挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，與挖掘機(jī)的液壓回轉(zhuǎn)馬達(dá)連接，它包括相背聯(lián)結(jié)的變量泵I、變量泵II，以及單向閥、換向閥、蓄能器、梭閥，梭閥兩端連接回轉(zhuǎn)馬達(dá)的進(jìn)出油口，變量泵I、變量泵II分別通過換向閥與兩個(gè)梭閥連接，蓄能器與一個(gè)換向閥連接，變量泵II通過單向閥與蓄能器連接。可有效吸收挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動時(shí)的能量，并在挖掘機(jī)反向回轉(zhuǎn)時(shí)釋放出來，從而實(shí)現(xiàn)能量的回收利用，同時(shí)保護(hù)了液壓系統(tǒng)和元件，避免了液壓沖擊和溢流發(fā)熱，并提高了液壓元件、機(jī)械零件的使用壽命。
【專利說明】挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程機(jī)械車輛的混合動力系統(tǒng)，具體涉及一種挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]單斗液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)的能量消耗約占25%?40%，回轉(zhuǎn)液壓油路的發(fā)熱量約占液壓系統(tǒng)總發(fā)熱量的30%?40%?；剞D(zhuǎn)制動時(shí)必然產(chǎn)生液壓沖擊和溢流發(fā)熱，給液壓元件的使用壽命和液壓系統(tǒng)的熱平衡帶來不利影響，如把這部分能量回收利用起來，即保護(hù)了系統(tǒng)和元件，又節(jié)約了能量，因此大家越來越關(guān)注這部分能量的回收利用。
[0003]在挖掘機(jī)的實(shí)際作業(yè)中，回轉(zhuǎn)是作業(yè)循環(huán)必須用到的，挖掘、充斗后，提動臂同時(shí)進(jìn)行回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)到卸載位置前，開始制動、展斗卸料。然后反向回轉(zhuǎn)、落臂，回到初始工作狀態(tài)，再進(jìn)入下一工作循環(huán)。當(dāng)回轉(zhuǎn)制動時(shí)，首先須操作回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥回到中位，進(jìn)出回轉(zhuǎn)馬達(dá)A、B 口的油路被切斷，然而此時(shí)由于上部回轉(zhuǎn)部分的慣性，馬達(dá)仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，假設(shè)先前為A 口進(jìn)油，造成B 口壓力急劇升高，造成液壓沖擊，當(dāng)液壓壓力升高到過載閥的設(shè)定壓力時(shí)，打開過載閥，溢流回液壓油箱，從而造成溢流損失。
[0004]目前的中大型挖掘機(jī)動力控制系統(tǒng)都致力于混合動力的節(jié)能技術(shù)研究，在某些中型挖掘機(jī)上正積極推廣應(yīng)用電混合動力系統(tǒng)，以有效地節(jié)約能源，但是電力混合動力系統(tǒng)必須使用發(fā)電電動機(jī)、變流器、電容器、轉(zhuǎn)換器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等元器件，才能有效將回轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能忙存起來，通過電容器的充放電，驅(qū)動電動機(jī)帶動回轉(zhuǎn)減速機(jī)運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)制動時(shí)能量的回收利用?，F(xiàn)有【技術(shù)領(lǐng)域】，多采用這種基本原理的電混合動力。其缺陷為:要用到電容器等多種電器元件，挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)平臺上面的空間狹小，給安裝使用造成諸多困難，出現(xiàn)故障后維修也不方便，且電器元件連接復(fù)雜、體積大、價(jià)格昂貴、且壽命短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有【技術(shù)領(lǐng)域】存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，避免了液壓沖擊和溢流發(fā)熱，并提高了液壓元件、機(jī)械零件的使用壽命。
[0006]本發(fā)明提供的挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，與挖掘機(jī)的液壓回轉(zhuǎn)馬達(dá)連接，它包括相背聯(lián)結(jié)的變量泵1、變量泵II，以及單向閥、換向閥、蓄能器、梭閥，梭閥兩端連接回轉(zhuǎn)馬達(dá)的進(jìn)出油口，變量泵1、變量泵II分別通過換向閥與兩個(gè)梭閥連接，蓄能器與一個(gè)換向閥連接，變量泵II通過單向閥與蓄能器連接。
[0007]本發(fā)明提供的挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，液壓回路和回轉(zhuǎn)馬達(dá)油路相連接，正向制動時(shí)，將制動時(shí)由于慣性產(chǎn)生的能量最后轉(zhuǎn)換為液壓能貯存起來，緊接著當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)再將液壓能通過回路釋放到回轉(zhuǎn)馬達(dá)的油路中，帶動馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。當(dāng)正向回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)制動時(shí)產(chǎn)生的高壓油經(jīng)梭閥和液控單向閥進(jìn)入變量泵I，此時(shí)變量泵I作為液壓馬達(dá)使用，帶動變量泵II旋轉(zhuǎn)，向蓄能器充壓，完成充壓過程。當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)變量泵II作為液壓馬達(dá)使用，帶動變量泵I，蓄能器中的壓力油經(jīng)變量泵1、液控單向閥和梭閥進(jìn)入液壓馬達(dá)的進(jìn)油口，這樣回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)制動時(shí)的機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為液壓能，通過蓄能器的充壓和釋放，不斷的被循環(huán)使用。