最新一种液压挖掘机用能量回收系统的制作方法

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一种液压挖掘机用能量回收系统的制作方法

[0001]本发明属于工程机械液压传动领域,具体涉及一种液压挖掘机能量回收系统。

[0002]液压挖掘机是一种应用广泛的工程机械,工作装置重量约占整机重量1/4,在挖掘机作业过程中,每一个作业循环都要举升和下降一次工作装置,举升时需要大量的能量,下降时的势能又白白浪费。同样在每个作业循环中回转装置都要进行启动停止操作,由于挖掘机上车重量约占整机的2/3,启动需要很大的能量,制定时也需要很大的能量。回转马达通过自身的溢流阀溢流衰减上车转动的惯性能,上车转动逐渐停止。然而在溢流制动这一过程中,大量高压油液流回油箱,造成能源流失和发热,用于制动的能量就白白浪费掉了。



[0003]针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种液压挖掘机能量回收系统,能够将动臂下降的势能及回转制动的惯性势能进行回收利用,使能源得到再次利用,达到降低能耗的目的。
[0004]为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种液压挖掘机能量回收系统,包括油箱、变量栗、主控阀、主控制油缸、两个辅助控制油缸和回转马达,还包括蓄能器和手柄控制阀组,
[0005]所述变量栗从油箱输出的液压油经主控阀的动臂阀芯与三个控制油缸的小腔和主控制油缸的大腔连接,辅助控制油缸的大腔连接一蓄能器;
[0006]所述回转马达的两油口经回转能量转换阀中的单向阀Cl、C2与回转能量转换阀的A2、B2 口连接,回转能量转换阀的P2 口连接另一蓄能器,回转能量转换阀的Al、BI 口和主控阀的回转阀芯A、B 口并联后与回转马达A、B 口连接,形成系统主油路,实现高压油液的回收、存储和释放的功能;
[0007]所述主控阀回转阀芯xal、xbl 口通过手柄控制阀组中的回转手柄分别与先导控制阀1、先导控制阀II和回转能量转换阀连接,先导控制阀1、II与回转能量转换阀的MP口连接,形成先导油路,用于控制各阀块的动作和逻辑关系。
[0008]进一步,所述主控阀为多路换向阀。
[0009]进一步,所述主控阀还包括充放能阀芯,当蓄能系统压力不足时,可以利用挖机自身充能。
[0010]进一步,所述主控阀的动臂阀芯采用流量再生功能,以保证动臂下降时间达到相关标准。
[0011]进一步,说书主控阀还设有溢流阀,用于控制系统压力。
[0012]进一步,所述主控阀还包括流量控制阀,用于提供信号,调整变量栗输出流量。
[0013]进一步,所述蓄能装置为活塞式蓄能器。
[0014]进一步,所述手柄控制阀组还包括动臂手柄和充放能手柄。
[0015]以上整个系统可以在机械回转过程实现回收、存储、释放的控制功能。
[0016]本实用新型的有益效果是:该系统中增加了蓄能装置,将动臂下降的势能和回转制动的势能回收,存储在蓄能装置中,在动臂举升时将蓄能装置中存储的能量释放用出来辅助动臂上升,在回转启动时将蓄能装置中存储的能量释放出来用于辅助回转启动,可以使能源再次利用,降低能耗,减少发热。
[0017]该系统用液压挖掘机动臂采用三油缸结构,两侧油缸为主动油缸,中间油缸为辅助油缸,动臂下降时三油缸的小腔同时进油,两侧的主动油缸回油,中间辅助油缸大腔与蓄能器相连,蓄能器采用活塞式蓄能器,由于体积变化蓄存能量;当动臂上升时,两侧主动油缸大腔进油,中间辅助油缸大腔利用蓄能器回收的能量辅助动臂上升,能够实现降低装机功率和高效节能的效果。
[0018]为了保证动作时间,在动臂下降时采用了阀芯再生功能,能够保证动臂下降时间达到相关标准,同时在系统中设置了冲能阀,当蓄能系统压力不足时,可以利用挖机自身充會K。
[0019]该系统回转制动时,原本溢流损失的高压油液通过回转能量转换阀的回收联收集并存储于蓄能器中,而在机械再次启动时,通过回转能量转换阀的释放联,将储存的能量释放用以驱动上车回转。
[0020]在系统中同时设置有蓄能器先导控制阀,使蓄能器中储存的能量优先于变量栗将能源释放,并且控制变量栗在蓄能器能量完全释放前介入回转补充能量。可有效实现对回转系统制动能源的回收和再利用,达到降低能耗,减少发热的功效。

