一種液壓挖掘機(jī)用能量回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程機(jī)械液壓傳動領(lǐng)域，具體涉及一種液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓挖掘機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的工程機(jī)械，工作裝置重量約占整機(jī)重量1/4，在挖掘機(jī)作業(yè)過程中，每一個作業(yè)循環(huán)都要舉升和下降一次工作裝置，舉升時需要大量的能量，下降時的勢能又白白浪費。同樣在每個作業(yè)循環(huán)中回轉(zhuǎn)裝置都要進(jìn)行啟動停止操作，由于挖掘機(jī)上車重量約占整機(jī)的2/3，啟動需要很大的能量，制定時也需要很大的能量?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)通過自身的溢流閥溢流衰減上車轉(zhuǎn)動的慣性能，上車轉(zhuǎn)動逐漸停止。然而在溢流制動這一過程中，大量高壓油液流回油箱，造成能源流失和發(fā)熱，用于制動的能量就白白浪費掉了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，能夠?qū)颖巯陆档膭菽芗盎剞D(zhuǎn)制動的慣性勢能進(jìn)行回收利用，使能源得到再次利用，達(dá)到降低能耗的目的。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，包括油箱、變量栗、主控閥、主控制油缸、兩個輔助控制油缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)，還包括蓄能器和手柄控制閥組，
所述變量栗從油箱輸出的液壓油經(jīng)主控閥的動臂閥芯與三個控制油缸的小腔和主控制油缸的大腔連接，輔助控制油缸的大腔連接一蓄能器；
所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的兩油口經(jīng)回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥中的單向閥C1、C2與回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的A2、B2 口連接，回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的P2 口連接另一蓄能器，回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的Al ,BI 口和主控閥的回轉(zhuǎn)閥芯A、B 口并聯(lián)后與回轉(zhuǎn)馬達(dá)A、B 口連接，形成系統(tǒng)主油路，實現(xiàn)高壓油液的回收、存儲和釋放的功能；
所述主控閥回轉(zhuǎn)閥芯xal、xbl 口通過手柄控制閥組中的回轉(zhuǎn)手柄分別與先導(dǎo)控制閥1、先導(dǎo)控制閥Π和回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥連接，先導(dǎo)控制閥1、Π與回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的MP 口連接，形成先導(dǎo)油路，用于控制各閥塊的動作和邏輯關(guān)系。
[0005]進(jìn)一步，所述主控閥為多路換向閥。
[0006]進(jìn)一步，所述主控閥還包括充放能閥芯，當(dāng)蓄能系統(tǒng)壓力不足時，可以利用挖機(jī)自身充能。
[0007]進(jìn)一步，所述主控閥的動臂閥芯采用流量再生功能，以保證動臂下降時間達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]進(jìn)一步，說書主控閥還設(shè)有溢流閥，用于控制系統(tǒng)壓力。
[0009]進(jìn)一步，所述主控閥還包括流量控制閥，用于提供信號，調(diào)整變量栗輸出流量。
[0010]進(jìn)一步，所述蓄能裝置為活塞式蓄能器。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述手柄控制閥組還包括動臂手柄和充放能手柄。
[0012]以上整個系統(tǒng)可以在機(jī)械回轉(zhuǎn)過程實現(xiàn)回收、存儲、釋放的控制功能。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:該系統(tǒng)中增加了蓄能裝置，將動臂下降的勢能和回轉(zhuǎn)制動的勢能回收，存儲在蓄能裝置中，在動臂舉升時將蓄能裝置中存儲的能量釋放用出來輔助動臂上升，在回轉(zhuǎn)啟動時將蓄能裝置中存儲的能量釋放出來用于輔助回轉(zhuǎn)啟動，可以使能源再次利用，降低能耗，減少發(fā)熱。
[0014]該系統(tǒng)用液壓挖掘機(jī)動臂采用三油缸結(jié)構(gòu)，兩側(cè)油缸為主動油缸，中間油缸為輔助油缸，動臂下降時三油缸的小腔同時進(jìn)油，兩側(cè)的主動油缸回油，中間輔助油缸大腔與蓄能器相連，蓄能器采用活塞式蓄能器，由于體積變化蓄存能量；當(dāng)動臂上升時，兩側(cè)主動油缸大腔進(jìn)油，中間輔助油缸大腔利用蓄能器回收的能量輔助動臂上升，能夠?qū)崿F(xiàn)降低裝機(jī)功率和高效節(jié)能的效果。
[0015]為了保證動作時間，在動臂下降時采用了閥芯再生功能，能夠保證動臂下降時間達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時在系統(tǒng)中設(shè)置了沖能閥，當(dāng)蓄能系統(tǒng)壓力不足時，可以利用挖機(jī)自身充會K。