[0008]本發(fā)明提供的挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，其有益效果在于，可有效吸收挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動時(shí)的能量，并在挖掘機(jī)反向回轉(zhuǎn)時(shí)釋放出來，從而實(shí)現(xiàn)能量的回收利用，同時(shí)保護(hù)了液壓系統(tǒng)和元件，避免了液壓沖擊和溢流發(fā)熱，并提高了液壓元件、機(jī)械零件的使用壽命。該裝置結(jié)構(gòu)簡潔、控制簡單，使用、操作、安裝、維修方便。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有電混合動力相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明控制原理簡單可行、所用元器件少，安裝簡單，布管布線方便，成本低，且易于實(shí)現(xiàn)，僅從回轉(zhuǎn)馬達(dá)的進(jìn)出油口引出壓力油至液壓蓄能器，即可有效實(shí)現(xiàn)能量的回收使用，且安裝位置集中在回轉(zhuǎn)馬達(dá)一側(cè)；
2.將制動時(shí)由于挖掘機(jī)上部回轉(zhuǎn)時(shí)的慣性產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，來循環(huán)利用；只采用液壓元件，不需要電器元件，與電混合動力相比，單位功率的重量小，體積小，占用空間小，安裝與檢修非常方便；
3.操縱控制方便，采用液壓閥和雙向變量泵來改變液流的壓力、流量和流動方向并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。工作安全性好易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；
4.與電混合動力相比，響應(yīng)快，動態(tài)特性好；
5.與電混合動力相比，液壓混合動力全部通過液壓系統(tǒng)和液壓元件來實(shí)現(xiàn)，無高壓電容、發(fā)電電動機(jī)等難制造、價(jià)格高的電器件，安全、綠色、環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中標(biāo)注:
1.變量泵I ;2.變量泵II ；3.單向閥；4.換向閥I ;5.蓄能器；6.梭閥I，7.換向閥II ；8.梭閥II
【具體實(shí)施方式】，下面參照附圖，結(jié)合一個(gè)實(shí)施例，對本發(fā)明提供的挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的說明。
實(shí)施例，參照圖1，本實(shí)施例的挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，與挖掘機(jī)的液壓回轉(zhuǎn)馬達(dá)連接，它包括相背聯(lián)結(jié)的變量泵I 1、變量泵112，以及單向閥3、換向閥I 4、換向閥II 7、蓄能器5、梭閥I 6、梭閥118，梭閥兩端連接回轉(zhuǎn)馬達(dá)的進(jìn)出油口，變量泵1、變量泵II分別通過換向閥與兩個(gè)梭閥連接，蓄能器5與換向閥I 4連接，變量泵112通過單向閥3與蓄能器5連接。
[0012]本實(shí)施例的挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)開始正向回轉(zhuǎn)時(shí)假設(shè)A 口進(jìn)油，B 口出油，回轉(zhuǎn)馬達(dá)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓油由A 口經(jīng)梭閥II后到換向閥II而截止，此時(shí)液壓制動延時(shí)閥前的壓力油為0，不能打開換向閥II。盡管回轉(zhuǎn)先導(dǎo)操作閥的先導(dǎo)壓力同時(shí)也被輸送到換向閥I，打開換向閥I，但蓄能器5中尚未貯存液壓能或貯存的液壓能已釋放過。變量泵II是停止的，不能帶動變量泵I旋轉(zhuǎn)。
[0013]當(dāng)正向回轉(zhuǎn)完成，回轉(zhuǎn)制動時(shí)，液壓制動延時(shí)閥前的壓力油被引至換向閥II，打開換向閥II，回轉(zhuǎn)馬達(dá)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓油由B 口經(jīng)梭閥I和換向閥II進(jìn)入變量泵I，此時(shí)變量泵I作為液壓馬達(dá)使用，帶動變量泵II旋轉(zhuǎn)，打開單向閥3，此時(shí)換向閥I截止，向蓄能器5充壓，完成充壓過程。這樣回轉(zhuǎn)馬達(dá)制動時(shí)的機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為液壓能，液壓能通過變量泵I被轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。機(jī)械能通過變量泵II又被轉(zhuǎn)化為液壓能，在蓄能器貯存。
[0014]當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)先導(dǎo)操作閥的先導(dǎo)壓力同時(shí)也被輸送到換向閥1、換向閥II，打開換向閥1、換向閥II，，蓄能器中的壓力油經(jīng)換向閥I進(jìn)入變量泵II，變量泵II作為液壓馬達(dá)使用，帶動變量泵I，變量泵I產(chǎn)生的壓力油經(jīng)換向閥II和梭閥I進(jìn)入馬達(dá)的進(jìn)油口，這樣蓄能器液壓能，通過變量泵II被轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。機(jī)械能通過變量泵I又被轉(zhuǎn)化為液壓能，向回轉(zhuǎn)馬達(dá)供油。通過蓄能器的充壓和釋放，不斷的被循環(huán)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種挖掘機(jī)液壓混合動力系統(tǒng)，與挖掘機(jī)的液壓回轉(zhuǎn)馬達(dá)連接，其特征在于:它包括相背聯(lián)結(jié)的變量泵1、變量泵II，以及單向閥、換向閥、蓄能器、梭閥，梭閥兩端連接回轉(zhuǎn)馬達(dá)的進(jìn)出油口，變量泵1、變量泵II分別通過換向閥與兩個(gè)梭閥連接，蓄能器與一個(gè)換向閥連接，變量泵II通過單向閥與蓄能器連接。
【文檔編號】E02F9/22GK103541398SQ201210247183
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】李宴玲 申請人:李宴玲