一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括主控制器、油箱以及分別與油箱連接的動(dòng)臂油缸、斗桿油缸以及鏟斗油缸，油箱上分別連接兩個(gè)變量泵，其中第一變量泵與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，第一變量泵依次管道連接第一三位四通閥和動(dòng)臂油缸的有桿腔；動(dòng)臂油缸的有桿腔同時(shí)連接第一兩位兩通閥；第一三位四通閥同時(shí)連接第一梭閥，第一梭閥同時(shí)連接第五兩位兩通閥和第一三位三通閥，第五兩位兩通閥同時(shí)與斗桿油缸以及所述第一三位三通閥連接，第一三位三通閥同時(shí)連接第六兩位兩通閥和一二位三通閥，第六兩位兩通閥與所述鏟斗油缸連接；所述二位三通閥同時(shí)連接液壓蓄能器、增壓裝置、第三兩位兩通閥、第四兩位兩通閥以及第三三位三通閥。
【專利說(shuō)明】一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種挖掘機(jī)能量回收和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，特別是具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械主要機(jī)種，已經(jīng)廣泛用于建筑、交通、水利、礦山等其它各個(gè)領(lǐng)域，能量消耗大，由于全球能源危機(jī)及環(huán)保要求的不斷提高，液壓挖掘機(jī)節(jié)能技術(shù)的研究已成為一個(gè)非常迫切的課題。傳統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)對(duì)動(dòng)臂下降能量和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)在減速制動(dòng)時(shí)動(dòng)能沒(méi)有回收利用，以致這些能量被以熱能白白損失掉。當(dāng)前挖掘機(jī)上現(xiàn)行的動(dòng)臂回路只有流量再生的功能，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)在減速制動(dòng)時(shí)，往往通過(guò)反向背壓達(dá)到制動(dòng)，所以大部分的能量還是通過(guò)節(jié)流作用損失掉，引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱，導(dǎo)致氣穴現(xiàn)象等液壓系統(tǒng)缺陷，降低液壓系統(tǒng)的壽命。因此急需要一種新的能量回收和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來(lái)降低挖掘機(jī)的能量損耗。
[0003]目前，具有能量回收的挖掘機(jī)大多采用混合動(dòng)力技術(shù)，混合動(dòng)力技術(shù)是現(xiàn)階段提高動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能效果的最佳方案，混合動(dòng)力一般分為油電混合技術(shù)和油液混合技術(shù)。常規(guī)的能量回收方案往往只回收動(dòng)臂下降時(shí)的重力勢(shì)能，而忽略了回轉(zhuǎn)制動(dòng)能量的回收和利用。哈爾濱工業(yè)大學(xué)姜繼海在《基于能量回收再利用的液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)節(jié)能研究》中指出回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的發(fā)熱量占總發(fā)熱量的30%?40%，由此可見(jiàn)制動(dòng)動(dòng)能的回收很有必要。