[0016]該系統(tǒng)回轉(zhuǎn)制動時，原本溢流損失的高壓油液通過回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的回收聯(lián)收集并存儲于蓄能器中，而在機(jī)械再次啟動時，通過回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的釋放聯(lián)，將儲存的能量釋放用以驅(qū)動上車回轉(zhuǎn)。
[0017]在系統(tǒng)中同時設(shè)置有蓄能器先導(dǎo)控制閥，使蓄能器中儲存的能量優(yōu)先于變量栗將能源釋放，并且控制變量栗在蓄能器能量完全釋放前介入回轉(zhuǎn)補充能量?？捎行崿F(xiàn)對回轉(zhuǎn)系統(tǒng)制動能源的回收和再利用，達(dá)到降低能耗，減少發(fā)熱的功效。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的原理圖。
[0019]圖中:1-油箱，2-變量栗，3-主控閥，3.1-流量控制閥，3.2_動臂閥芯，3.3_充放能閥芯，3.4-回轉(zhuǎn)閥芯，3.5-主溢流閥，4-截止閥，5-蓄能器，6-主控制油缸，7-輔助控制油缸，8-回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥，8.1-能量釋放聯(lián)，8.2-能量回收聯(lián)，9-先導(dǎo)控制閥I，10-先到控制閥Π，11-回轉(zhuǎn)馬達(dá)，12-蓄能器，13-手柄控制閥組，13.1-動臂手柄，13.2-充放能手柄，13.3-回轉(zhuǎn)手柄。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖所示:一種液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，包括油箱1、變量栗2、主控閥3、主控制油缸6、兩個輔助控制油缸7和回轉(zhuǎn)馬達(dá)11，還包括蓄能器5、12和手柄控制閥組13，
所述變量栗2從油箱I輸出的液壓油經(jīng)主控閥3的動臂閥芯與三個控制油缸的小腔和主控制油缸6的大腔連接，輔助控制油缸7的大腔連接一蓄能器5;
所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)11的兩油口經(jīng)回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8中的單向閥Cl、C2與回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8的A2、B2 口連接，回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8的P2 口連接另一蓄能器12，回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8的A1、BI 口和主控閥3的回轉(zhuǎn)閥芯A、B 口并聯(lián)后與回轉(zhuǎn)馬達(dá)A、B 口連接，形成系統(tǒng)主油路，實現(xiàn)高壓油液的回收、存儲和釋放的功能；
所述主控閥3回轉(zhuǎn)閥芯xal、xbl 口通過手柄控制閥組13中的回轉(zhuǎn)手柄分別與先導(dǎo)控制閥19、先導(dǎo)控制閥Π 10和回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8連接，先導(dǎo)控制閥9、10與回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8的MP口連接，形成先導(dǎo)油路，用于控制各閥塊的動作和邏輯關(guān)系。
[0022]本發(fā)明的工作原理如下:
1、動臂下降的蓄能過程:當(dāng)操縱手柄控制閥組13的動臂手柄13.1時，先導(dǎo)壓力xb3推動主控閥3的動臂閥芯3.2向右移動，變量栗2輸出的液壓油，經(jīng)過主控閥3的動臂閥芯3.2B口輸入到三個油缸的小腔，油缸向下移動，主控制油缸6大腔回油，輔助控制油缸7的大腔與蓄能器5相連，體積變小，壓力升高，能量蓄存。因為是三個油缸小腔同時供油，為保證動臂下降速度，主控閥3設(shè)置有流量控制閥3.1，對主控閥3的動臂閥芯3.2起到流量再生功能。
[0023]2、動臂上升的放能過程:當(dāng)操縱手柄控制閥組13動臂手柄13.1時，先導(dǎo)壓力xa3推動主控閥3的動臂閥芯3.2向左移動，變量栗2輸出的液壓油，經(jīng)過主控閥3的動臂閥芯3.2A口到主控制油缸6的大腔，三個油缸的小腔回油，輔助控制油缸7的大腔與蓄能器5相連，由于蓄存的高壓氣體的壓力作用，推動油缸伸出，輔助做功，同時氣體體積變大，壓力降低，能量釋放。
[0024]3、動臂蓄能器充放能過程:蓄能系統(tǒng)初次使用或因泄露等原因造成壓力下降時，首先打開截止閥4，操縱主控閥3的動臂閥芯3.2向右移動，變量栗2輸出的液壓油，經(jīng)過主控閥3的充放能閥芯3.3輸入到蓄能器5的液壓油側(cè)，達(dá)到設(shè)定壓力后，主控閥3的充放能閥芯3.3回中位，關(guān)閉截止閥4，充能結(jié)束。放能過程與之相反，打開截止閥4，主控閥3的充放能閥芯3.3左移，壓力油回油箱，壓力降低，關(guān)閉截止閥4，放能結(jié)束。
[0025]4、回轉(zhuǎn)蓄能過程:蓄能過程是在機(jī)械制動時發(fā)生的，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)11制動時原本流回油箱的高壓油液經(jīng)單向閥Cl、C2流向回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8的能量回收聯(lián)8.2，高壓油液通過回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8的能量回收聯(lián)8.2被存儲在蓄能器12中。整個過程無附加控制，若存儲壓力超過蓄能器12的額定壓力時，溢流閥動作起到安全作用。