[0021]图1为本发明的原理图。
[0022]图中:1-油箱,2-变量栗,3-主控阀,3.1-流量控制阀,3.2-动臂阀芯,3.3-充放能阀芯,3.4-回转阀芯,3.5-主溢流阀,4-截止阀,5-蓄能器,6-主控制油缸,7-辅助控制油缸,8-回转能量转换阀,8.1-能量释放联,8.2-能量回收联,9-先导控制阀I,10-先到控制阀II,11-回转马达,12-蓄能器,13-手柄控制阀组,13.1-动臂手柄,13.2-充放能手柄,13.3-回转手柄。

[0023]下面结合附图及对本发明作进一步详细说明。
[0024]如图所示:一种液压挖掘机能量回收系统,包括油箱1、变量栗2、主控阀3、主控制油缸6、两个辅助控制油缸7和回转马达11,还包括蓄能器5、12和手柄控制阀组13,
[0025]所述变量栗2从油箱I输出的液压油经主控阀3的动臂阀芯与三个控制油缸的小腔和主控制油缸6的大腔连接,辅助控制油缸7的大腔连接一蓄能器5 ;
[0026]所述回转马达11的两油口经回转能量转换阀8中的单向阀Cl、C2与回转能量转换阀8的A2、B2 口连接,回转能量转换阀8的P2 口连接另一蓄能器12,回转能量转换阀8的A1、B1 口和主控阀3的回转阀芯A、B 口并联后与回转马达A、B 口连接,形成系统主油路,实现高压油液的回收、存储和释放的功能;
[0027]所述主控阀3回转阀芯xal、xbl 口通过手柄控制阀组13中的回转手柄分别与先导控制阀I 9、先导控制阀II 10和回转能量转换阀8连接,先导控制阀9、10与回转能量转换阀8的MP 口连接,形成先导油路,用于控制各阀块的动作和逻辑关系。
[0028]本发明的工作原理如下:
[0029]1、动臂下降的蓄能过程:当操纵手柄控制阀组13的动臂手柄13.1时,先导压力xb3推动主控阀3的动臂阀芯3.2向右移动,变量栗2输出的液压油,经过主控阀3的动臂阀芯3.2B 口输入到三个油缸的小腔,油缸向下移动,主控制油缸6大腔回油,辅助控制油缸7的大腔与蓄能器5相连,体积变小,压力升高,能量蓄存。因为是三个油缸小腔同时供油,为保证动臂下降速度,主控阀3设置有流量控制阀3.1,对主控阀3的动臂阀芯3.2起到流量再生功能。
[0030]2、动臂上升的放能过程:当操纵手柄控制阀组13动臂手柄13.1时,先导压力xa3推动主控阀3的动臂阀芯3.2向左移动,变量栗2输出的液压油,经过主控阀3的动臂阀芯3.2A 口到主控制油缸6的大腔,三个油缸的小腔回油,辅助控制油缸7的大腔与蓄能器5相连,由于蓄存的高压气体的压力作用,推动油缸伸出,辅助做功,同时气体体积变大,压力降低,能量释放。
[0031]3、动臂蓄能器充放能过程:蓄能系统初次使用或因泄露等原因造成压力下降时,首先打开截止阀4,操纵主控阀3的动臂阀芯3.2向右移动,变量栗2输出的液压油,经过主控阀3的充放能阀芯3.3输入到蓄能器5的液压油侧,达到设定压力后,主控阀3的充放能阀芯3.3回中位,关闭截止阀4,充能结束。放能过程与之相反,打开截止阀4,主控阀3的充放能阀芯3.3左移,压力油回油箱,压力降低,关闭截止阀4,放能结束。
[0032]4、回转蓄能过程:蓄能过程是在机械制动时发生的,当回转马达11制动时原本流回油箱的高压油液经单向阀Cl、C2流向回转能量转换阀8的能量回收联8.2,高压油液通过回转能量转换阀8的能量回收联8.2被存储在蓄能器12中。整个过程无附加控制,若存储压力超过蓄能器12的额定压力时,溢流阀动作起到安全作用。
[0033]5、放能过程:放能过程是在机械启动时,将蓄能器中的压力释放,此时先导控制阀
1、II因蓄能器12的压力作用处于优先动作状态,当操作人员操控手柄控制阀组13中的回转手柄13.3时先导油路优先与回转能量转换阀8接通,控制能量释放联8.1与能量回收联8.2动作,回转马达10转动,蓄能器12压力开始降低,当蓄能器12压力降到设定值时先导控制阀1、II优先动作解除。先导油路与主控阀3中的回转阀芯3.4接通,主控阀3动作为马达10转动提供后继能量,使机械平稳转动。
[0034]以上所述仅为实用新型的较佳实施例,并非是对实用新型的限制。本领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于实用新型的保护范围。