通常的，油電混合動(dòng)力技術(shù)是將能量存儲(chǔ)在蓄電池或超級(jí)電容中，由于將能量存儲(chǔ)在蓄電池或超級(jí)電容中能量轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)效率低，且元件昂貴，使得這類方案難以得到廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括主控制器、油箱以及分別與油箱連接的動(dòng)臂油缸、斗桿油缸以及鏟斗油缸，油箱上分別連接第一變量泵和第二變量泵，其中第一變量泵與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，第一變量泵依次管道連接第一三位四通閥和動(dòng)臂油缸的有桿腔；動(dòng)臂油缸的有桿腔同時(shí)連接第一兩位兩通閥；第一三位四通閥同時(shí)連接第一梭閥，第一梭閥同時(shí)連接第五兩位兩通閥和第一三位三通閥，第五兩位兩通閥同時(shí)與斗桿油缸以及所述第一三位三通閥連接，第一三位三通閥同時(shí)連接第六兩位兩通閥和一二位三通閥，第六兩位兩通閥與所述鏟斗油缸連接；所述二位三通閥同時(shí)連接液壓蓄能器、增壓裝置、第三兩位兩通閥、第四兩位兩通閥以及第三三位三通閥；第四兩位兩通閥同時(shí)連通動(dòng)臂油缸的無(wú)桿腔；增壓裝置和第三兩位兩通閥同時(shí)連接定量馬達(dá)；定量馬達(dá)分別連接第一兩位兩通閥和第二三位三通閥；
[0006]所述第二變量泵通過(guò)第二梭閥分別連接第二三位四通閥和第三三位三通閥；第二三位四通閥同時(shí)連接第二三位三通閥、第一安全閥、第二安全閥、第三單向閥、第四單向閥以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)；其中第三單向閥和第四單向閥引出管道連接油箱，油箱中的油液能夠流過(guò)第三單向閥和第四單向閥；
[0007]所述液壓蓄能器前端管路設(shè)有第一壓力傳感器；
[0008]所述斗桿油缸前端管路設(shè)有第二壓力傳感器；
[0009]所述第一三位四通閥、第二三位四通閥、第一兩位兩通閥、第二兩位兩通閥、第三兩位兩通閥、第四兩位兩通閥、第五兩位兩通閥、第一三位三通閥、第六兩位兩通閥、二位三通閥、第二三位三通閥、第三三位三通閥、第一壓力傳感器以及第二壓力傳感器分別與所述主控制器連接。
[0010]本發(fā)明中，增壓裝置包括與定量馬達(dá)通過(guò)聯(lián)軸器連接的增速器以及與增速器通過(guò)聯(lián)軸器連接的液壓泵。
[0011]本發(fā)明中，液壓蓄能器連接增壓裝置的管路上設(shè)有第一單向閥，流通方向?yàn)樵鰤貉b置流向液壓蓄能器。
[0012]本發(fā)明中，液壓蓄能器連接第三兩位兩通閥和第四兩位兩通閥的管路上設(shè)有第二單向閥，流通方向?yàn)榈谌齼晌粌赏ㄩy和第四兩位兩通閥流向液壓蓄能器。
[0013]本發(fā)明中，所述液壓蓄能器前端管路設(shè)有溢流閥，溢流閥同時(shí)連接油箱。
[0014]本發(fā)明中，所述第一變量泵旁路連通有連接油箱的第三安全閥。
[0015]本發(fā)明中，所述第二變量泵旁路連通有連接油箱的第四安全閥。
[0016]本發(fā)明有益效果包括以下幾點(diǎn):
[0017]1、由于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的能耗在挖掘機(jī)總能耗中所占比例相對(duì)其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)最大，本發(fā)明方案不僅將動(dòng)臂下降時(shí)的能量通過(guò)液壓蓄能器進(jìn)行回收，同時(shí)利用了液壓蓄能器將回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能進(jìn)行回收。
[0018]2、本發(fā)明方案采用液壓蓄能器作為能量回收單元，回轉(zhuǎn)動(dòng)能和動(dòng)臂勢(shì)能直接以液壓能的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，采用增壓裝置對(duì)液壓蓄能器進(jìn)行充液，提高了動(dòng)臂勢(shì)能和制動(dòng)動(dòng)能的轉(zhuǎn)化利用率。
[0019]3、液壓挖掘機(jī)在轉(zhuǎn)移土石方工況時(shí)，一般都經(jīng)歷挖掘、提升、回轉(zhuǎn)、卸載、轉(zhuǎn)動(dòng)、挖掘的工作循環(huán)?；诖耍景l(fā)明方案在挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)卸載時(shí)，在動(dòng)臂下降過(guò)程中直接將無(wú)桿腔中的流量通過(guò)二位二通節(jié)流閥接入斗桿油缸，實(shí)現(xiàn)能量的直接轉(zhuǎn)換，從而降低了變量泵的輸出流量，降低了油路中的沿程壓力損失，進(jìn)一步節(jié)約能量、降低排放。
