單向閥6的出口相連、并再與三位四通液控換向閥9的P油口和蓄能器11下腔油口連接，第二單向閥組的2個單向閥6的兩個進口分別連接液壓馬達I的進出主油路；
[0016]所述三位四通液控換向閥9的O油口連接油箱13，A油口、B油口分別與液壓馬達I的進出主油路連接，所述三位四通液控換向閥9的兩側(cè)液控口分別與先導(dǎo)操縱閥組的2個先導(dǎo)閥5的出油口連接，所述三位四通液控換向閥9處于中位時其P油口、O油口、A油口、B油口全部封閉。
[0017]所述梭閥8的2個進油口分別與先導(dǎo)操縱閥組的2個先導(dǎo)閥5的出油口連接，梭閥8的出油口與二位四通換向閥12的O油口連接；
[0018]所述第三單向閥7進口與主控換向閥4 一側(cè)液控口連接，出口與梭閥8出口連接；
[0019]所述蓄能器11為活塞式蓄能器，包括缸筒16及其內(nèi)的活塞17，缸筒16內(nèi)以活塞17為界分為上腔15和下腔18，上腔15連通儲氣筒10，下腔18的油口與所述第二單向閥組的2個單向閥6的出口油路及三位四通液控換向閥9的P油口連接；
[0020]所述蓄能器11的活塞17下行過程中推動二位四通換向閥12的閥桿19換位，該二位四通換向閥12的閥桿19被推移到另一個閥位，該另一個閥位為:P油口、A油口導(dǎo)通的閥位，B油口、O油口導(dǎo)通的閥位；當活塞17上移脫離開二位四通換向閥12的閥桿19時，二位四通換向閥12的閥桿19上移恢復(fù)到閥的初始閥位，該初始閥位為P油口、O油口、A油口、B油口全部封閉的閥位；
[0021 ] 所述二位四通換向閥12的A油口與三位四通液控換向閥9的P油口連接，二位四通換向閥12的B油口與主控換向閥4 一側(cè)的液控油口連接，二位四通換向閥12的P油口與主控換向閥4的A出口連接，二位四通換向閥12的O油口與梭閥8出油口相連；
[0022]所述主控換向閥4的B油口封閉，主控換向閥4的A油口與二位四通換向閥12的P油口連接，主控換向閥4的一側(cè)液控口與二位四通換向閥12的B油口和第三單向閥7的進油口連接，主控換向閥4的另一側(cè)液控口接油箱13,當所述主控換向閥4在一側(cè)液控油的推動下打開時，主控換向閥4的P油口與A油口導(dǎo)通。
[0023]所述蓄能器11與二位四通換向閥12嵌接為一個整體，嵌接部位為密封配合；
[0024]所述二位四通換向閥12的閥桿19有一通心孔，該通心孔與蓄能器11的下腔18導(dǎo)通；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為現(xiàn)有挖掘機的構(gòu)造示意圖。
[0026]圖2為現(xiàn)有挖掘機回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)的蓄能器11與二位四通換向閥12的組合結(jié)構(gòu)圖。【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。
[0030]實施例
[0031]如圖3、圖4所示。本發(fā)明液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，包括主控換向閥4、過載補油閥組、液壓馬達1、先導(dǎo)操縱閥組、油箱13 ；
[0032]所述過載補油閥組由第一單向閥組和過載閥組構(gòu)成，所述第一單向閥組包括2個單向閥2，所述過載閥組包括2個過載閥3 ；
[0033]所述先導(dǎo)操縱閥組包括了 2個先導(dǎo)閥5 ；
[0034]所述第一單向閥組的2個單向閥2的進口與2個過載閥3的出口共同連接在一起，并再與油箱13連接；該第一單向閥組的2個單向閥的出油口分別連接液壓馬達I的進出主油路；
[0035]所述2個過載閥3的進油口分別與液壓馬達I的進出主油路連接；
[0036]所述主控換向閥4的P油口接油泵、O油口接油箱13 ；
[0037]所述液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)還包括第二單向閥組、三位四通液控換向閥9、第三單向閥7、梭閥8、二位四通換向閥12、蓄能器11、儲氣筒10 ；
[0038]所述第二單向閥組由2個單向閥6構(gòu)成，該2個單向閥6的出口相連、并再與三位四通液控換向閥9的P油口和蓄能器11下腔油口連接，第二單向閥組的2個單向閥6的兩個進口分別連接液壓馬達I的進出主油路；
