一種挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種挖掘機液壓回轉(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、液控單向閥、二位三通電磁換向閥、蓄能器、梭閥、壓力繼電器；制動時馬達變泵經(jīng)第二單向閥組將油壓入蓄能器儲存；蓄能器供油和主泵經(jīng)主控換向閥的供油都經(jīng)過三位四通液控換向閥控制；蓄能器在高液位時壓力繼電器閉合，二位三通電磁換向閥換位使先導閥至主控換向閥液控口的通道斷開，因此主控換向閥關(guān)閉，蓄能器獨立供油驅(qū)動馬達；蓄能器到達低液位時壓力繼電器斷開，二位三通電磁換向閥回位使先導閥至主控換向閥液控口的油路導通，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】一種挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及挖掘機液壓系統(tǒng)，尤其涉及一種挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，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]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，在保持原有的回轉(zhuǎn)啟動、制動性能基本不變的同時，在原有的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增設(shè)一套能量回收和利用系統(tǒng)，取得高效節(jié)能效果。
[0007]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種挖掘機液壓回轉(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]所述先導操縱閥組包括了 2個先導閥5 ；
[0011]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；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，所述主控換向閥4的P油口接油泵、O油口接油箱13 ；[0012]還包括第二單向閥組6、三位四通液控換向閥9、液控單向閥7、二位三通電磁換向閥12、蓄能器11、梭閥10、壓カ繼電器8 ；
[0013]所述第二單向閥組6由2個單向閥構(gòu)成，該2個單向閥的出口并聯(lián)后再與三位四通液控換向閥9的P油口和液控單向閥7的進油ロ連接；該2個單向閥的兩個進油ロ分別連接液壓馬達I的進出主油路；
[0014]所述三位四通液控換向閥9的0油ロ連接油箱，三位四通液控換向閥9的A油ロ、B油ロ分別與液壓馬達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)液控ロ分別與2個先導閥5的出油ロ連接；所述三位四通液控換向閥9在中位吋，P油ロ、0油ロ、A油口和B油ロ全部封閉；
[0015]所述液控單向閥7的出油ロ與蓄能器11出油ロ連接，液控單向閥7的進油ロ與第ニ單向閥組的出口相連；
[0016]所述液控單向閥7為外泄式，液控進油ロ與梭閥10的出油ロ連接，液控出油ロ與二位三通電磁換向閥12的A油ロ連接；
[0017]所述蓄能器11的出口油路與液控單向閥7的出油ロ連接，同時還與壓カ繼電器8的液控ロ連接；
[0018]所述二位三通電磁換向閥12的P油ロ與梭閥10的出口連接，A油ロ與主控換向閥4的一側(cè)液控油ロ連接、同時還與液控單向閥7的液控油出ロ連接，0油ロ接油箱13 ；
[0019]所述梭閥10的2個進油ロ分別與先導操縱閥組的2個先導閥5的出油ロ連接，梭閥10的出油ロ與二位三通電磁換向閥12的P油ロ連接；
[0020]所述壓カ繼電器8的液控ロ與蓄能器11出ロ連接，壓カ繼電器8的電輸出端通過電路與二位三通電磁換向閥12的電控接頭連接，壓カ繼電器8的電輸入端與電源連接；[0021 ] 所述主控換向閥4的A油口和B油口中的其中ー個油ロ封閉，未密封的油ロ與三位四通液控換向閥9的P油ロ連接，所述主控換向閥4的一側(cè)液控ロ與二位三通電磁換向閥12的A油ロ連接，另ー側(cè)液控ロ接油箱13。
[0022]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果在于:
[0023](I)蓄能器提供動カ時，主控換向閥在中位，不影響其它閥操縱，可以與其它操縱復合動作。
[0024](2)制動時過載閥處于關(guān)閉狀態(tài)，消除了原有液壓噪音。
[0025](3)蓄能器如果采用皮囊式時，低壓狀態(tài)蓄能器內(nèi)可保證合理油位，防止蓄能器損壞。
[0026](4)蓄能器出口采用液控單向閥可防止不回轉(zhuǎn)工作時蓄能器高壓油泄漏。