[0020]4、本發(fā)明中包括蓄能器存儲(chǔ)能量直接轉(zhuǎn)換回路，在負(fù)載壓力較小的時(shí)候可以直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，無(wú)需發(fā)動(dòng)機(jī)提供能量。當(dāng)液壓蓄能器的壓力過(guò)低時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)蓄能器的卸荷，為下次吸收壓力油做準(zhǔn)備。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
[0022]圖1是本發(fā)明中液壓挖掘機(jī)能量回收和轉(zhuǎn)換的油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)原理圖。
[0023]圖2a、圖2b和圖2c是本發(fā)明能量釋放回路、回轉(zhuǎn)回路、動(dòng)臂回路原理圖。
[0024]圖3是本發(fā)明在液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)正向回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)能量回收原理圖。
[0025]圖4是本發(fā)明在液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂下降時(shí)能量回收原理圖。
[0026]圖5是本發(fā)明在特別工況下蓄能器存儲(chǔ)能量直接轉(zhuǎn)換回路原理圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明中附圖標(biāo)記表示如下:主控制器1、發(fā)動(dòng)機(jī)2、第一變量泵3、第二變量泵4、油箱5、三位四通閥6、三位四通閥7、兩位兩通閥8、定量馬達(dá)9、增壓裝置10、兩位兩通閥
11、梭閥12、兩位兩通閥13、單向閥14、單向閥15、兩位兩通閥16、兩位兩通閥17、動(dòng)臂油缸18、斗桿油缸19、三位三通閥20、兩位兩通閥21、鏟斗油缸22、液壓蓄能器23、液壓蓄能器24、溢流閥25、二位三通閥26、回轉(zhuǎn)馬達(dá)27、單向閥28、單向閥29、安全閥30、安全閥31、三位三通閥32、三位三通閥33、梭閥34、左先導(dǎo)控制手柄35、右先導(dǎo)控制手柄36、壓力傳感器37、壓力傳感器38，安全閥39，安全閥40。
[0028]本發(fā)明的連接方式為:發(fā)動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)第一變量泵3為執(zhí)行機(jī)構(gòu)即動(dòng)臂油缸18提供油源，第二變量泵4通過(guò)變量泵3以并聯(lián)方式配置在發(fā)動(dòng)機(jī)的一側(cè)為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)即回轉(zhuǎn)馬達(dá)27提供油源。第一變量泵3吸油口 m與油箱5相連，第一變量泵出油口與三位四通閥6的P 口相連，三位四通閥6的A 口分兩路:第一路與動(dòng)臂油缸18的有桿腔相連，第二路與兩位兩通閥8相連，兩位兩通閥8 一路與連接增壓裝置10的定量馬達(dá)9進(jìn)出口相連，另一路與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的三位三通閥32相連。增壓裝置10包括與定量馬達(dá)9通過(guò)聯(lián)軸器連接的增速器以及與增速器通過(guò)聯(lián)軸器連接的液壓泵。三位四通閥6的B 口與梭閥12的Pl 口相連；三位四通閥6的T 口接油箱5 ;動(dòng)臂油缸18無(wú)桿腔油路分三路:第一路與兩位兩通閥17的A 口相連，兩位兩通閥17的B 口與斗桿油缸19進(jìn)油口相連，第二路與梭閥12的出油口相連，第三路與兩位兩通閥16的A 口相連，兩位兩通閥16的B 口分別與第二單向閥15的Pl口和兩位兩通閥13的A 口相連，兩位兩通閥13的B 口分別與定量馬達(dá)9進(jìn)油口出油口和兩位兩通閥11的A 口相連，兩位兩通閥11的B 口與油箱5相連。