[0039]所述三位四通液控換向閥9的O油口連接油箱13，A油口、B油口分別與液壓馬達I的進出主油路連接，所述三位四通液控換向閥9的兩側(cè)液控口分別與先導(dǎo)操縱閥組的2個先導(dǎo)閥5的出油口連接，所述三位四通液控換向閥9處于中位時其P油口、O油口、A油口、B油口全部封閉。
[0040]所述梭閥8的2個進油口分別與先導(dǎo)操縱閥組的2個先導(dǎo)閥5的出油口連接，梭閥8的出油口與二位四通換向閥12的O油口連接；
[0041 ] 所述第三單向閥7進口與主控換向閥4 一側(cè)液控口連接，出口與梭閥8出口連接；
[0042]所述蓄能器11為活塞式蓄能器，包括缸筒16及其內(nèi)的活塞17，缸筒16內(nèi)以活塞17為界分為上腔15和下腔18，上腔15連通儲氣筒10，下腔18的油口與所述第二單向閥組的2個單向閥6的出口油路及三位四通液控換向閥9的P油口連接；
[0043]所述蓄能器11的活塞17下行過程中推動二位四通換向閥12的閥桿19換位，該二位四通換向閥12的閥桿19被推移到另一個閥位，該另一個閥位為:P油口、A油口導(dǎo)通的閥位，B油口、O油口導(dǎo)通的閥位；當活塞17上移脫離開二位四通換向閥12的閥桿19時，二位四通換向閥12的閥桿19上移恢復(fù)到閥的初始閥位，該初始閥位為P油口、O油口、A油口、B油口全部封閉的閥位；
[0044]所述二位四通換向閥12的A油口與三位四通液控換向閥9的P油口連接，二位四通換向閥12的B油口與主控換向閥4 一側(cè)的液控油口連接，二位四通換向閥12的P油口與主控換向閥4的A出口連接，二位四通換向閥12的O油口與梭閥8出油口相連；
[0045]所述主控換向閥4的B油口封閉，主控換向閥4的A油口與二位四通換向閥12的P油口連接，主控換向閥4的一側(cè)液控口與二位四通換向閥12的B油口和第三單向閥7的進油口連接，主控換向閥4的另一側(cè)液控口接油箱13,當所述主控換向閥4在一側(cè)液控油的推動下打開時，主控換向閥4的P油口與A油口導(dǎo)通。
[0046]所述蓄能器11與二位四通換向閥12嵌接為一個整體，嵌接部位為密封配合；
[0047]所述二位四通換向閥12的閥桿19有一通心孔，該通心孔與蓄能器11的下腔18導(dǎo)通。
[0048]本發(fā)明工作原理是如下:
[0049]回轉(zhuǎn)啟動時，如果蓄能器11的活塞17處于下位，即蓄能器11的下腔18內(nèi)無壓力油，二位四通換向閥12的閥桿19在活塞17推力下處于P、A油口導(dǎo)通和O油口、B油口導(dǎo)通的閥位，此時，打開先導(dǎo)操縱閥組其中一個先導(dǎo)閥5，先導(dǎo)油流打開三位四通液控換向閥9，同時也打開主控換向閥4，液壓泵(圖中未示出)供油經(jīng)主控換向閥4、二位四通換向閥12、三位四通液控換向閥9進入液壓馬達1，驅(qū)動馬達I旋轉(zhuǎn)，液壓馬達I排出的油經(jīng)三位四通液控換向閥9的O油口流回油箱13，如果油泵供油壓力大于蓄能器11的壓力，活塞17和閥桿19會上移，使二位四通換向閥12的閥口減小，經(jīng)閥流出的流量和壓力下降，而蓄能器11內(nèi)的油會流出，使閥桿19下降，因此保持了壓力和流量的平衡，使泵供油不會大量進入蓄能器11 ;
[0050]如果蓄能器11的活塞17處于上位，即下腔18內(nèi)儲有壓力油，則二位四通換向閥6處于圖4所示閥位，二位四通換向閥12的P油口、O油口、A油口、B油口全部封閉，使先導(dǎo)油不能通過二位四通換向閥12驅(qū)動主控換向閥4，因而主控換向閥4保持中位狀態(tài)，蓄能器11內(nèi)的活塞17在儲氣筒10的壓縮氮氣推動下下移，下腔18內(nèi)的油液經(jīng)出油口進入三位四通液控換向閥9的P油口，并在其控制下驅(qū)動液壓馬達I旋轉(zhuǎn)，液壓馬達I排出的油經(jīng)三位四通液控換向閥9的O油口流回油箱13 ；
[0051]如果蓄能器11的下腔18的油逐步減少并接近用完時，活塞17會推動閥桿19下移，則二位四通換向閥12逐步打開，其P油口、A油口 口接通，O油口、B油口 口接通，由先導(dǎo)閥5到主控換向閥4液控口的油路導(dǎo)通，主控換向閥4打開，液壓泵會接替蓄能器11繼續(xù)供油。
[0052]回轉(zhuǎn)制動操縱時，先導(dǎo)閥5關(guān)閉，主控換向閥4和三位四通液控換向閥9都回到中位關(guān)閉油路，液壓馬達I變?yōu)楸?，泵出的油通過油路打開兩個單向閥6其中的一個單向閥進入蓄能器11的下腔18將液壓能儲存起來，直至回轉(zhuǎn)運動完全停止。
