液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)，包括先導(dǎo)手柄、主閥、三油缸動臂工作裝置、蓄能器、三泵式供油裝置，還包括電磁比例控制閥、防吸空閥，所述三油缸動臂工作裝置包括動臂、動臂油缸、動臂儲能油缸，動臂油缸與挖掘機(jī)的主閥連接，所述兩個(gè)動臂儲能油缸對稱式位于動臂油缸兩側(cè)，所述三泵式供油裝置通過液壓管路分別連接先導(dǎo)手柄和電磁比例控制閥，所述電磁比例控制閥通過液壓管路分別與動臂儲能油缸、動臂油缸連接，蓄能器與動臂儲能油缸通過液壓管路連接，所述防吸空閥通過液壓管路分別與動臂儲能油缸、動臂油缸、電磁比例控制閥、主閥連接。本實(shí)用新型可大大降低功率消耗，工作效率顯著提高。
【專利說明】液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及挖掘機(jī)，具體地說是一種液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]普通液壓挖掘機(jī)的系統(tǒng)采用發(fā)動機(jī)提供動力，各動作的協(xié)調(diào)性靠主閥的背壓來調(diào)節(jié)，這種系統(tǒng)使的某些動作出現(xiàn)發(fā)動機(jī)全功率情況，使的不僅油耗高，而且動作慢。普通挖掘機(jī)動臂所產(chǎn)生的勢能沒有回收，而且在動臂下降時(shí)需要背壓來調(diào)節(jié)速度，這樣勢能全部轉(zhuǎn)化成了熱，加快了挖掘機(jī)的油溫的升高。部分節(jié)能挖掘機(jī)采用了電液混合系統(tǒng)，但這種系統(tǒng)的循環(huán)壽命低，造價(jià)高，能量回收率低，限制了電液混合系統(tǒng)的廣泛使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)，可大大降低功率消耗，工作效率顯著提高。
[0004]本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]該液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)包括先導(dǎo)手柄、主閥、動臂工作裝置、蓄能器、供油裝置，還包括電磁比例控制閥、防吸空閥，所述動臂工作裝置為三油缸動臂工作裝置，所述供油裝置為三泵式供油裝置，所述三油缸動臂工作裝置包括動臂、動臂油缸、動臂儲能油缸，動臂油缸與挖掘機(jī)的主閥連接，兩個(gè)動臂儲能油缸對稱式位于動臂油缸兩側(cè)，所述三泵式供油裝置通過液壓管路分別連接先導(dǎo)手柄和電磁比例控制閥，所述電磁比例控制閥通過液壓管路分別與動臂儲能油缸、動臂油缸連接，蓄能器與動臂儲能油缸通過液壓管路連接，所述防吸空閥通過液壓管路分別與動臂儲能油缸、動臂油缸、電磁比例控制閥、主閥連接。
[0006]本實(shí)用新型的目的還可通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]進(jìn)一步，該液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)所述動臂油缸為正置安裝方式，即缸體在下，活塞桿在上，所述動臂儲能油缸為倒置安裝方式，即缸體在上，活塞桿在下，所述動臂儲能油缸包括相連接的缸體和活塞桿，活塞桿前端與缸體內(nèi)的活塞連接，缸體內(nèi)由活塞隔成大腔和小腔，所述大腔通過管路連接至蓄能器，小腔與挖掘機(jī)的主閥連接。
[0008]進(jìn)一步，該液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)所述三泵式供油裝置包括雙泵式軸向柱塞泵，還包括齒輪泵，所述的齒輪泵通過液壓泵PTO裝置與雙泵式軸向柱塞泵嚙合式連接在一起，所述液壓泵PTO裝置中的齒輪泵動力輸出齒輪與雙泵式軸向柱塞泵中的雙泵式軸向柱塞泵動力齒輪相嚙合；所述齒輪泵的齒輪泵花鍵軸與液壓泵PTO裝置中的齒輪泵動力輸出齒輪相嚙合，所述液壓泵PTO裝置通過PTO裝置固定螺釘固定在雙泵式軸向柱塞泵上，齒輪泵通過齒輪泵固定螺釘固定到液壓泵PTO裝置上。