增壓裝置10的出口與第一單向閥14的進(jìn)口 Pl相連，第一單向閥14的出口分兩路，一路與第二單向閥15的出口 P2相連，另一路與第一、第二液壓蓄能器23、24相連；第一、第二液壓蓄能器23、24的出口分四路:第一路與連接油箱5的溢流閥25相連，起到卸荷作用；第二路與二位三通閥26的進(jìn)口A相連，二位三通閥26的出口 B分別與兩位兩通閥21的進(jìn)口 A和三位三通閥20的進(jìn)口 P相連，兩位兩通閥21的出口 B與鏟斗油缸22進(jìn)油口相連，三位三通閥20的A 口與梭閥12的P2 口相連，三位三通閥20的出口 B與斗桿油缸19的進(jìn)油口相連；第三路分別與第一單向閥14的出口 P2以及第二單向閥15的出口 P2相連；第四路與三位三通閥33的P 口相連，三位三通閥33出口 A與梭閥34的進(jìn)口 P2相連，三位三通閥T 口與油箱5相連。第二變量泵4的出油口與梭閥34的進(jìn)油口 Pl相連，第二變量泵4的吸油口 y與油箱5相連。梭閥34的出油口與三位四通閥7的進(jìn)油口 P相連；三位四通閥7的A 口分四路:第一路與三位三通閥的32的A 口相連，第二路與第一安全閥30相連，第三路與第三單向閥28的Pl 口相連，第四路與回轉(zhuǎn)馬達(dá)27的B 口相連；三位四通閥7的B 口分四路:第一路與三位三通閥32的B 口相連，第二路與第二安全閥31相連，第三路與第四單向閥29的Pl 口相連，第四路與回轉(zhuǎn)馬達(dá)27的A 口相連；第三單向閥28的P2 口、第四單向閥29的P2 口、第一安全閥30和第二安全閥31出油口同時(shí)與油箱5相連；三位三通閥32的P 口與連接增壓裝置10的定量馬達(dá)9相連；左、右先導(dǎo)控制手柄35、36與控制器輸入信號(hào)線相連，第一壓力傳感器37的檢測(cè)端接在二位三通閥26和三位三通閥33之間，用于測(cè)量蓄能器中的壓力值，第一壓力傳感器37的電氣接口與主控制器I的輸入信號(hào)接口相連，第二壓力傳感器38的檢測(cè)接口與斗桿油缸19進(jìn)油口相連，用于檢測(cè)斗桿油缸中負(fù)載的壓力值，第二壓力傳感器38的電氣接口與主控制器I的輸入信號(hào)接口相連，主控制器I的輸出信號(hào)接口與三位四通閥6和三位四通閥7電磁鐵相連，主控制器的輸出信號(hào)接口與圖2c中動(dòng)臂回路的所有兩位兩通閥的電磁鐵相連，主控制器的輸出信號(hào)接口與圖2b中回轉(zhuǎn)回路的所有三位三通閥、兩位兩通閥的電磁鐵相連，主控制器的輸出信號(hào)接口與圖2a中能量釋放回路所有電磁閥的電磁鐵相連。
[0029]圖2a、圖2b、圖2c至圖5中，回轉(zhuǎn)制動(dòng)能量回收包括:挖掘機(jī)的主控制器I通過(guò)對(duì)左先導(dǎo)控制手柄35輸出的壓力信號(hào)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)處理，獲得先導(dǎo)控制壓力，判斷回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是正向回轉(zhuǎn)還是反向回轉(zhuǎn)。正向回轉(zhuǎn)制動(dòng)能量回收，如附圖3，左先導(dǎo)控制手柄35處于左位時(shí)，三位四通閥7處于左位，回轉(zhuǎn)馬達(dá)正向回轉(zhuǎn)，當(dāng)司機(jī)將左先導(dǎo)控制手柄35扳回中位時(shí)，主控制器I控制三位四通閥7工作在中位，三位三通閥32處于右位，兩位兩通閥11工作在右位?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)27在慣性作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)27起泵作用所加壓的油液從第四單向閥29吸入，加壓油液經(jīng)三位三通閥32右位，流進(jìn)增壓裝置10的定量馬達(dá)9，通過(guò)增壓裝置10中的液壓泵進(jìn)行增壓，增壓后的液壓油通過(guò)第一單向閥14P1 口流入液壓蓄能器23、24存儲(chǔ)。液壓馬達(dá)9出油口油液通過(guò)兩位兩通閥11流回油箱5。