1.一种液压挖掘机能量回收系统,包括油箱、变量栗、主控阀、主控制油缸、两个辅助控制油缸和回转马达,还包括蓄能器和手柄控制阀组,其特征在于: 所述变量栗从油箱输出的液压油经主控阀的动臂阀芯与三个控制油缸的小腔和主控制油缸的大腔连接,辅助控制油缸的大腔连接一蓄能器; 所述回转马达的两油口经回转能量转换阀中的单向阀C1、C2与回转能量转换阀的A2、B2 口连接,回转能量转换阀的P2 口连接另一蓄能器,回转能量转换阀的A1、B1 口和主控阀的回转阀芯A、B 口并联后与回转马达A、B 口连接,形成系统主油路,实现高压油液的回收、存储和释放功能; 所述主控阀回转阀芯xal、xbl 口通过手柄控制阀组中的回转手柄分别与先导控制阀1、先导控制阀II和回转能量转换阀连接,先导控制阀1、II与回转能量转换阀的MP 口连接,形成先导油路,用于控制各阀块的动作和逻辑关系。2.根据权利要求1所述的液压挖掘机能量回收系统,其特征在于:所述主控阀为多路换向阀。3.根据权利要求2所述的液压挖掘机能量回收系统,其特征在于:所述主控阀还包括充放能阀芯。4.根据权利要求2所述的液压挖掘机能量回收系统,其特征在于;所述主控阀的动臂阀芯采用流量再生功能。5.根据权利要求2所述的液压挖掘机能量回收系统,其特征在于:所述主控阀还设有溢流阀,用于控制系统压力。6.根据权利要求2至5任一项所述的液压挖掘机能量回收系统,其特征在于;所述主控阀还包括流量控制阀,用于提供信号,调整变量栗输出流量。7.根据权利要求1所述的液压挖掘机能量回收系统,其特征在于;所述蓄能装置为活塞式蓄能器。8.根据权利要求1所述的液压挖掘机能量回收系统,其特征在于:所述手柄控制阀组还包括动臂手柄和充放能手柄。
本实用新型公开了一种液压挖掘机能量回收系统,包括油箱、变量泵、主控阀、主控制油缸、两个辅助控制油缸和回转马达,还包括蓄能器和手柄控制阀组。该系统中增加了蓄能装置,将动臂下降的势能和回转制动的势能回收,存储在蓄能装置中,在动臂举升时将蓄能装置中存储的能量释放用出来辅助动臂上升,在回转启动时将蓄能装置中存储的能量释放出来用于辅助回转启动,可以使能源再次利用,降低能耗,减少发热。
F15B1/02, F15B21/14
CN204900416
CN201520478488
郇庆祥, 郭立金, 刘军, 耿伟, 许跃雷
山东常林机械集团股份有限公司
2015年12月23日
2015年7月6日

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