挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，第一液動(dòng)閥與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸的有桿腔相連，第二液動(dòng)閥與斗桿油缸相連；與動(dòng)臂油缸的無(wú)桿腔連接的液壓油路分成兩路，第一路通過(guò)液控單向閥、蓄能器和第一電磁閥后與第二液動(dòng)閥相連；第二路通過(guò)第二電磁閥通向第一液動(dòng)閥；或通過(guò)第一電磁閥通向液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)輸出端與發(fā)電機(jī)相連。本發(fā)明合理回收、充分利用了動(dòng)臂勢(shì)能，將動(dòng)臂勢(shì)能產(chǎn)生的高壓回油輸入蓄能器后釋放液壓能與主泵油路一起合流供給斗桿油缸；或?qū)⒁簤耗芎狭黩?qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)液壓能到電能的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化。本發(fā)明適用范圍廣、轉(zhuǎn)換形式多樣，對(duì)于中、大型挖掘機(jī)的節(jié)能效果尤為顯著。
【專(zhuān)利說(shuō)明】挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工程機(jī)械的能量回收裝置，尤其是一種回收挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能的裝置，屬于工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機(jī)的工作裝置由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗三部分順序鉸接而成，配上各種不同的作業(yè)機(jī)具后，用于完成挖掘、起重、裝載、平整場(chǎng)地、推土和鑿擊等作業(yè)。挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)，動(dòng)臂頻繁地舉升與下落，動(dòng)臂在舉升后積蓄了動(dòng)臂本體以及與其順序鉸接的斗桿、鏟斗、斗桿油缸和鏟斗油缸等合成的較大的動(dòng)臂重力勢(shì)能(以下簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)臂勢(shì)能)，該動(dòng)臂勢(shì)能經(jīng)過(guò)動(dòng)臂油缸轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅康囊簤耗軆?chǔ)存在動(dòng)臂油缸中。常見(jiàn)工況下，這部分能量隨著動(dòng)臂下降轉(zhuǎn)變成動(dòng)臂油缸內(nèi)液壓油的熱量，這不僅浪費(fèi)能量，而且還使液壓油溫度上升，需要專(zhuān)門(mén)的液壓油冷卻器冷卻液壓油。特別是在夏季高溫環(huán)境下作業(yè)時(shí)，溫度較高的液壓油容易泄漏，同時(shí)給液壓泵、閥、管接頭和其他液壓元件的正常工作帶來(lái)不穩(wěn)定因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種能合理回收、利用動(dòng)臂勢(shì)能的挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，不僅可以避免上述問(wèn)題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，包括主液壓泵、液壓主控閥單元、系統(tǒng)溢流閥、節(jié)流閥、液控單向閥、蓄能器、壓力傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥，所述液壓主控閥單元包括第一液動(dòng)閥、第二液動(dòng)閥和溢流閥，所述主液壓泵輸出端串接第一液動(dòng)閥和第二液動(dòng)閥的中位常開(kāi)端后與溢流閥相連，主液壓泵輸出端還旁接系統(tǒng)溢流閥，第一液動(dòng)閥第一輸出端與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸的有桿腔相連，第二液動(dòng)閥第一輸出端與斗桿油缸的無(wú)桿腔相連，第二液動(dòng)閥第三輸出端與斗桿油缸的無(wú)桿腔相連，第二液動(dòng)閥第三輸出端與斗桿油缸的有桿腔相連；與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸的無(wú)桿腔連接的液壓油路分成兩路，第一路順次通過(guò)節(jié)流閥、液控單向閥、第一單向閥、蓄能器、第二單向閥和第一電磁閥常閉端后與第二液動(dòng)閥第三輸入端相連；第二路通過(guò)第二電磁閥常開(kāi)端通向第一液動(dòng)閥第三輸出端；與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸有桿腔連接的液壓油路通過(guò)第二電磁閥后通向第一液動(dòng)閥第三輸出端。
[0005]本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0006]前述的挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，其中液控單向閥的控制端和第一液動(dòng)閥的控制端相連后通先導(dǎo)操縱裝置；主控制器分別與壓力傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥電連接。
