本發(fā)明涉及一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)能量回收及利用系統(tǒng)，屬于挖掘機(jī)能量回收及利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，各國(guó)都已將降低能源損耗、保護(hù)環(huán)境提上日程。同時(shí)，能效比是液壓挖掘機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵參數(shù)之一，因此液壓挖掘機(jī)的節(jié)能技術(shù)研究及應(yīng)用尤為必要。

目前，油液混合動(dòng)力技術(shù)研究已列入國(guó)家十三五科技支撐計(jì)劃，基于挖掘機(jī)能量回收的液壓混合動(dòng)力節(jié)能技術(shù)研究及應(yīng)用，主要是對(duì)挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能、回轉(zhuǎn)制動(dòng)能進(jìn)行回收，回收的能量通過(guò)蓄能器存儲(chǔ)?；厥盏哪芰坷梅绞街饕兄苯雍烷g接兩種，直接利用是將回收的能量直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件工作，間接利用是將回收的能量通過(guò)泵/馬達(dá)等元件轉(zhuǎn)化后再驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件工作，間接利用方式傳動(dòng)效率較低，直接利用方式傳動(dòng)效率較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)能量回收及利用系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可提高操作性和傳動(dòng)效率，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)作業(yè)的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)能的直接回收和利用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)能量回收及利用系統(tǒng)，包括變量液壓泵、第一液壓馬達(dá)、第二液壓馬達(dá)、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、液壓蓄能器以及溢流閥，變量液壓泵的進(jìn)油口與油箱連接，變量液壓泵的出油口與第三控制閥的油口A連接；第三控制閥的油口B與第二液壓馬達(dá)的油口A、第二單向閥的進(jìn)油口連接，第三控制閥的油口C與第二液壓馬達(dá)的油口B、第三單向閥的進(jìn)油口連接；第二液壓馬達(dá)與第一液壓馬達(dá)機(jī)械直連；第一液壓馬達(dá)的油口A、油口B與第一控制閥的油口B、油口C對(duì)應(yīng)連接；第一控制閥的油口A經(jīng)第一單向閥與液壓蓄能器、溢流閥的進(jìn)油口連接；第二單向閥的出油口與第三單向閥的出油口連接，并與第二控制閥的油口A連接；第二控制閥的油口B通過(guò)第四單向閥與溢流閥的進(jìn)油口連接；第三控制閥的油口D、第一控制閥的油口D、溢流閥的出油口與油箱連接；變量液壓泵為挖掘機(jī)系統(tǒng)主工作泵，第二液壓馬達(dá)為主回轉(zhuǎn)馬達(dá)，用以驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)上車回轉(zhuǎn)作業(yè)；通過(guò)各個(gè)控制閥的控制操控兩個(gè)液壓馬達(dá)及液壓蓄能器的工作，可實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)作業(yè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)能的直接回收和利用。

優(yōu)選地，所述第二控制閥為壓力控制閥，第三控制閥為方向和速度控制閥。

優(yōu)選地，所述第二液壓馬達(dá)的速度由變量液壓泵輸出流量來(lái)控制；液壓蓄能器驅(qū)動(dòng)第一液壓馬達(dá)，只為第二液壓馬達(dá)提供輔助動(dòng)力，減輕第二液壓馬達(dá)的的負(fù)載。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)各個(gè)控制閥的控制操控兩個(gè)液壓馬達(dá)及液壓蓄能器的工作，實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)作業(yè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)動(dòng)能的直接回收和利用，節(jié)約了成本。其中，變量液壓泵為挖掘機(jī)系統(tǒng)主工作泵，第二液壓馬達(dá)為主回轉(zhuǎn)馬達(dá)，用以驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)上車回轉(zhuǎn)作業(yè)。在挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動(dòng)和向左、向右回轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，可將回收油液存儲(chǔ)于液壓蓄能器，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)能的直接回收。液壓蓄能器的油液可驅(qū)動(dòng)第一液壓馬達(dá)和第二液壓馬達(dá)同時(shí)旋轉(zhuǎn)，為第二液壓馬達(dá)提供一定的輔助動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了能量的直接利用，同時(shí)使變量液壓泵的輸出能量減少，即變量液壓泵驅(qū)動(dòng)第二液壓馬達(dá)耗費(fèi)的能量大幅降低，達(dá)到節(jié)能效果。最終通過(guò)閥直接回收和利用挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)動(dòng)能，使挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)作業(yè)更節(jié)能，具有操作性好、傳動(dòng)效率高等特征。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的液壓原理圖。

