一種液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，屬于挖掘機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，包括：動臂油缸有桿腔（1），動臂油缸無桿腔（2），第三兩位閥（3），蓄電池（4），發(fā)電機(jī)（5），液壓變量馬達(dá)（6）等，其特征在于：通過計(jì)算機(jī)控制單元控制第一兩位閥（10）、第二兩位閥（12）、第三兩位閥（3）的開關(guān)情況以及換向閥(11)的不同位置得到不同的油路連接狀況，使得在挖掘機(jī)動臂上升下降時，液壓油都能夠進(jìn)行蓄能或發(fā)電，通過該系統(tǒng)可以很好的利用動臂下降時的液壓能量，同時所需設(shè)備簡單，價格便宜。
【專利說明】一種液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，屬于挖掘機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓挖掘機(jī)動臂自重很大，在上升的過程中需要提供能量，而在下降的過程中是不需要消耗能量的，需要我們對其液壓回路進(jìn)行改善，最大限度的利用可再生能源，本發(fā)明提供了一種新型動臂節(jié)能系統(tǒng)，能夠?qū)⒁簤和诰驒C(jī)動臂下降時的能量進(jìn)行有效的回收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供的一種新型挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，能夠?qū)⒁簤和诰驒C(jī)動臂下降時的能量轉(zhuǎn)化為液壓能儲存在畜能器中以及電能儲存在畜電池中。
[0004]一種液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，包括油箱(8)，液壓泵(9)，溢流閥(7)，第一兩位閥(10)，換向閥(11)，第二兩位閥(12)，第一單向閥(13)，蓄能器(14)，第二單向閥(15)，蓄能器壓力傳感器(16)，動臂無桿腔壓力傳感器(17)，動臂活塞(18)，計(jì)算機(jī)控制單元
(19)，動臂油缸有桿腔(1)，動臂油缸無桿腔(2)，第三兩位閥(3)，蓄電池(4)，發(fā)電機(jī)(5)，液壓馬達(dá)(6);動臂靜止時換向閥(11)處于中間位，動臂油缸的有桿腔(I)和無桿腔(2)油路都被截?cái)?，液壓油無法流通；動臂上升時換向閥(11)處于右側(cè)位，計(jì)算機(jī)控制單元(19)控制第一兩位閥(10)處于連通位、第二兩位閥(12)和第三兩位閥(3)處于斷開位，使得油路先由蓄能器(14)通過換向閥(11)向動臂油缸無桿腔(2)供油，當(dāng)蓄能器(14)壓力下降到一定值時計(jì)算機(jī)控制單元(19)控制第一兩位閥(10)處于斷開位，改為液壓泵(9)向無桿腔供油，有桿腔(I)排除的液壓油通過液壓馬達(dá)(6)從而產(chǎn)生電能后回到油箱；動臂下降時計(jì)算機(jī)控制單元(19)控制第一兩位閥(10)處于斷開位、第二兩位閥(12)和第三兩位閥(3)處于連通位，無桿腔(2)排出的液壓油一部分進(jìn)入蓄能器(14)，一部分通過液壓馬達(dá)(6)產(chǎn)生電能，該節(jié)能系統(tǒng)通過增加蓄能器(I)和液壓馬達(dá)(6)對動臂下降時液壓能的儲存利用，從而達(dá)到挖掘機(jī)動臂節(jié)能的效果。
[0005]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn):
1、由于動臂下降時間快，蓄電池儲能需要一定的時間，只有使用超級電容可以儲存能量，采用蓄能器與蓄電池聯(lián)合儲能而不是超級電容，節(jié)約成本；