[0007]前述的挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，其中所述液壓主控閥單元包括第一液動(dòng)閥和溢流閥，與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸的無(wú)桿腔連接的液壓油路分成兩路，第一路順次通過(guò)節(jié)流閥、液控單向閥、第一單向閥、蓄能器、第二單向閥和第一電磁閥常閉端通向液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)輸出端與發(fā)電機(jī)相連；第二路通過(guò)第二電磁閥常開(kāi)端通向第一液動(dòng)閥第
三輸出端。
[0008]本發(fā)明合理回收、充分利用了動(dòng)臂勢(shì)能，將動(dòng)臂下降時(shí)的動(dòng)臂勢(shì)能產(chǎn)生的動(dòng)臂油缸無(wú)桿腔的高壓回油不經(jīng)主控閥單元的第一液動(dòng)閥和第二液動(dòng)閥回油而是輸入壓力較低的蓄能器，蓄能器平穩(wěn)釋放儲(chǔ)存的液壓能，該液壓能經(jīng)主閥單元與主泵油路一起合流供給斗桿油缸；或者將動(dòng)臂油缸無(wú)桿腔的高壓回油和蓄能器儲(chǔ)存的液壓能合流驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)液壓能到電能的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化，電能可以用蓄電池收集，也可以直接用來(lái)驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)的相關(guān)電器件，使得挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)減少了這部分高壓回油產(chǎn)生的熱量，減少了能量消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。本發(fā)明適用范圍廣、轉(zhuǎn)換形式多樣，對(duì)于中、大型挖掘機(jī)的節(jié)能效果尤為顯著。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說(shuō)明進(jìn)行圖示和解釋?zhuān)@些實(shí)施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的液壓原理圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的液壓原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例一
如圖1所示，本實(shí)施例包括主液壓泵1、液壓主控閥單元2、節(jié)流閥3、液控單向閥4、蓄能器5、壓力傳感器6、第一電磁閥7、第二電磁閥8和系統(tǒng)溢流閥100，液壓主控閥單元包括第一液動(dòng)閥21、第二液動(dòng)閥22和溢流閥23，主液壓泵I輸出端串接第一液動(dòng)閥21和第二液動(dòng)閥22的中位常開(kāi)端后與溢流閥23相連，主液壓泵I為變量泵，系統(tǒng)溢流閥100旁接主液壓泵I輸出端，用于設(shè)定系統(tǒng)油壓，溢流閥23用來(lái)控制主液壓泵I的流量。
[0013]第二液動(dòng)閥第一輸出端221與斗桿油缸10的有桿腔相連，第二液動(dòng)閥第三輸出端223與斗桿油缸10的無(wú)桿腔相連。與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸9的無(wú)桿腔連接的液壓油路分成兩路，第一路順次通過(guò)節(jié)流閥3、液控單向閥4、第一單向閥101、蓄能器5、第二單向閥102和第一電磁閥7常閉端后與第二液動(dòng)閥第三輸入端224相連；第二路通過(guò)第二電磁閥8常開(kāi)端通向第一液動(dòng)閥第三輸出端213，第一液動(dòng)閥第一輸出端211與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸9的有桿腔相連。
[0014]液控單向閥控制端41和第一液動(dòng)閥控制端214相連后通先導(dǎo)操縱裝置20 (即操縱手柄裝置)。本發(fā)明的主控制器30分別與壓力傳感器6、第一電磁閥7和第二電磁閥8電連接，主控制器30 (MC)采用微電腦芯片控制。
[0015]實(shí)施例二
實(shí)施例二與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同部分如下:
液壓主控閥單元2沒(méi)有第二液動(dòng)閥22，系統(tǒng)不連接斗桿油缸10 ;增設(shè)了液壓馬達(dá)40和發(fā)電機(jī)50，操作手柄控制的先導(dǎo)操縱閥20的先導(dǎo)壓力油控制第一液動(dòng)閥21的換向，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂的動(dòng)作。[0016]與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸9的無(wú)桿腔連接的液壓油路分成兩路，第一路順次通過(guò)節(jié)流閥3、液控單向閥4、第一單向閥101、蓄能器5、第二單向閥102和第一電磁閥7常閉端通向液壓馬達(dá)30，液壓馬達(dá)30輸出端與發(fā)電機(jī)40相連，第二路通過(guò)第二電磁閥8常開(kāi)端通向第一液動(dòng)閥第三輸出端213。
