專利名稱：帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械設(shè)備，尤其是混 合動力液壓挖掘機(jī)的動臂流量再生系統(tǒng)，屬于工程機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，面對當(dāng)今世界的能源危機(jī)和環(huán)境的惡化，節(jié)能減排已經(jīng)成為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。挖掘機(jī)在土方施工中存在著能耗高、能源利用率低的缺點(diǎn)。挖掘機(jī)動臂進(jìn)行著往復(fù)的運(yùn)動，需要頻繁的制動和舉升，大部分勢能都消耗在多路閥口上，不僅造成能源浪費(fèi)，大量的勢能轉(zhuǎn)化成熱能，增加了燃料的消耗，而且容易引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱，降低元件的壽命。用于挖掘機(jī)動臂的節(jié)能方案主要有流量再生和勢能回收兩種，多數(shù)挖掘機(jī)上動臂采用了流量再生回路，以提高工作裝置的作業(yè)速度，改善復(fù)合操縱性能，使液壓系統(tǒng)的能耗降低。但是在動臂下降過程中利用節(jié)流閥(電磁流量閥)調(diào)節(jié)動臂液壓缸下降的速度時， 較多的能量浪費(fèi)在了節(jié)流閥口上，能量利用率較低。隨著混合動力挖掘機(jī)的發(fā)展，勢能回收技術(shù)逐漸成為動臂節(jié)能的一個重要技術(shù)分支，但是單獨(dú)利用液壓馬達(dá)回收動臂下降的勢能時，動臂液壓缸下腔的能量仍需要主泵提供，能量綜合效率并不高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種可回收勢能的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)，包括動臂液壓缸、三位四通伺服閥、控制器、溢流閥、電磁流量閥、單向閥、變量泵、油箱和發(fā)動機(jī)；控制器與伺服閥、電磁流量閥、變量泵電聯(lián)接；三位四通伺服閥依次與換向閥、液壓馬達(dá)連接；液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)同軸連接，發(fā)電機(jī)的輸出端與超級電容電聯(lián)接； 液壓馬達(dá)的出口壓力經(jīng)馬達(dá)單向閥由電磁流量閥控制；換向閥與油箱連接；控制器與換向閥、發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)電聯(lián)接。本發(fā)明的有益效果是，綜合了傳統(tǒng)的流量再生系統(tǒng)和勢能回收系統(tǒng)，通過對伺服閥、電磁流量閥、以及變量泵、液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的綜合控制可以實現(xiàn)挖掘機(jī)在動臂下降過程中最佳節(jié)能狀態(tài)，并且還可以通過調(diào)節(jié)元件不同參數(shù)的組合，達(dá)到所需的工作狀態(tài)。相比普通流量再生系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過回收多余的勢能，避免了在動臂下降過程中，較多的勢能以熱能形式浪費(fèi)在節(jié)流閥口 ；相比一般的回收勢能的系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過流量再生，大大降低主泵的能耗，提高能量利用率。在動臂下降時，不僅能夠通過勢能回收裝置回收動臂下降過程中產(chǎn)生的勢能，而且能夠通過流量再生系統(tǒng)，將回流的液壓油部分供給液壓缸上腔，使系統(tǒng)所需主泵流量最小或為零，從而減少液壓系統(tǒng)中的能量損耗，提高能量的利用率，延長挖掘機(jī)的使用壽命。


圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖中零部件及編號1-動臂液壓缸，2-三位四通伺服閥，3-控制器，4-溢流閥，5-電磁流量閥，6-單向閥，7-變量泵，8-油箱，9-發(fā)動機(jī)，10-馬達(dá)單向閥，11-液壓馬達(dá)，12 超級電容，13-發(fā)電機(jī)，14-換向閥。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。參見圖1，帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)，包括動臂液壓缸1、三位四通伺服閥2、控制器3、溢流閥4、電磁流量閥5、單向閥6、變量泵7、油箱8和發(fā)動機(jī)9 ；控制器3與伺服閥2、電磁流量閥5、變量泵7電聯(lián)接；三位四通伺服閥2依次與換向閥14、液壓馬達(dá)11連接；液壓馬達(dá)11與發(fā)電機(jī)13同軸連接，發(fā)電機(jī)13的輸出端與超級電容12電聯(lián)接；液壓馬達(dá)11的出口壓力經(jīng)馬達(dá)單向閥10由電磁流量閥5控制；換向閥14與油箱8 連接；控制器3與換向閥14、發(fā)電機(jī)13、液壓馬達(dá)11電聯(lián)接。動臂液壓缸1為兩個。換向閥14為二位三通換向閥。具體工作過程如下動臂上升過程中油路流經(jīng)路徑油箱8 —變量泵7 —單向閥6 —三位四通伺服閥 2右位一動臂液壓缸1下腔一動臂液壓缸1上腔一三位四通伺服閥2右位一換向閥14右位 —油箱8。