圖中：1、油箱，2、溢流閥，3、液壓蓄能器，4、第一單向閥，5、第一控制閥，6、第一液壓馬達(dá)，7、第二液壓馬達(dá)，8、第二單向閥，9、第三單向閥，10、第二控制閥，11、第四單向閥，12、變量液壓泵，13、第三控制閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)能量回收及利用系統(tǒng)，包括變量液壓泵12、第一液壓馬達(dá)6、第二液壓馬達(dá)7、第一控制閥5、第二控制閥10、第三控制閥13、液壓蓄能器3以及溢流閥2，變量液壓泵12的進(jìn)油口與油箱1連接，變量液壓泵12的出油口與第三控制閥13的油口A連接；第三控制閥13的油口B與第二液壓馬達(dá)7的油口A、第二單向閥8的進(jìn)油口連接，第三控制閥13的油口C與第二液壓馬達(dá)7的油口B、第三單向閥9的進(jìn)油口連接；第二液壓馬達(dá)7與第一液壓馬達(dá)6機(jī)械直連；第一液壓馬達(dá)6的油口A、油口B與第一控制閥5的油口B、油口C對(duì)應(yīng)連接；第一控制閥5的油口A經(jīng)第一單向閥4與液壓蓄能器3、溢流閥2的進(jìn)油口連接；第二單向閥8的出油口與第三單向閥9的出油口連接，并與第二控制閥10的油口A連接；第二控制閥10的油口B通過(guò)第四單向閥11與溢流閥2的進(jìn)油口連接；第三控制閥13的油口D、第一控制閥5的油口D、溢流閥2的出油口與油箱1連接；變量液壓泵12為挖掘機(jī)系統(tǒng)主工作泵，第二液壓馬達(dá)7為主回轉(zhuǎn)馬達(dá)，用以驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)上車回轉(zhuǎn)作業(yè)；通過(guò)各個(gè)控制閥的控制操控兩個(gè)液壓馬達(dá)及液壓蓄能器的工作，可實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)作業(yè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)能的直接回收和利用。

優(yōu)選地，所述第二控制閥10為壓力控制閥，第三控制閥13為方向和速度控制閥。

優(yōu)選地，所述第二液壓馬達(dá)7的速度由變量液壓泵12輸出流量來(lái)控制；液壓蓄能器3驅(qū)動(dòng)第一液壓馬達(dá)6，只為第二液壓馬達(dá)7提供輔助動(dòng)力，減輕第二液壓馬達(dá)7的的負(fù)載。

工作過(guò)程(詳見(jiàn)圖1)：

挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)，通過(guò)第二控制閥10進(jìn)行壓力控制，回收回轉(zhuǎn)動(dòng)能，將回轉(zhuǎn)馬達(dá)制動(dòng)的高壓油存儲(chǔ)于液壓蓄能器3中；如存儲(chǔ)的油液過(guò)量，通過(guò)溢流閥2流回油箱1。此時(shí)，第一控制閥5處于中位，第一控制閥5的油口B、油口C、油口D連通，第三控制閥13處于中位，第三控制閥13的油口B和油口C截止。

