具有勢能回收的液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種具有勢能回收的液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機，與內(nèi)燃機連接的變排量液壓泵，還包括與變排量液壓泵連接的動臂控制系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、多路閥組，以及與多路閥組連接的鏟斗執(zhí)行器和斗桿執(zhí)行器。本發(fā)明用于液壓挖掘機，克服現(xiàn)有技術(shù)能量回收存在的節(jié)流損失、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等缺點。
【專利說明】具有勢能回收的液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種具有勢能回收的液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓挖掘機由于工作循環(huán)周期比較短，動作頻率高，因此在其工作過程中，動臂的下降勢能是相當可觀的。但是目前，一般的液壓挖掘機對其動臂下降勢能并沒有進行回收利用，使得動臂下降勢能在節(jié)流口以熱能形式損耗，造成能源的浪費，同時散發(fā)的熱量也影響機器元件的壽命。由此可見，對液壓挖掘機動臂進行能量回收勢在必行。
[0003]當前的液壓系統(tǒng)能量回收多采用閥控系統(tǒng)或液壓變壓器實現(xiàn)能量回收，如在CN102094434A中，采用負流量控制變量泵、蓄能器、電液比例閥等實現(xiàn)系統(tǒng)的能量回收:當動臂下降時，利用蓄能器進行動臂勢能回收，當蓄能器達到設(shè)定壓力時，回油進入油箱；當動臂舉升時，系統(tǒng)勢能釋放，蓄能器能量大于設(shè)定值時，蓄能器的高壓油與液壓泵的高壓油混合進入動臂無桿腔，若蓄能器低于設(shè)定值，只有變量泵的高壓油進入動臂無桿腔。由于該系統(tǒng)為閥控系統(tǒng)，因此存在較大節(jié)流損失，系統(tǒng)能量回收效率低。
[0004]在CN101845837中，采用兩臺電控變排量液壓泵及一臺泵-馬達組成的液壓變壓器實現(xiàn)系統(tǒng)的能量回收:動臂下降時，對勢能進行回收；而當提升動臂時，儲存在蓄能器中的能量又通過液壓變壓器重新供給動臂液壓缸。這種以液壓變壓器組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，不利于推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有勢能回收的液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)能量回收存在的節(jié)流損失、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等缺點。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括內(nèi)燃機，與內(nèi)燃機連接的變排量液壓泵，其特征在于，還包括與變排量液壓泵連接的動臂控制系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、多路閥組，以及與多路閥組連接的鏟斗執(zhí)行器和斗桿執(zhí)行器；
所述動臂控制系統(tǒng)用于控制動臂液壓缸實現(xiàn)液壓挖掘機動臂的上下運動，包括與變排量液壓泵通軸連接的三油口液壓泵、用于采集動臂液壓缸的位移信號并控制變排量液壓泵和三油口液壓泵轉(zhuǎn)速的控制單元、蓄能器、第一液控單向閥、第二液控單向閥、第一安全閥、第二安全閥，以及動臂液壓缸；所述三油口液壓泵的第I進出油口 PA與動臂液壓缸的無桿腔相連通，第2進出油口 PB與動臂液壓缸的有桿腔相連通，吸排油口 PT與蓄能器相連通，第一安全閥與第一液控單向閥并聯(lián)，第一安全閥的O 口和第一液控單向閥的進油口接三油口液壓泵的吸排油口 PT，第一安全閥的P 口和第一液控單向閥的出油口接三油口液壓泵的進出油口 PA ;第二安全閥與第二液控單向閥并聯(lián)，第二安全閥的O 口和第二液控單向閥的進油口接三油口液壓泵的吸排油口 PT，第二安全閥的P 口和第二液控單向閥的出油口接三油口液壓泵的進出油口 PB ； 所述的回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)通過控制回轉(zhuǎn)馬達實現(xiàn)液壓挖掘機上部旋轉(zhuǎn)主體相對于下部行進主體的旋轉(zhuǎn)，由4個二位二通比例節(jié)流閥和回轉(zhuǎn)馬達組成，第一二位二通比例節(jié)流閥和第二二位二通比例節(jié)流閥的A 口與回轉(zhuǎn)馬達的進油口相連，第三二位二通比例節(jié)流閥和第四二位二通比例節(jié)流閥的A 口與回轉(zhuǎn)馬達的回油口相連，第一二位二通比例節(jié)流閥和第三二位二通比例節(jié)流閥的B 口相連并連接變排量液壓泵的出油口，第二二位二通比例節(jié)流閥和第四二位二通比例節(jié)流閥的B 口接油箱；