[0027](5)本挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，技術(shù)手段簡便易行，成本低，利用了原有的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)，取得高效節(jié)能效果。
[0028](6)挖掘機回轉(zhuǎn)時的制動能量得到回收，回收效率高。
[0029](7)制動能量用于啟動過程，并與液壓泵供油無沖擊接替，避免了液壓泵啟動溢流損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為現(xiàn)有挖掘機的構(gòu)造示意圖。[0031]圖2為現(xiàn)有挖掘機回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)示意圖。
[0032]圖3為本實用新型挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。
[0034]實施例
[0035]如圖3所示。本實用新型挖掘機液壓回轉(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、先導操縱閥組、油箱13 ；
[0036]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 ；
[0037]所述先導操縱閥組包括了 2個先導閥5 ；
[0038]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；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，所述主控換向閥4的P油口接油泵、O油口接油箱13 ；
[0039]本挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，還包括第二單向閥組6、三位四通液控換向閥9、液控單向閥7、二位三通電磁換向閥12、蓄能器11、梭閥10、壓力繼電器8 ;
[0040]所述第二單向閥組6由2個單向閥構(gòu)成，該2個單向閥的出口并聯(lián)后再與三位四通液控換向閥9的P油口和液控單向閥7的進油口連接；該2個單向閥的兩個進油口分別連接液壓馬達I的進出主油路；
[0041]所述三位四通液控換向閥9的O油口連接油箱，三位四通液控換向閥9的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2個先導閥5的出油口連接；所述三位四通液控換向閥9在中位時，P油口、O油口、A油口和B油口全部封閉；
[0042]所述液控單向閥7的出油口與蓄能器11出油口連接，液控單向閥7的進油口與第二單向閥組的出口相連；
[0043]所述液控單向閥7為外泄式，液控進油口與梭閥10的出油口連接，液控出油口與二位三通電磁換向閥12的A油口連接；
[0044]所述蓄能器11的出口油路與液控單向閥7的出油口連接，同時還與壓力繼電器8的液控口連接；
[0045]所述二位三通電磁換向閥12的P油口與梭閥10的出口連接，A油口與主控換向閥4的一側(cè)液控油口連接、同時還與液控單向閥7的液控油出口連接，O油口接油箱13 ；
[0046]所述梭閥10的2個進油口分別與先導操縱閥組的2個先導閥5的出油口連接，梭閥10的出油口與二位三通電磁換向閥12的P油口連接；
[0047]所述壓力繼電器8的液控口與蓄能器11出口連接，壓力繼電器8的電輸出端通過電路與二位三通電磁換向閥12的電控接頭連接，壓力繼電器8的電輸入端與電源連接；
[0048]所述主控換向閥4的A油口和B油口中的其中一個油口封閉，未密封的油口與三位四通液控換向閥9的P油口連接，所述主控換向閥4的一側(cè)液控口與二位三通電磁換向閥12的A油口連接，另一側(cè)液控口接油箱13。[0049]本實用新型工作原理如下:
[0050]如果蓄能器11的液位處于低位、低壓狀態(tài)，即達到壓カ繼電器8關(guān)閉所對應(yīng)的壓カ時，繼電器8根據(jù)蓄能器11的壓カ信號斷開電路，二位三通電磁換向閥12的閥位見如圖3，當操縱打開先導閥5的其中一個回轉(zhuǎn)啟動時，先導油流打開三位四通液控換向閥9，同時也經(jīng)梭閥10、二位三通電磁換向閥12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、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0油ロ流回油箱13，由于泵設(shè)置的供油壓カ低于蓄能器11低液位時壓力，故由液壓泵來的壓カ油不能進入蓄能器11，因此蓄能器11不動；