2、若只用蓄能器儲能，動臂速度需采用節(jié)流閥調(diào)節(jié)，達(dá)不到能量回收的最大化，而采用馬達(dá)調(diào)節(jié)動臂下降速度，可將浪費(fèi)在節(jié)流閥的能量轉(zhuǎn)化為電能儲存。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明所述液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)的布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]1、動臂油缸有桿腔，2、動臂油缸無桿腔，3、第三兩位閥，4、蓄電池，5、發(fā)電機(jī)，6、液壓變量馬達(dá)，7、溢流閥，8、主油箱，9、液壓泵，10、第一兩位閥，11、換向閥，12、第二兩位閥，13、第一單向閥，14、蓄能器，15、第二單向閥，16、蓄能器壓力傳感器，17、動臂無桿腔壓力傳感器，18、動臂活塞，19、計(jì)算機(jī)控制單元。
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明
如圖1所示:本發(fā)明所述液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)包括:動臂液壓缸1，動臂液壓缸活塞2，第三兩位閥3，蓄電池4，發(fā)電機(jī)5，液壓變量馬達(dá)6，溢流閥7，主油箱8，液壓泵9，第一兩位閥10，換向閥11，第二兩位閥12，第一單向閥13，蓄能器14，第二單向閥15，蓄能器壓力傳感器16，動臂無桿腔壓力傳感器17，動臂活塞18，計(jì)算機(jī)控制單元19。
[0009]本節(jié)能系統(tǒng)的連接方式為:液壓泵9入口與油箱8相連，在油箱8與換向閥11間并聯(lián)有溢流閥7防止液壓泵9超載，液壓泵9出口與換向閥11的E 口相連，動臂油缸有桿腔I與換向閥11的A 口相連、動臂油缸無桿腔2與換向閥11的B 口相連、有桿腔排油油路與換向閥11的D 口相連，液壓馬達(dá)6以及第二單向閥15出口與換向閥11的D 口相連，第一單向閥13入口以及第二單向閥15入口與換向閥11的C 口相連，換向閥11的F 口與第一兩位閥10的出口相連，蓄能器14與第一兩位閥10的入口相連，第一單向閥13出口與蓄能器14相連，第二單向閥15與液壓馬達(dá)6相連，液壓馬達(dá)6出口分別連接油箱7和第三兩位閥3，第三兩位閥3與動臂有桿腔I相連，計(jì)算機(jī)控制單元19可根據(jù)動臂無桿腔壓力傳感器17測得的動臂無桿腔出口壓力和蓄能器壓力傳感器16測得的蓄能器出口壓力從而協(xié)調(diào)控制各個兩位閥的連通與阻斷。
[0010]動臂靜止:當(dāng)需要動臂缸活塞桿18靜止時，將換向閥11置于中間位置，此時液壓泵9停止工作，計(jì)算機(jī)控制單元19控制第三兩位閥3處于斷開狀態(tài)，動臂油缸有桿腔1、動臂油缸無桿腔2都與油路連接中斷，動臂油缸活塞18處于靜止?fàn)顟B(tài)。
[0011]動臂下降:當(dāng)需要動臂油缸活塞18下降時，控制換向閥11置于左側(cè)位置，換向閥內(nèi)部A 口與E 口連通，B 口與C 口連通，計(jì)算機(jī)控制單元19控制第一兩位閥10處于斷開狀態(tài)，第二兩位閥12和第三兩位閥3處于連通狀態(tài)，液壓泵9將液壓油由換向閥11送到動臂有桿腔3，動臂無桿腔2液壓油經(jīng)兩路，其中一路經(jīng)第二單向閥15到液壓變量馬達(dá)6，計(jì)算機(jī)控制單元19通過動臂無桿腔壓力傳感器17測得動臂無桿腔2出口壓力，從而調(diào)節(jié)變量馬達(dá)6的排量，控制動臂活塞18下降的速度，同時由液壓變量馬達(dá)6出口排除的液壓油一部分通過第三兩位閥3進(jìn)入動臂有桿腔1，防止由于動臂活塞18下降過快而產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，另一部分液壓油直接由液壓變量馬達(dá)6回到油箱8 ;另一路經(jīng)第一單向閥13到第二兩位閥12，再由第二兩位閥12到蓄能器14，計(jì)算機(jī)控制單元19檢測蓄能器14的壓力從而控制第二兩位閥12的連通與斷開，當(dāng)蓄能器14壓力達(dá)到一定值時第二兩位閥12處于斷開狀態(tài)，蓄能器14不再充能；發(fā)電機(jī)5與液壓變量馬達(dá)6相連接，液壓變量馬達(dá)6轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機(jī)5轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能，電能由蓄電池4進(jìn)行儲存，產(chǎn)生的電能可供給挖掘機(jī)的用電需要。