同理，當(dāng)左先導(dǎo)控制手柄35處于右位時(shí)，三位四通閥7處于右位，回轉(zhuǎn)馬達(dá)反向回轉(zhuǎn)，當(dāng)司機(jī)將左先導(dǎo)控制手柄35扳回中位時(shí)，主控制器I控制三位四通閥7工作在中位，三位三通閥32處于左位，兩位兩通閥11工作在右位。回轉(zhuǎn)馬達(dá)27在慣性作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)27起泵作用所加壓的油液從第三單向閥28吸入，經(jīng)三位三通閥32左位，流進(jìn)增壓裝置10的定量馬達(dá)9，通過(guò)增壓裝置10中的液壓泵進(jìn)行增壓，增壓后的液壓油通過(guò)第一單向閥14P1 口流入液壓蓄能器23、24存儲(chǔ)。液壓馬達(dá)9出油口油液通過(guò)兩位兩通閥11流回油箱5。
[0030]正?；剞D(zhuǎn)能量釋放過(guò)程包括:當(dāng)挖掘機(jī)進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，司機(jī)操作左先導(dǎo)控制手柄35處于左位右位，三位四通閥7處于左位右位。主控制器I通過(guò)接收來(lái)自第一壓力傳感器37的壓力信號(hào)，判斷是否向三位三通閥33發(fā)送電磁信號(hào)。當(dāng)蓄能器中壓力值較高時(shí)，三位三通閥33處于右位，蓄能器23、24中的壓力油通過(guò)三位三通閥33A 口流進(jìn)梭閥34的P2口。由于剛開(kāi)始時(shí)，液壓蓄能器中的壓力油較高，所以打開(kāi)梭閥34P2 口流入三位四通閥7的P 口，向回轉(zhuǎn)回路供油。當(dāng)蓄能器中壓力不足以供給液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)時(shí)，司機(jī)加大手柄的擺角，此時(shí)液壓泵4供油，帶動(dòng)回路繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，主控制器I向三位三通閥33發(fā)送控制信號(hào)，使其處于左位，液壓蓄能器中未釋放的壓力油回油箱，為下次吸油做好準(zhǔn)備。
[0031]動(dòng)臂重力勢(shì)能回收:當(dāng)動(dòng)臂下降時(shí)，如附圖4，主控制器I通過(guò)對(duì)右先導(dǎo)控制手柄36輸出的壓力信號(hào)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)處理，獲得先導(dǎo)控制壓力，判斷動(dòng)臂是快速下降，還是緩慢下降。此時(shí)，右先導(dǎo)控制手柄36處于后位，三位四通閥6處于右位，當(dāng)動(dòng)臂是緩慢下降時(shí)，動(dòng)臂無(wú)桿腔回油量較少。主控制器I控制兩位兩通閥16處于上位，無(wú)桿腔中油液進(jìn)兩位兩通閥16A 口，油液經(jīng)兩位兩通閥16B 口流入第二單向閥15的Pl 口，從第二單向閥15P2 口直接回收勢(shì)能至液壓蓄能器；當(dāng)司機(jī)加大手柄擺角，先導(dǎo)壓力較大，動(dòng)臂快速下降時(shí)，動(dòng)臂無(wú)桿腔回油量較大。此時(shí)，主控制器I控制兩位兩通閥16處于上位、兩位兩通閥13處于右位、兩位兩通閥8處于下位，油液一路經(jīng)兩位兩通閥13B 口，流入增壓裝置10的定量馬達(dá)9進(jìn)油口，通過(guò)增壓裝置10中的液壓泵進(jìn)行增壓，增壓后的液壓油通過(guò)第一單向閥14P1 口流入液壓蓄能器23、24存儲(chǔ)。定量馬達(dá)9出油口的油液經(jīng)兩位兩通閥SB 口直接流入動(dòng)臂的有桿腔，實(shí)現(xiàn)流量再生，防止動(dòng)臂有桿腔出現(xiàn)吸空現(xiàn)象，另一路走第二單向閥15P1 口直接回收勢(shì)能至液壓蓄能器。