[0009]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0010]該液壓系統(tǒng)當(dāng)執(zhí)行動臂升動作時(shí)，電磁比例控制閥主閥將動臂儲能油缸小腔液壓回路切斷，利用蓄能器將高壓油氣混合液注入動臂儲能油缸小腔，無需三泵式供油裝置供油，可大大降低功率消耗。由于采用三泵式供油裝置，流量的增大，動臂下降速度加快，工作效率顯著提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)的原理圖；
[0012]圖2為三油缸動臂工作裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為三泵式供油裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖中:1、蓄能器；2、動臂儲能油缸；3、動臂油缸；4、電磁比例控制閥；5、防吸空閥；
6、先導(dǎo)手柄；7、三泵式供油裝置；8、主閥；
[0015]401、動臂本體；402、動臂油缸銷軸；403、動臂儲能油缸；404、動臂油缸；405、上車架銷軸；406、動臂銷軸；407、上車架；
[0016]雙泵式軸向柱塞泵601、PTO裝置固定螺釘602、雙泵式軸向柱塞泵動力輸出齒輪603、液壓泵PTO裝置604、齒輪泵動力輸出齒輪605、齒輪泵花鍵軸606、齒輪泵固定螺釘607、齒輪泵608。

【具體實(shí)施方式】
[0017]有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。
[0018]參照附圖1-3，該液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)包括先導(dǎo)手柄6、主閥8、動臂工作裝置(圖2)、蓄能器1、供油裝置(圖3)、防吸空閥5，所述動臂工作裝置為三油缸動臂工作裝置，所述供油裝置為三泵式供油裝置，所述三油缸動臂工作裝置包括動臂401、動臂油缸
3、動臂儲能油缸2。動臂油缸大腔與主閥8的動臂聯(lián)大腔口連接，動臂油缸小腔與兩側(cè)蓄能動臂油缸小腔同時(shí)與主閥8動臂小腔口連接；兩個(gè)動臂儲能油缸對稱式位于動臂油缸兩側(cè)；所述三泵式供油裝置7的進(jìn)油口與油箱連接，出口通過液壓管路與主閥的進(jìn)油口連接；所述防吸空閥5油口通過液壓管路分別與主閥8動臂聯(lián)油口連接，同時(shí)防吸空閥5也通過液壓管路與動臂油缸的大腔連接同時(shí)與動臂油缸大腔及動臂油缸、動臂蓄能油缸的小腔連接；蓄能器與動臂儲能油缸大腔通過液壓管路連接。
[0019]液壓挖掘機(jī)三油缸動臂工作裝置，包括通過動臂銷軸406鉸接在上車架407上的動臂本體401以及連接在動臂本體和上車架之間的能使動臂旋轉(zhuǎn)式上升下降的動力裝置，該動力裝置包括動臂油缸404，動臂油缸與挖掘機(jī)的主閥連接，所述動力裝置還包括兩個(gè)動臂儲能油缸403，所述動臂油缸上端鉸接在動臂橫置的動臂油缸銷軸402上，下端則鉸接在上車架橫置的上車架銷軸405上，所述兩個(gè)動臂儲能油缸對稱式位于動臂油缸兩側(cè)，同樣上端鉸接在動臂油缸銷軸上，下端鉸接在上車架銷軸上。所述動臂儲能油缸包括相連接的缸體和活塞桿，活塞桿前端與缸體內(nèi)的活塞連接，缸體內(nèi)由活塞隔成大腔和小腔，所述大腔通過管路連接至蓄能器，小腔與挖掘機(jī)的主閥連接。所述動臂油缸上端位于動臂內(nèi)部，所述動臂儲能油缸上端位于動臂外側(cè)。