所述多路閥組與變排量液壓泵相連，用于控制鏟斗執(zhí)行器和斗桿執(zhí)行器的運動。
[0007]優(yōu)選地，所述二位二通比例節(jié)流閥為直動式比例節(jié)流閥或先導(dǎo)型比例節(jié)流閥。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1.由三油口液壓泵直接控制動臂油缸工作，方便實現(xiàn)控制動臂勢能的回收和釋放，而不需要通過液壓閥過多交換能量，能量效率高，避免了液壓變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、不利于推廣等缺點。
[0009]2.回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓解決方式采用進出口獨立調(diào)節(jié)即通過改變二位二通比例節(jié)流閥的電磁鐵驅(qū)動電壓來控制調(diào)節(jié)節(jié)流口的開啟來控制液壓馬達的運動速度，進一步降低系統(tǒng)的能耗，達到節(jié)能效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明所列舉的實施例，只是用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明思想的前提下，還可以對本發(fā)明進行改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求保護的范圍內(nèi)。
[0012]如圖1所示，包括內(nèi)燃機1，與內(nèi)燃機連接的變排量液壓泵2，其特征在于，還包括與變排量液壓泵2連接的動臂控制系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、多路閥組18，以及與多路閥組18連接的鏟斗執(zhí)行器14和斗桿執(zhí)行器16 ；
所述動臂控制系統(tǒng)用于控制動臂液壓缸實現(xiàn)液壓挖掘機動臂的上下運動，包括與變排量液壓泵2通軸連接的三油口液壓泵3、用于采集動臂液壓缸的位移信號并控制變排量液壓泵和三油口液壓泵轉(zhuǎn)速的控制單元4、蓄能器5、第一液控單向閥61、第二液控單向閥62、第一安全閥71、第二安全閥72以及動臂液壓缸8 ;所述三油口液壓泵3的第I進出油口 PA與動臂液壓缸8的無桿腔相連通，第2進出油口 PB與動臂液壓缸8的有桿腔相連通，吸排油口 PT與蓄能器5相連通，第一安全閥71與第一液控單向閥61并聯(lián)，第一安全閥71的O口和第一液控單向閥61的進油口接三油口液壓泵3的吸排油口 PT，第一安全閥71的P 口和第一液控單向閥61的出油口接三油口液壓泵3的進出油口 PA ;第二安全閥72與第二液控單向閥62并聯(lián)，第二安全閥72的O 口和第二液控單向閥62的進油口接三油口液壓泵3的吸排油口 PT，第二安全閥72的P 口和第二液控單向閥62的出油口接三油口液壓泵3的進出油口 PB ；
所述的回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)通過控制回轉(zhuǎn)馬達實現(xiàn)液壓挖掘機上部旋轉(zhuǎn)主體相對于下部行進主體的旋轉(zhuǎn)，由4個二位二通比例節(jié)流閥和回轉(zhuǎn)馬達10組成，所述二位二通比例節(jié)流閥為直動式比例節(jié)流閥或先導(dǎo)型比例節(jié)流閥，其中第一二位二通比例節(jié)流閥91和第二二位二通比例節(jié)流閥92的A 口與回轉(zhuǎn)馬達10的進油口相連，第三二位二通比例節(jié)流閥93和第四二位二通比例節(jié)流閥94的A 口與回轉(zhuǎn)馬達10的回油口相連，第一二位二通比例節(jié)流閥91和第三二位二通比例節(jié)流閥93的B 口相連并連接變排量液壓泵的出油口，第二二位二通比例節(jié)流閥92和第四二位二通比例節(jié)流閥94的B 口接油箱；
所述多路閥組18與變排量液壓泵2相連，用于控制鏟斗執(zhí)行器14和斗桿執(zhí)行器16的運動。