[0032]動(dòng)臂提升能量釋放過(guò)程包括:當(dāng)動(dòng)臂提升時(shí)，主控制器I通過(guò)對(duì)右先導(dǎo)控制手柄36輸出的壓力信號(hào)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)處理，獲得先導(dǎo)控制壓力，主控制器I控制三位四通閥6處于左位,兩位兩通閥16處于下位,兩位兩通閥17處于左位,兩位兩通閥8處于上位，兩位兩通閥11處于左位，兩位兩通閥13處于左位，主控制器I通過(guò)接收來(lái)自第一壓力傳感器37的壓力信號(hào)，判斷是否向三位三通閥20發(fā)送電磁信號(hào)。當(dāng)蓄能器中壓力值較高時(shí)，三位三通閥20處于上位，蓄能器23、24中的壓力油通過(guò)三位三通閥20A 口流進(jìn)梭閥17的P2口。由于剛開(kāi)始時(shí)，液壓蓄能器中的壓力油較高，所以打開(kāi)梭閥34P2 口流入動(dòng)臂無(wú)桿腔，向動(dòng)臂提升回路供油。當(dāng)蓄能器中壓力不足以供給液液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，司機(jī)加大手柄的擺角，此時(shí)變量泵3供油。同時(shí)，主控制器I向二位三通閥26發(fā)送控制信號(hào)，使其處于右位，液壓蓄能器中未釋放的壓力油回油箱，為下次吸油做好準(zhǔn)備。
[0033]實(shí)施例
[0034]如附圖5。通常挖掘機(jī)在鏟運(yùn)土石方時(shí)，需完成挖掘、轉(zhuǎn)動(dòng)、卸載、轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)完整的工作循環(huán)。在挖掘的過(guò)程中，動(dòng)臂油缸18的上升與下降是間歇進(jìn)行的，且幅度不大，此時(shí)，主控制器I控制兩位兩通閥16處于上位，油液通過(guò)兩位兩通閥16經(jīng)第二單向閥15P1 口流入液壓蓄能器進(jìn)行動(dòng)臂勢(shì)能的回收，挖掘結(jié)束后，左先導(dǎo)控制手柄35控制挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)，此時(shí)可進(jìn)行正?；剞D(zhuǎn)能量釋放。當(dāng)回轉(zhuǎn)工況完成后，進(jìn)行制動(dòng)能量的回收，液壓回路如前所述。回轉(zhuǎn)結(jié)束后在進(jìn)行卸載工況時(shí)，通常情況下卸載工況是斗桿、鏟斗和動(dòng)臂復(fù)合動(dòng)作，此時(shí)主控制器I通過(guò)接收來(lái)自左先導(dǎo)控制手柄35、右先導(dǎo)控制手柄36和第二壓力傳感器38的壓力信號(hào)，來(lái)判斷是進(jìn)行動(dòng)臂油缸的提升或者下降、斗桿油缸的伸出或收回、鏟斗油缸的伸出或收回。
[0035]在此特別的說(shuō)明動(dòng)臂處于下降時(shí)鏟斗油缸和斗桿油缸的動(dòng)作過(guò)程，主控制器I通過(guò)接收來(lái)自第二壓力傳感器38的壓力信號(hào)控制兩位兩通閥17中節(jié)流閥的開(kāi)度，動(dòng)臂油缸18中一部分回油通入斗桿油缸19，另一部分通過(guò)兩位兩通閥16流入第二單向閥P2 口存入蓄能器；當(dāng)?shù)诙毫鞲衅鲏毫π盘?hào)38過(guò)大時(shí)，主控制器I控制兩位兩通閥20處于下位，此時(shí)液壓蓄能器將在挖掘時(shí)動(dòng)臂下降和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)回收的能量，通入斗桿油缸19進(jìn)行卸載位置的就位，就位結(jié)束后開(kāi)始卸載動(dòng)作，主控制器I接收第一壓力傳感器37的信號(hào)，判斷是否向兩位兩通閥21發(fā)送電磁信號(hào)。當(dāng)蓄能器中壓力油壓力相對(duì)較高時(shí)，兩位兩通閥21處于上位，蓄能器23、24中的壓力油通過(guò)二位三通閥26的B 口流進(jìn)兩位兩通閥21的A口，從而驅(qū)動(dòng)鏟斗油缸進(jìn)行卸載。當(dāng)蓄能器壓力不足時(shí)，主泵驅(qū)動(dòng)鏟斗油缸進(jìn)行動(dòng)作本發(fā)明原理圖未標(biāo)出。同時(shí)，主控制器I向二位三通閥26發(fā)送控制信號(hào)，使其處于右位，液壓蓄能器中未釋放的壓力油回油箱，為下次吸油做好準(zhǔn)備。卸載完成后，左先導(dǎo)控制手柄35控制三位四通閥7處于左位或右位，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行回轉(zhuǎn)，從而進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。該回路把動(dòng)臂油缸16和蓄能器中的壓力油液，直接轉(zhuǎn)換到斗桿油缸18和鏟斗油缸22中去，降低了變量泵的輸出流量，降低了油路中的沿程壓力損失，實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)少，油液利用效率高等效果，從而進(jìn)一步節(jié)約能量、降低排放。