[0012]動臂上升:當(dāng)需要動臂缸活塞16上升時，控制換向閥11處于右側(cè)位置，此時換向閥11的A 口與D 口相連，E 口、F 口、B三口相連，計(jì)算機(jī)控制單元19控制第二兩位閥12和第三兩位閥3斷開，第一兩位閥10連通，液壓泵9停止工作，蓄能器14的液壓油經(jīng)過第一兩位閥10、換向閥11進(jìn)入動臂無桿腔2推動動臂腔活塞16上升，同時計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測蓄能器14出口壓力，當(dāng)蓄能器14的出口壓力低于一定值時，計(jì)算機(jī)控制單元19控制第一兩位閥10使其處于斷開狀態(tài)，同時液壓泵9開始工作，系統(tǒng)改由液壓泵9向動臂油缸無桿腔2供油，動臂油缸有桿腔I的液壓油經(jīng)過液壓變量馬達(dá)6，驅(qū)動液壓變量馬達(dá)6轉(zhuǎn)動后回到油缸8。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，包括油箱(8)，液壓泵(9)，溢流閥(7)，第一兩位閥(10)，換向閥(11)，第二兩位閥(12)，第一單向閥(13)，蓄能器(14)，第二單向閥(15)，蓄能器壓力傳感器(16)，動臂無桿腔壓力傳感器(17)，動臂活塞(18)，計(jì)算機(jī)控制單元(19)，動臂油缸有桿腔(1)，動臂油缸無桿腔(2)，第三兩位閥(3)，蓄電池(4)，發(fā)電機(jī)(5)和液壓馬達(dá)(6);動臂靜止時換向閥(11)處于中間位，動臂油缸的有桿腔(I)和無桿腔(2)油路都被截?cái)?，液壓油無法流通；動臂上升時換向閥(11)處于右側(cè)位，計(jì)算機(jī)控制單元(19)控制第一兩位閥(10)處于連通位、第二兩位閥(12)和第三兩位閥(3)處于斷開位，使得油路先由蓄能器(14)通過換向閥(11)向動臂油缸無桿腔(2)供油，當(dāng)蓄能器(14)壓力下降到一定值時計(jì)算機(jī)控制單元(19)控制第一兩位閥(10)處于斷開位，改為液壓泵(9)向無桿腔供油，有桿腔(I)排除的液壓油通過液壓馬達(dá)(6)從而產(chǎn)生電能后回到油箱；動臂下降時計(jì)算機(jī)控制單元(19)控制第一兩位閥(10)處于斷開位、第二兩位閥(12)和第三兩位閥(3)處于連通位，無桿腔(2)排出的液壓油一部分進(jìn)入蓄能器(14)，一部分通過液壓馬達(dá)(6)產(chǎn)生電能，該節(jié)能系統(tǒng)通過增加蓄能器(I)和液壓馬達(dá)(6)對動臂下降時液壓能的儲存利用，從而達(dá)到挖掘機(jī)動臂節(jié)能的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)有計(jì)算機(jī)控制單元(19),對第一兩位閥(10)，第二兩位閥(12)，第三兩位閥(3)進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)電機(jī)與變量液壓馬達(dá)(6)相連,蓄電池(4)與發(fā)電機(jī)(5)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:第一單向閥(13)與第二兩位閥(12)相連，第二單向閥(15)與液壓馬達(dá)(6)相連，第一兩位閥(10)與蓄能器(14)出口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)動臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:第三兩位閥(3)在動臂下降時可以對動臂有桿腔(I)進(jìn)行液壓油的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)液壓油再生，防止吸空現(xiàn)象。
【文檔編號】E02F3/42GK103643708SQ201310681014
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】張為春, 劉攀, 崔盈利, 劉自剛 申請人:山東理工大學(xué)