[0013]整機工作時，內(nèi)燃機I驅(qū)動變排量液壓泵2和三油口液壓泵3，三油口液壓泵3采用變排量控制方式，當動臂下降時，動臂液壓缸8的活塞桿收回，三油口液壓泵3的第I進出油口 PA從動臂液壓缸8的無桿腔吸油，三油口液壓泵3的第2進出油口 PB向動臂液壓缸8的有桿腔供油，動臂液壓缸8無桿腔多出的高壓油經(jīng)三油口液壓泵3的吸排油口 PT進入蓄能器5，實現(xiàn)勢能回收；當動臂舉升時，動臂液壓缸8的活塞桿伸出，三油口液壓泵3的進出油口改變方向，第I進出油口 PA向無桿腔供油，第2進出油口 PB從有桿腔吸油，無桿腔不夠的油液通過蓄能器5經(jīng)吸排油口 PT補充；控制單元4通過采集動臂液壓缸8的位移信號控制變排量液壓泵2和三油口液壓泵3的轉(zhuǎn)速?；剞D(zhuǎn)控制系統(tǒng)的第一二位二通比例節(jié)流閥91和第二二位二通比例節(jié)流閥92分別控制回轉(zhuǎn)馬達10進油口和出油口的進油量，第二二位二通比例節(jié)流閥92和第四二位二通比例節(jié)流閥94分別控制回轉(zhuǎn)馬達10進油口和出油口的回油量，從而實現(xiàn)對回轉(zhuǎn)馬達10進出油口的獨立調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.具有勢能回收的液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(1)，與內(nèi)燃機連接的變排量液壓泵(2)，其特征在于，還包括與變排量液壓泵(2)連接的動臂控制系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、多路閥組(18)，以及與多路閥組(18)連接的鏟斗執(zhí)行器(14)和斗桿執(zhí)行器(16)； 所述動臂控制系統(tǒng)用于控制動臂液壓缸實現(xiàn)液壓挖掘機動臂的上下運動，包括與變排量液壓泵(2)通軸連接的三油口液壓泵(3)、用于采集動臂液壓缸(8)的位移信號并控制變排量液壓泵和三油口液壓泵轉(zhuǎn)速的控制單元(4)、蓄能器(5)、第一液控單向閥(61)、第二液控單向閥(62)、第一安全閥(71)、第二安全閥(72)以及動臂液壓缸(8);所述三油口液壓泵(3)的第I進出油口 Pa與動臂液壓缸(8)的無桿腔相連通，第2進出油口 Pb與動臂液壓缸(8)的有桿腔相連通，吸排油口 Pt與蓄能器(5)相連通，第一安全閥(71)與第一液控單向閥(61)并聯(lián)，第一安全閥(71)的O 口和第一液控單向閥(61)的進油口接三油口液壓泵(3)的吸排油口 Ρτ，第一安全閥(71)的P 口和第一液控單向閥(61)的出油口接三油口液壓泵(3)的進出油口 ΡΑ;第二安全閥(72)與第二液控單向閥(62)并聯(lián)，第二安全閥(72)的O口和第二液控單向閥(62 )的進油口接三油口液壓泵(3 )的吸排油口 Ρτ，第二安全閥(72 )的P 口和第二液控單向閥(62)的出油口接三油口液壓泵(3)的進出油口 Pb ； 所述的回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)通過控制回轉(zhuǎn)馬達實現(xiàn)液壓挖掘機上部旋轉(zhuǎn)主體相對于下部行進主體的旋轉(zhuǎn)，由4個二位二通比例節(jié)流閥和回轉(zhuǎn)馬達(10)組成，第一二位二通比例節(jié)流閥(91)和第二二位二通比例節(jié)流閥(92)的A 口與回轉(zhuǎn)馬達(10)的進油口相連，第三二位二通比例節(jié)流閥(93)和第四二位二通比例節(jié)流閥(94)的A 口與回轉(zhuǎn)馬達(10)的回油口相連，第一二位二通比例節(jié)流閥(91)和第三二位二通比例節(jié)流閥(93)的B 口相連并連接變排量液壓泵的出油口，第二二位二通比例節(jié)流閥(92)和第四二位二通比例節(jié)流閥(94)的B口接油箱； 所述多路閥組(18)與變排量液壓泵(2)相連，用于控制鏟斗執(zhí)行器(14)和斗桿執(zhí)行器(16)的運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有勢能回收的液壓挖掘機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述二位二通比例節(jié)流閥為直動式比例節(jié)流閥或先導(dǎo)型比例節(jié)流閥。
【文檔編號】E02F9/22GK103924629SQ201410151998
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】莊靜偉, 劉津, 盛鋒, 宣惠平, 張欲保, 潘晟菡, 陳贛, 邵立福 申請人:中國人民解放軍63983部隊