當(dāng)挖掘機(jī)向左回轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，控制第三控制閥13換向，使第三控制閥13的油口A和油口B連通，油口C和D連通；變量液壓泵12輸出油液經(jīng)第三控制閥13的油口A和油口B，流入第二液壓馬達(dá)7的油口A，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)7旋轉(zhuǎn)。液壓馬達(dá)7油口B油液經(jīng)第三控制閥13的油口C、油口D流回油箱1；如果回轉(zhuǎn)加速階段壓力達(dá)到或超過(guò)第二控制閥10的設(shè)定壓力值，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)7的油液會(huì)有部分流經(jīng)第二單向閥8、第二控制閥10、第四單向閥11，流入液壓蓄能器3存儲(chǔ)起來(lái)。同時(shí)，控制第一控制閥5換向，使第一控制閥5的油口A、C連通，油口B、D連通，存儲(chǔ)于液壓蓄能器3中的油液經(jīng)第一單向閥4、第一控制閥5的油口A和油口C，流入第一液壓馬達(dá)6的油口A，驅(qū)動(dòng)第一液壓馬達(dá)6與第二液壓馬達(dá)7同向旋轉(zhuǎn)，為第二液壓馬達(dá)7提供一定的輔助動(dòng)力。這時(shí)，第一液壓馬達(dá)6的油口B油液經(jīng)第一控制閥5的油口B和油口D流回油箱1，從而使變量液壓泵12的輸出能量減少，達(dá)到節(jié)能效果。其中，第一液壓馬達(dá)6和液壓馬達(dá)7機(jī)械連接，變量液壓泵12為挖掘機(jī)系統(tǒng)主工作泵，第二液壓馬達(dá)7為主回轉(zhuǎn)馬達(dá)，用以驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)上車回轉(zhuǎn)作業(yè)。

當(dāng)挖掘機(jī)向右回轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，控制第三控制閥13換向，使第三控制閥13的油口A、C連通，油口B、D連通，變量液壓泵12輸出油液經(jīng)第三控制閥13的油口A和油口C，流入第二液壓馬達(dá)7的油口B，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)7旋轉(zhuǎn)；液壓馬達(dá)7油口A油液經(jīng)第三控制閥13的油口B和油口D流回油箱1。如果回轉(zhuǎn)加速階段壓力達(dá)到或超過(guò)第二控制閥10的設(shè)定壓力值，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)7的油液會(huì)有部分流經(jīng)第三單向閥9、第二控制閥10、第四單向閥11，流入液壓蓄能器3存儲(chǔ)起來(lái)。同時(shí)，控制第一控制閥5換向，使第一控制閥5的油口A、B連通，油口C、D連通，存儲(chǔ)于液壓蓄能器3中的油液經(jīng)第一單向閥4、第一控制閥5的油口A和油口B，流入第一液壓馬達(dá)6的油口B，驅(qū)動(dòng)第一液壓馬達(dá)6與第二液壓馬達(dá)7同向旋轉(zhuǎn)，為第二液壓馬達(dá)7提供一定的輔助動(dòng)力。這時(shí)，第一液壓馬達(dá)6的油口A油液經(jīng)第一控制閥5的油口C和油口D流回油箱，從而使變量液壓泵12的輸出能量減少，達(dá)到節(jié)能效果。此外，需要說(shuō)明的是，當(dāng)檢測(cè)到液壓蓄能器3中的能量不足時(shí)，要控制第一控制閥5回中位，停止液壓蓄能器3中的能量釋放。

由上述結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，本發(fā)明是通過(guò)各個(gè)控制閥的控制操控兩個(gè)液壓馬達(dá)及液壓蓄能器的工作，實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)作業(yè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)動(dòng)能的直接回收和利用，節(jié)約了成本。其中，變量液壓泵為挖掘機(jī)系統(tǒng)主工作泵，第二液壓馬達(dá)為主回轉(zhuǎn)馬達(dá)，用以驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)上車回轉(zhuǎn)作業(yè)。在挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動(dòng)和向左、向右回轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，可將回收油液存儲(chǔ)于液壓蓄能器，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)能的直接回收。液壓蓄能器的油液可驅(qū)動(dòng)第一液壓馬達(dá)和第二液壓馬達(dá)同時(shí)旋轉(zhuǎn)，為第二液壓馬達(dá)提供一定的輔助動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了能量的直接利用，同時(shí)使變量液壓泵的輸出能量減少，即變量液壓泵驅(qū)動(dòng)第二液壓馬達(dá)耗費(fèi)的能量大幅降低，達(dá)到節(jié)能效果。最終通過(guò)閥直接回收和利用挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)動(dòng)能，使挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)作業(yè)更節(jié)能，具有操作性好、傳動(dòng)效率高等特征。