[0026]5、放能過程:放能過程是在機(jī)械啟動時，將蓄能器中的壓力釋放，此時先導(dǎo)控制閥1、Π因蓄能器12的壓力作用處于優(yōu)先動作狀態(tài)，當(dāng)操作人員操控手柄控制閥組13中的回轉(zhuǎn)手柄13.3時先導(dǎo)油路優(yōu)先與回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥8接通，控制能量釋放聯(lián)8.1與能量回收聯(lián)8.2動作，回轉(zhuǎn)馬達(dá)10轉(zhuǎn)動，蓄能器12壓力開始降低，當(dāng)蓄能器12壓力降到設(shè)定值時先導(dǎo)控制閥
1、Π優(yōu)先動作解除。先導(dǎo)油路與主控閥3中的回轉(zhuǎn)閥芯3.4接通，主控閥3動作為馬達(dá)10轉(zhuǎn)動提供后繼能量，使機(jī)械平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。
[0027]以上所述僅為發(fā)明的較佳實施例，并非是對發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，包括油箱、變量栗、主控閥、主控制油缸、兩個輔助控制油缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)，還包括蓄能器和手柄控制閥組，其特征在于: 所述變量栗從油箱輸出的液壓油經(jīng)主控閥的動臂閥芯與三個控制油缸的小腔和主控制油缸的大腔連接，輔助控制油缸的大腔連接一蓄能器； 所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的兩油口經(jīng)回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥中的單向閥C1、C2與回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的A2、B2 口連接，回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的P2 口連接另一蓄能器，回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的Al ,BI 口和主控閥的回轉(zhuǎn)閥芯A、B 口并聯(lián)后與回轉(zhuǎn)馬達(dá)A、B 口連接，形成系統(tǒng)主油路，實現(xiàn)高壓油液的回收、存儲和釋放功能； 所述主控閥回轉(zhuǎn)閥芯xal、xbl 口通過手柄控制閥組中的回轉(zhuǎn)手柄分別與先導(dǎo)控制閥1、先導(dǎo)控制閥Π和回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥連接，先導(dǎo)控制閥1、Π與回轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換閥的MP 口連接，形成先導(dǎo)油路，用于控制各閥塊的動作和邏輯關(guān)系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述主控閥為多路換向閥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述主控閥還包括充放能閥芯。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，其特征在于;所述主控閥的動臂閥芯采用流量再生功能。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述主控閥還設(shè)有溢流閥，用于控制系統(tǒng)壓力。6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項所述的液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，其特征在于;所述主控閥還包括流量控制閥，用于提供信號，調(diào)整變量栗輸出流量。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，其特征在于;所述蓄能裝置為活塞式蓄能器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述手柄控制閥組還包括動臂手柄和充放能手柄。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓挖掘機(jī)能量回收系統(tǒng)，包括油箱、變量泵、主控閥、主控制油缸、兩個輔助控制油缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)，還包括蓄能器和手柄控制閥組。該系統(tǒng)中增加了蓄能裝置，將動臂下降的勢能和回轉(zhuǎn)制動的勢能回收，存儲在蓄能裝置中，在動臂舉升時將蓄能裝置中存儲的能量釋放用出來輔助動臂上升，在回轉(zhuǎn)啟動時將蓄能裝置中存儲的能量釋放出來用于輔助回轉(zhuǎn)啟動，可以使能源再次利用，降低能耗，減少發(fā)熱。
【IPC分類】F15B21/14, F15B1/02
【公開號】CN105545884
【申請?zhí)枴緾N201510389518
【發(fā)明人】郇慶祥, 郭立金, 劉軍, 耿偉, 許躍雷
【申請人】山東常林機(jī)械集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年7月6日