所述動臂油缸為正置安裝方式，即缸體在下，活塞桿在上，所述動臂儲能油缸為倒置安裝方式，即缸體在上，活塞桿在下。動臂儲能油缸403的大腔與蓄能器聯(lián)接，小腔與主閥聯(lián)接；動臂油缸404與挖掘機(jī)的主閥聯(lián)接。當(dāng)挖掘機(jī)工作時(shí)，將操作手柄推至動臂上升位置，此時(shí)油泵消耗發(fā)動機(jī)功率比普通挖掘機(jī)低2/3，液壓油經(jīng)過柱塞泵、主閥進(jìn)入到中間動臂油缸404的大腔，同時(shí)已經(jīng)加壓至規(guī)定壓力數(shù)值下的儲能器的油氣進(jìn)入兩側(cè)的動臂儲能油缸403的大腔，分別推動臂油缸404和2個(gè)動臂儲能油缸403的活塞桿伸出，動臂本體401圍繞動臂銷軸406順時(shí)針旋轉(zhuǎn),動臂本體401上升。當(dāng)將操作手柄推至動臂下降位置，此時(shí)液壓油經(jīng)過柱塞泵、主閥進(jìn)入到中間動臂油缸404和兩側(cè)的2個(gè)動臂儲能油缸403的小腔，液壓油推動油缸活塞縮回，動臂本體401圍繞動臂銷軸406逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，動臂本體401下降。在動臂下降的同時(shí)，動臂油缸404液壓油通過主閥回流到油箱，動臂儲能油缸403大腔液壓油通過油管直接回流至蓄能器，儲能完成。依次循環(huán)。兩側(cè)的動臂儲能油缸在動臂上升時(shí)執(zhí)行托舉動臂的功能，在動臂下降時(shí)，新增向儲能器儲存動臂勢能能量的功能，中間的動臂油缸在工作裝置不動作時(shí)，起到限位作用，在動臂上升時(shí)實(shí)現(xiàn)輔助托舉動臂的功能。通過動臂儲能油缸為倒置安裝方式，獲得了更好的舉升速度和舉升力。
[0020]三泵式供油裝置，主要由雙泵式軸向柱塞泵601、齒輪泵608組成，所述的齒輪泵608通過液壓泵PTO裝置604與雙泵式軸向柱塞泵601連接在一起。其中液壓泵PTO裝置604中的齒輪泵動力輸出齒輪605與雙泵式軸向柱塞泵601中的雙泵式軸向柱塞泵動力齒輪603相嚙合。所述齒輪泵608的齒輪泵花鍵軸606與液壓泵PTO裝置604中的齒輪泵動力輸出齒輪605相嚙合，所述的液壓泵PTO裝置604他通過PTO裝置固定螺釘602固定在雙泵式軸向柱塞泵601上，齒輪泵608通過齒輪泵固定螺釘7固定到液壓泵PTO裝置604上。當(dāng)挖掘機(jī)正常工作時(shí)，柴油機(jī)帶動雙泵式軸向柱塞泵601轉(zhuǎn)動，通過雙泵式軸向柱塞泵動力輸出齒輪603將動力傳遞到PTO裝置604中的齒輪泵動力輸出齒輪605上，從而將動力傳遞至齒輪泵花鍵軸606上，帶動齒輪泵608轉(zhuǎn)動，齒輪泵608工作。通過增加齒輪泵，有效增加了液壓油的流量，提高液壓泵的工作效率。
[0021]當(dāng)挖掘機(jī)正常工作時(shí)，三泵式供油裝置7啟動。當(dāng)執(zhí)行動臂下降動作時(shí)，操縱先導(dǎo)手柄6至動臂降位置，先導(dǎo)信號傳遞至主閥8，主閥8將液壓回路打開，三泵式供油裝置7對動臂儲能油缸2和動臂油缸3大腔供油，動臂下降，由于采用三泵式供油裝置7，流量的增大，動臂下降速度加快，工作效率提高，當(dāng)動臂下降至鏟斗觸地?fù)诬嚂r(shí)，電磁比例控制閥4可根據(jù)系統(tǒng)壓力自動判斷開放或關(guān)閉液壓回路。當(dāng)動臂執(zhí)行上升動作時(shí)，操縱先導(dǎo)手柄6至動臂升位置，先導(dǎo)信號傳遞至主閥8，主閥8將動臂儲能油缸2小腔液壓回路切斷，電磁比例控制閥4將蓄能器I與動臂儲能油缸2液壓回路開通，蓄能器I將高壓油氣混合液注入動臂儲能油缸2小腔，無需三泵式供油裝置供油，可大大降低功率消耗，與此同時(shí)先導(dǎo)信號傳遞至主閥8，主閥8將三泵式供油裝置7與動臂油缸3液壓回路七通，液壓油注入至動臂油缸3小腔，起到輔助動臂上升的作用，關(guān)鍵在此過程中，對動臂儲能油缸2推動動臂上升起到緩沖和限位作用。依次循環(huán)。