[0017]實(shí)施例一的工作過(guò)程如下:
動(dòng)臂下降時(shí)，動(dòng)臂油缸9的有桿腔的高壓油打開(kāi)液控單向閥10，動(dòng)臂油缸9無(wú)桿腔液壓油經(jīng)節(jié)流閥3以及第一單向閥101流向蓄能器5中；壓力傳感器6監(jiān)測(cè)蓄能器5中的壓力并反饋給主控制器30 ;主控制器30發(fā)送信號(hào)給第二電磁閥8，第二電磁閥8得電換向至左側(cè)的工作位，工作位節(jié)流使得動(dòng)臂油缸9無(wú)桿腔高壓油不經(jīng)第一液動(dòng)閥21回油而是通過(guò)反向打開(kāi)的液控單向閥4流向壓力較低(5MPa)的蓄能器5，確保其蓄能，第二電磁閥8在動(dòng)臂上升時(shí)不得電，不影響第一液動(dòng)閥21向主閥往動(dòng)臂油缸9無(wú)桿腔供油。第一電磁閥7不得電時(shí)，處于右位斷開(kāi)狀態(tài)。蓄能器5中油壓達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，主控制器30發(fā)送信號(hào)給第一電磁閥7,第一電磁閥7換向到左側(cè)工作位接通狀態(tài),左側(cè)工作位帶節(jié)流，使得蓄能器5中的液壓油能平穩(wěn)釋放，不引起沖擊。最后，蓄能器5釋放的液壓油經(jīng)第二液動(dòng)閥22與主液壓泵I油路一起合流供給斗桿油缸10動(dòng)作，加快了斗桿油缸10的作業(yè)速度，降低了主液壓泵I的功率消耗。
[0018]實(shí)施例二的工作過(guò)程如下:
動(dòng)臂下降過(guò)程中，液壓系統(tǒng)各液壓元件的工作過(guò)程與實(shí)施例一相同，所不同的是，蓄能器5中的高壓液壓油平穩(wěn)釋放后驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)40旋轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)40帶動(dòng)發(fā)電機(jī)50，實(shí)現(xiàn)液壓能轉(zhuǎn)換成電能。
[0019]本發(fā)明除上述列舉的兩種外，還可以有其他的能量利用方式。本發(fā)明在中、大型挖掘機(jī)平地高頻率快速作業(yè)時(shí)，節(jié)能效果尤為顯著。
[0020]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，包括主液壓泵、系統(tǒng)溢流閥和液壓主控閥單元，所述液壓主控閥單元包括第一液動(dòng)閥、第二液動(dòng)閥和溢流閥，所述主液壓泵輸出端串接第一液動(dòng)閥和第二液動(dòng)閥的中位常開(kāi)端后與溢流閥相連，主液壓泵輸出端還旁接系統(tǒng)溢流閥，第一液動(dòng)閥第一輸出端與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸的有桿腔相連，第二液動(dòng)閥第一輸出端與斗桿油缸的無(wú)桿腔相連，第二液動(dòng)閥第三輸出端與斗桿油缸的無(wú)桿腔相連，第二液動(dòng)閥第三輸出端與斗桿油缸的有桿腔相連；其特征在于:還包括節(jié)流閥、液控單向閥、蓄能器、壓力傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥，與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸的無(wú)桿腔連接的液壓油路分成兩路，第一路順次通過(guò)節(jié)流閥、液控單向閥、第一單向閥、蓄能器、第二單向閥和第一電磁閥常閉端后與第二液動(dòng)閥第三輸入端相連；第二路通過(guò)第二電磁閥常開(kāi)端通向第一液動(dòng)閥第三輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，其特征在于:液控單向閥的控制端和第一液動(dòng)閥的控制端相連后通先導(dǎo)操縱裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，其特征在于:主控制器分別與壓力傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收液壓控制裝置，其特征在于:所述液壓主控閥單元包括第一液動(dòng)閥和溢流閥，與兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)臂油缸的無(wú)桿腔連接的液壓油路分成兩路，第一路順次通過(guò)節(jié)流閥、液控單向閥、第一單向閥、蓄能器、第二單向閥和第一電磁閥常閉端通向液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)輸出端與發(fā)電機(jī)相連，第二路通過(guò)第二電磁閥常開(kāi)端通向第一液動(dòng)閥第三輸出端。
【文檔編號(hào)】F15B21/14GK103452149SQ201310374939
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】王偉耀, 牛選平, 孫永建, 高劍英, 薛傳林, 魏興虎 申請(qǐng)人:中外合資沃得重工（中國(guó)）有限公司