[0036]本發(fā)明提供了一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括主控制器、油箱以及分別與油箱連接的動(dòng)臂油缸、斗桿油缸以及鏟斗油缸，油箱上分別連接兩個(gè)變量泵。其中第一變量泵與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，其特征在于，第一變量泵依次管道連接第一三位四通閥和動(dòng)臂油缸的有桿腔；動(dòng)臂油缸的有桿腔同時(shí)連接第一兩位兩通閥；第一三位四通閥同時(shí)連接第一梭閥，第一梭閥同時(shí)連接第五兩位兩通閥和第一三位三通閥，第五兩位兩通閥同時(shí)與斗桿油缸以及所述第一三位三通閥連接，第一三位三通閥同時(shí)連接第六兩位兩通閥和一二位三通閥，第六兩位兩通閥與所述鏟斗油缸連接；所述二位三通閥同時(shí)連接液壓蓄能器、增壓裝置、第三兩位兩通閥、第四兩位兩通閥以及第三三位三通閥；第四兩位兩通閥同時(shí)連通動(dòng)臂油缸的無(wú)桿腔；增壓裝置和第三兩位兩通閥同時(shí)連接定量馬達(dá)；定量馬達(dá)分別連接第一兩位兩通閥和第二二位二通閥； 所述第二變量泵通過(guò)第二梭閥分別連接第二三位四通閥和第三三位三通閥；第二三位四通閥同時(shí)連接第二三位三通閥、第一安全閥、第二安全閥、第三單向閥、第四單向閥以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)；其中第三單向閥和第四單向閥引出管道連接油箱，油箱中的油液能夠流過(guò)第三單向閥和第四單向閥； 所述液壓蓄能器前端管路設(shè)有第一壓力傳感器； 所述斗桿油缸前端管路設(shè)有第二壓力傳感器； 所述第一三位四通閥、第二三位四通閥、第一兩位兩通閥、第二兩位兩通閥、第三兩位兩通閥、第四兩位兩通閥、第五兩位兩通閥、第一三位三通閥、第六兩位兩通閥、二位三通閥、第二三位三通閥、第三三位三通閥、第一壓力傳感器以及第二壓力傳感器分別與所述主控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其特征在于，增壓裝置包括與定量馬達(dá)通過(guò)聯(lián)軸器連接的增速器以及與增速器通過(guò)聯(lián)軸器連接的液壓泵。.
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其特征在于，液壓蓄能器連接增壓裝置的管路上設(shè)有第一單向閥，流通方向?yàn)樵鰤貉b置流向液壓蓄能器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其特征在于，液壓蓄能器連接第三兩位兩通閥和第四兩位兩通閥的管路上設(shè)有第二單向閥，流通方向?yàn)榈谌齼晌粌赏ㄩy和第四兩位兩通閥流向液壓蓄能器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓蓄能器前端管路設(shè)有溢流閥，溢流閥同時(shí)連接油箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一變量泵旁路連通有連接油箱的第三安全閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有能量回收和轉(zhuǎn)換的挖掘機(jī)油液混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二變量泵旁路連通有連接油箱的第四安全閥。
【文檔編號(hào)】E02F3/42GK103469835SQ201310401206
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】殷晨波, 劉輝, 曹東輝, 王彤熳, 葉儀 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué), 三一重機(jī)有限公司