[0022]當(dāng)進(jìn)行平地模式時(shí)，電磁比例控制閥4接收先導(dǎo)信號，電磁比例控制閥4將動臂儲能油缸2、動臂油缸3小腔液壓回油油路切斷，使回油全部通過主閥8回到油箱，實(shí)現(xiàn)了斗桿與動臂平地模式時(shí)的操作舒適性。
[0023]通過增加防吸空閥5，可防止工作油缸動臂儲能油缸2、動臂油缸3動作時(shí)吸空，避免出現(xiàn)氣蝕及工作裝置停頓現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，增加操作舒適性。
[0024]主閥8將動臂閥芯、斗桿閥芯、鏟斗閥芯的檔位槽加大，使進(jìn)回油壓力損失降至最低。壓力損失降低使系統(tǒng)流量增加，提高了執(zhí)行元件的工作效率。
[0025]本實(shí)用新型高效節(jié)能環(huán)保液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)經(jīng)裝機(jī)試驗(yàn)，節(jié)能效果顯著，工作效率大大提高，節(jié)能約50%以上，綜合提高效率50%。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專利范圍，其他運(yùn)用本實(shí)用新型的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本實(shí)用新型的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)，包括先導(dǎo)手柄、主閥、動臂工作裝置、蓄能器、供油裝置，其特征在于，還包括電磁比例控制閥、防吸空閥，所述動臂工作裝置為三油缸動臂工作裝置，所述供油裝置為三泵式供油裝置，所述三油缸動臂工作裝置包括動臂、動臂油缸、動臂儲能油缸，動臂油缸與挖掘機(jī)的主閥連接，兩個(gè)動臂儲能油缸對稱式位于動臂油缸兩側(cè)，所述三泵式供油裝置通過液壓管路分別連接先導(dǎo)手柄和電磁比例控制閥，所述電磁比例控制閥通過液壓管路分別與動臂儲能油缸、動臂油缸連接，蓄能器與動臂儲能油缸通過液壓管路連接，所述防吸空閥通過液壓管路分別與動臂儲能油缸、動臂油缸、電磁比例控制閥、主閥連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述動臂油缸為正置安裝方式，即缸體在下，活塞桿在上，所述動臂儲能油缸為倒置安裝方式，即缸體在上，活塞桿在下，所述動臂儲能油缸包括相連接的缸體和活塞桿，活塞桿前端與缸體內(nèi)的活塞連接，缸體內(nèi)由活塞隔成大腔和小腔，所述大腔通過管路連接至蓄能器，小腔與挖掘機(jī)的主閥連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)油液混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述三泵式供油裝置包括雙泵式軸向柱塞泵，還包括齒輪泵，所述的齒輪泵通過液壓泵PTO裝置與雙泵式軸向柱塞泵嚙合式連接在一起，所述液壓泵PTO裝置中的齒輪泵動力輸出齒輪與雙泵式軸向柱塞泵中的雙泵式軸向柱塞泵動力齒輪相嚙合；所述齒輪泵的齒輪泵花鍵軸與液壓泵PTO裝置中的齒輪泵動力輸出齒輪相嚙合，所述液壓泵PTO裝置通過PTO裝置固定螺釘固定在雙泵式軸向柱塞泵上，齒輪泵通過齒輪泵固定螺釘固定到液壓泵PTO裝置上。
【文檔編號】E02F3/43GK204023642SQ201420300916
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】張義華, 英霄, 郇慶祥, 張桂忠, 劉軍, 袁青照, 郭立金, 房興玉 申請人:山東中川液壓有限公司