[0053]只要蓄能器11的下腔18內(nèi)有油，就會首先使用蓄能器11下腔18內(nèi)的油，如果蓄能器11的油用完，二位四通換向閥12的閥桿19就會換位，液壓泵的油就會接替蓄能器11供油，這個轉(zhuǎn)換過程是連續(xù)的。
[0054]如果在二位四通換向閥12的閥桿19移位過程中4個油口同時封閉的時候關(guān)閉先導(dǎo)閥5，主控換向閥4的液控口有壓端可經(jīng)單向閥7回油，無壓端由油箱13補油，仍可以保證主控換向閥4能自動回到中位，保證了操縱安全。
[0055]如上所述便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
[0056]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，包括主控換向閥、過載補油閥組、液壓馬達、先導(dǎo)操縱閥組、油箱； 所述過載補油閥組由第一單向閥組和過載閥組構(gòu)成，所述第一單向閥組包括2個單向閥，所述過載閥組包括2個過載閥； 所述先導(dǎo)操縱閥組包括了 2個先導(dǎo)閥； 所述第一單向閥組的2個單向閥的進口與2個過載閥的出口共同連接在一起，并再與油箱連接；該第一單向閥組的2個單向閥的出油口分別連接液壓馬達的進出主油路； 所述2個過載閥的進油口分別與液壓馬達的進出主油路連接； 所述主控換向閥的P油口接油泵、O油口接油箱； 其特征在于: 所述液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)還包括第二單向閥組、三位四通液控換向閥、第三單向閥、梭閥、二位四通換向閥、蓄能器、儲氣筒； 所述第二單向閥組由2個單向閥構(gòu)成，該2個單向閥的出口相連、并再與三位四通液控換向閥的P油口和蓄能器下腔油口連接，第二單向閥組的2個單向閥的兩個進口分別連接液壓馬達的進出主油路；所述三位四通液控換向閥的O油口連接油箱，A油口、B油口分別與液壓馬達的進出主油路連接，所述三位四通液控換向閥的兩側(cè)液控口分別與先導(dǎo)操縱閥組的2個先導(dǎo)閥的出油口連接，所述三位四通液控換向閥處于中位時其P油口、O油口、A油口、B油口全部封閉；所述梭閥的2個進油口分別與先導(dǎo)操縱閥組的2個先導(dǎo)閥的出油口連接，梭閥的出油口與二位四通換向閥的O油口連接； 所述第三單向閥進口與主控換向閥一側(cè)液控口連接，出口與梭閥出口連接； 所述蓄能器為活塞式蓄能器，包括缸筒及其內(nèi)的活塞，缸筒內(nèi)以活塞為界分為上腔和下腔，上腔連通儲氣筒，下腔的油口與所述第二單向閥組的2個單向閥的出口油路及三位四通液控換向閥的P油口連接； 所述蓄能器的活塞下行過程中推動二位四通換向閥的閥桿換位，該二位四通換向閥的閥桿被推移到另一個閥位，該另一個閥位為:P油口、A油口導(dǎo)通的閥位，B油口、O油口導(dǎo)通的閥位；當活塞上移脫離開二位四通換向閥的閥桿時，二位四通換向閥的閥桿上移恢復(fù)到閥的初始閥位，該初始閥位為P油口、O油口、A油口、B油口全部封閉的閥位； 所述二位四通換向閥的A油口與三位四通液控換向閥的P油口連接，二位四通換向閥的B油口與主控換向閥一側(cè)的液控油口連接，二位四通換向閥的P油口與主控換向閥的A出口連接，二位四通換向閥的O油口與梭閥出油口相連； 所述主控換向閥的B油口封閉，主控換向閥的A油口與二位四通換向閥的P油口連接，主控換向閥的一側(cè)液控口與二位四通換向閥的B油口和第三單向閥的進油口連接，主控換向閥的另一側(cè)液控口接油箱，當所述主控換向閥在一側(cè)液控油的推動下打開時，主控換向閥的P油口與A油口導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄能器與二位四通換向閥嵌接為一個整體，嵌接部位為密封配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述二位四通換向閥的閥桿有一通心孔，該通心孔與蓄能器的下腔導(dǎo)通。
【文檔編號】E02F9/22GK103437393SQ201310390527
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】遲永濱, 丁問司 申請人:華南理工大學