動臂下降過程(合流加回收)主油路流經(jīng)路徑動臂液壓缸1下腔一三位四通伺服閥2左位一換向閥14左位一液壓馬達(dá)11 —馬達(dá)單向閥10 —三位四通伺服閥2左位一動臂液壓缸1上腔。控制伺服閥2和電磁流量閥5的開口、液壓馬達(dá)11和發(fā)電機(jī)13參數(shù)可以調(diào)節(jié)回收能量的比率，當(dāng)合流時流量不足時，可以用變量泵7來補(bǔ)充。動臂液壓缸1的上、下腔出口接三位四通伺服閥2，伺服閥2的一個分支連接換向閥14，換向閥14連接液壓馬達(dá)11，發(fā)電機(jī)13與液壓馬達(dá)11同軸連接，并將發(fā)電機(jī)13輸出端與超級電容12連接；液壓馬達(dá)11的出油端與單向閥10連接，馬達(dá)單向閥10的出口分為四個支路，一個支路通過電磁流量閥5連接油箱8，一個支路連接三位四通伺服閥2的進(jìn)口， 一個支路分別連接了溢流閥4和油箱8，一個支路經(jīng)過單向閥6與變量泵7連接，變量泵7 與發(fā)動機(jī)9同軸連接。信號控制單元3分別與三位四通伺服閥2、換向閥14的控制端連接，負(fù)責(zé)控制動臂的上升下降和勢能回收裝置的工作狀態(tài)；通過輸入電信號來控制電磁流量閥5和三位四通伺服閥2的開度，然后控制動臂液壓缸1下降的速度和液壓馬達(dá)11兩端的壓差；并根據(jù)工況需求，來控制變量泵7和液壓馬達(dá)11的排量；最后與發(fā)電機(jī)13的控制扭矩輸入端連接， 負(fù)責(zé)輸入發(fā)電機(jī)13的發(fā)電扭矩，從而控制發(fā)電機(jī)13的發(fā)電效率。本發(fā)明是依靠在動臂下降過程中，動臂液壓缸1下腔的高壓液壓油經(jīng)過三位四通伺服閥2和換向閥14后，沖擊液壓馬達(dá)11，將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并通過與液壓馬達(dá)11 同軸連接的發(fā)電機(jī)13將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，存儲到超級電容12中，實現(xiàn)勢能回收；經(jīng)過液壓馬達(dá)11的液壓油，流經(jīng)馬達(dá)單向閥10后，一部分通過電磁流量閥5流回油箱8，一部分油液由于電磁流量閥5存在一定背壓，通過三位四通伺服閥2流回動臂液壓缸1上腔，實現(xiàn)油液的回流；動臂液 壓缸1的下降速度和勢能回收裝置的能量回收效率，可以通過調(diào)節(jié)電磁流量閥5、三位四通伺服閥2的開口和發(fā)電機(jī)13的輸入扭矩綜合進(jìn)行控制，以保證在動臂正常下降時，勢能回收效率保持在較高區(qū)間。
權(quán)利要求
1.一種帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)，包括動臂液壓缸(1)、三位四通伺服閥(2)、控制器(3)、溢流閥(4)、電磁流量閥(5)、單向閥(6)、變量泵(7)、油箱(8)和發(fā)動機(jī)(9)；控制器(3)與伺服閥(2)、電磁流量閥(5)、變量泵(7)電聯(lián)接；其特征在于，三位四通伺服閥⑵依次與換向閥(14)、液壓馬達(dá)(11)連接；液壓馬達(dá)(11)與發(fā)電機(jī)(13) 同軸連接，發(fā)電機(jī)(13)的輸出端與超級電容(12)電聯(lián)接；液壓馬達(dá)(11)的出口壓力經(jīng)馬達(dá)單向閥(10)由電磁流量閥(5)控制；換向閥(14)與油箱⑶連接；控制器(3)與換向閥 (14)、發(fā)電機(jī)(13)、液壓馬達(dá)(11)電聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)，其特征在于， 所述的動臂液壓缸(1)為兩個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)，其特征在于， 所述的換向閥(14)為二位三通換向閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)，屬于工程機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。它包括動臂液壓缸、三位四通伺服閥、控制器、溢流閥、電磁流量閥、單向閥、變量泵、油箱和發(fā)動機(jī)；控制器與伺服閥、電磁流量閥、變量泵電聯(lián)接；三位四通伺服閥依次與換向閥、液壓馬達(dá)連接；液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)同軸連接，發(fā)電機(jī)的輸出端與超級電容電聯(lián)接；液壓馬達(dá)的出口壓力經(jīng)馬達(dá)單向閥由電磁流量閥控制；換向閥與油箱連接；控制器與換向閥、發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)電聯(lián)接。本發(fā)明可以實現(xiàn)挖掘機(jī)在動臂下降過程中最佳節(jié)能狀態(tài)，減少液壓系統(tǒng)中的能量損耗，提高能量的利用率，延長挖掘機(jī)的使用壽命。
文檔編號F15B21/14GK102182730SQ201110115278
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者于蘭英, 吳文海, 李欽林, 王國志, 鄧斌 申請人:四川省成都普什機(jī)電技術(shù)研究有限公司