[0051]如果蓄能器11的液位處于上位、高壓狀態(tài)，即高于壓カ繼電器8所設(shè)置的壓カ吋，壓カ繼電器8根據(jù)蓄能器11的壓カ信號閉合電路，二位三通電磁換向閥12的閥位換位，經(jīng)梭閥10到主控換向閥4的油路被斷開，當操縱先導閥5驅(qū)動回轉(zhuǎn)時，先導油打開三位四通液控換向閥9的同時也打開液控單向閥7，蓄能器11內(nèi)的油液經(jīng)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0油ロ流回油箱13，這ー過程中完全靠蓄能器11的高壓油驅(qū)動，主控換向閥4不動，液壓泵(圖中未示出)無載荷運轉(zhuǎn)；
[0052]如果蓄能器11的油逐步減少并接近用完時，壓カ繼電器8根據(jù)蓄能器11的壓カ信號斷開電路，二位三通電磁換向閥12的閥位回到圖示閥位，由先導閥5到主控換向閥4液控ロ的油路導通，主控換向閥4打開，液壓泵會接替蓄能器11繼續(xù)供油。
[0053]回轉(zhuǎn)制動時，操縱先導閥5回位關(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在慣性カ驅(qū)動下變?yōu)楸?，泵出的油通過主油路打開第二單向閥組6其中的ー個單向閥和液控單向閥7進入蓄能器11將液壓能儲存起來，直至回轉(zhuǎn)運動完全停止。
[0054]只要蓄能器11內(nèi)有油，即液位高于壓カ繼電器8設(shè)定的液位，就會首先使用蓄能器11內(nèi)的油，如果蓄能器11的油用完，液壓泵的油就會接替，這個轉(zhuǎn)換過程是連續(xù)的。
[0055]回轉(zhuǎn)系統(tǒng)不工作時，先導閥5回位，液控單向閥7的液控進出ロ都與油箱13接通，液控單向閥7可起到封閉作用，防止蓄能器11內(nèi)的高壓油泄漏。
[0056]如上所述便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
[0057]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(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，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種挖掘機液壓回轉(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； 所述先導操縱閥組包括了 2個先導閥； 第一單向閥組的2個單向閥的進ロ與2個過載閥的出ロ共同連接在一起，并再與油箱連接，該第一單向閥組的2個單向閥的出油ロ分別連接液壓馬達的進出主油路；2個過載閥的進油ロ分別與液壓馬達的進出主油路連接，所述主控換向閥的P油ロ接油泵、O油ロ接油箱； 其特征在于: 還包括第二單向閥組、三位四通液控換向閥、液控單向閥、二位三通電磁換向閥、蓄能器、梭閥、壓カ繼電器； 所述第二單向閥組由2個單向閥構(gòu)成，該2個單向閥的出口并聯(lián)后再與三位四通液控換向閥的P油ロ和液控單向閥的進油ロ連接；該2個單向閥的兩個進油ロ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油ロ連接油箱，三位四通液控換向閥的A油ロ、B油ロ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)液控ロ分別與2個先導閥的出油ロ連接；所述三位四通液控換向閥在中位時，P油ロ、O油ロ、A油口和B油ロ全部封閉； 所述液控單向閥的出油ロ與蓄能器出油ロ連接，液控單向閥的進油ロ與第二單向閥組的出口相連； 所述液控單向閥為外泄式，液控進油ロ與梭閥的出油ロ連接，液控出油ロ與二位三通電磁換向閥的A油ロ連接； 所述蓄能器的出口油路與液控單向閥的出油ロ連接，同時還與壓カ繼電器的液控ロ連接； 所述二位三通電磁換向閥的P油ロ與梭閥的出口連接，A油ロ與主控換向閥的ー側(cè)液控油ロ連接、同時還與液控單向閥的液控油出口連接，O油ロ接油箱； 所述梭閥的2個進油ロ分別與先導操縱閥組的2個先導閥的出油ロ連接，梭閥的出油ロ與二位三通電磁換向閥的P油ロ連接； 所述壓カ繼電器的液控ロ與蓄能器出口連接，壓カ繼電器的電輸出端通過電路與二位三通電磁換向閥的電控接頭連接，壓カ繼電器的電輸入端與電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機液壓回轉(zhuǎn)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述主控換向閥的A油口和B油口中的其中一個油ロ封閉，未密封的油ロ與三位四通液控換向閥的P油ロ連接，所述主控換向閥的ー側(cè)液控ロ與二位三通電磁換向閥的A油ロ連接，另ー側(cè)液控ロ接油箱。
【文檔編號】E02F9/22GK203452118SQ201320539929
【公開日】2014年2月26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