專(zhuān)利名稱(chēng)：輪式起重機(jī)及其液壓控制系統(tǒng)、泵/馬達(dá)控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓領(lǐng)域，特別是涉及一種泵/馬達(dá)控制回路和包括上述泵/馬達(dá)控 制回路的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述液壓控制系統(tǒng)的輪 式起重機(jī)。
背景技術(shù)：
在能源日益短缺、環(huán)境污染日益加劇的今天，新型節(jié)能工程機(jī)械已成為廣大設(shè)計(jì) 人員的主要研究對(duì)象。對(duì)于一個(gè)工程機(jī)械制造企業(yè)，研究開(kāi)發(fā)新型節(jié)能工程機(jī)械不僅具有 前瞻的環(huán)衛(wèi)意識(shí)，并且能夠增加企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)企業(yè)的創(chuàng)新能力，為公司帶來(lái)新的 利益增長(zhǎng)點(diǎn)。以輪式起重機(jī)為例，目前輪式起重機(jī)液壓系統(tǒng)分為上車(chē)和下車(chē)兩部分，故一般的 中大噸位的輪式起重機(jī)上車(chē)和下車(chē)具有各自獨(dú)立的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。下車(chē)液壓系統(tǒng)主要用于 換向、制動(dòng)或油氣懸掛等功能，而下車(chē)底盤(pán)的驅(qū)動(dòng)是靠機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的；上車(chē)液壓系統(tǒng)主要 用于控制起重機(jī)的各種動(dòng)作，例如起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮以及其他輔助操作等。下車(chē)底盤(pán)采用的是汽車(chē)底盤(pán)，存在很多汽車(chē)底盤(pán)的缺點(diǎn)，例如不易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速、 尾氣排放嚴(yán)重、大功率需要發(fā)動(dòng)機(jī)提供很大的動(dòng)力；上車(chē)液壓系統(tǒng)也存在能量損失大、系統(tǒng) 發(fā)熱多等問(wèn)題。為了節(jié)省能量，現(xiàn)有技術(shù)中有一種電混合動(dòng)力技術(shù)，目前部分小噸位的輪式起重 機(jī)采用了這種能量回收方式。電混合動(dòng)力技術(shù)是指在正常下車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，又增 加了一套輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由蓄電池、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、和傳動(dòng)裝置組成。輪式起重機(jī) 正常行駛時(shí)，蓄電池作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置工作，以驅(qū)動(dòng)輪式起重機(jī)的車(chē) 輪；輪式起重機(jī)制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪向傳動(dòng)裝置傳遞反向應(yīng)力，此時(shí)電動(dòng)機(jī)以發(fā)電機(jī)的模式工作， 向蓄電池里充電，回收車(chē)輛的制動(dòng)能量，將制動(dòng)能量以電能的形式儲(chǔ)存起來(lái)，在下次驅(qū)動(dòng)時(shí) 提供輔助驅(qū)動(dòng)力，達(dá)到節(jié)能的效果。電混合動(dòng)力技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)能量的回收、降低環(huán)境污染，也存在以下缺點(diǎn)①、蓄電池價(jià)格昂貴；②、蓄電池充放電效率低，難以快速滿(mǎn)足制動(dòng)能量回收特性；③、蓄電池使用壽命較低，使用成本高；④、相對(duì)于工程機(jī)械而言，電混合動(dòng)力提供的驅(qū)動(dòng)功率較小，不能滿(mǎn)足工程機(jī)械大 功率的需求，導(dǎo)致電混合動(dòng)力技術(shù)很難應(yīng)用到大型化的工程機(jī)械中，其適用范圍很小。另外，傳統(tǒng)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)在卷?yè)P(yáng)吊重下降時(shí)通過(guò)控制平衡閥的開(kāi)口大小來(lái)實(shí)現(xiàn)下降速 度的調(diào)節(jié)，重物勢(shì)能主要以節(jié)流發(fā)熱的形式消耗掉，因此，傳統(tǒng)卷?yè)P(yáng)液壓系統(tǒng)具備以下不 足①、節(jié)流控制很容易導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱；②、平衡閥開(kāi)啟不平穩(wěn)時(shí)很容易導(dǎo)致卷?yè)P(yáng)下降產(chǎn)生抖動(dòng)，吊重穩(wěn)定性難以保證。因此，如何節(jié)省輪式起重機(jī)的能量消耗，并在此基礎(chǔ)上降低能量回收的成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種泵/馬達(dá)控制回路和包括上述泵/馬達(dá)控制回路的輪式 起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，該液壓控制系統(tǒng)能有效減小輪式起重機(jī)的能量消耗，同時(shí)降低能量 回收的成本，并在此基礎(chǔ)上提高卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上 述液壓控制系統(tǒng)的輪式起重機(jī)，其經(jīng)濟(jì)性得到提高。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種泵/馬達(dá)控制回路，包括與相應(yīng)待驅(qū)動(dòng)部 件固定連接的泵/馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)所述泵/馬達(dá)的動(dòng)力泵，以及配合使用的第一蓄能器和第二蓄 能器；所述第一蓄能器與處于泵工作模式的所述泵/馬達(dá)的出油口連通，所述第二蓄能器 與處于泵工作模式的所述泵/馬達(dá)的進(jìn)油口連通；所述動(dòng)力泵的出油口與處于馬達(dá)工作模 式的所述泵/馬達(dá)的進(jìn)油口連通，且處于馬達(dá)工作模式的所述泵/馬達(dá)的出油口與所述動(dòng) 力泵的進(jìn)油口連通。優(yōu)選地，所述第一蓄能器的工作壓力大于所述第二蓄能器的工作壓力。優(yōu)選地，所述泵/馬達(dá)為雙向作用泵/馬達(dá)。優(yōu)選地，所述動(dòng)力泵為變量泵，所述泵/馬達(dá)均為變量泵/馬達(dá)。本發(fā)明還提供一種輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，包括輸出旋轉(zhuǎn)力矩的液壓執(zhí)行元 件，所述液壓執(zhí)行元件具體為泵/馬達(dá)，且該液壓控制系統(tǒng)還包括如上述任一項(xiàng)所述的泵/ 馬達(dá)控制回路。優(yōu)選地，所述泵/馬達(dá)包括所述液壓控制系統(tǒng)下車(chē)液壓回路中的若干第一泵/馬 達(dá)，各所述第一泵/馬達(dá)分別與所述輪式起重機(jī)的各車(chē)輪中心軸固定連接。優(yōu)選地，所述泵/馬達(dá)包括第二泵/馬達(dá)，該第二泵/馬達(dá)設(shè)于上車(chē)液壓回路中的 主卷?yè)P(yáng)液壓回路中。優(yōu)選地，所述泵/馬達(dá)還包括第三泵/馬達(dá)，該第三泵/馬達(dá)設(shè)于上車(chē)液壓回路中 的副卷?yè)P(yáng)液壓回路中。優(yōu)選地，所述泵/馬達(dá)還包括第四泵/馬達(dá)，該第四泵/馬達(dá)設(shè)于上車(chē)液壓回路中 的轉(zhuǎn)臺(tái)液壓回路中。本發(fā)明還提供一種輪式起重機(jī)，包括如權(quán)上述任一項(xiàng)所述的液壓控制系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的泵/馬達(dá)控制回路，包括泵/馬達(dá)、動(dòng)力泵、第一蓄能器和第二蓄 能器，其中，泵/馬達(dá)與相應(yīng)待驅(qū)動(dòng)部件固定連接，動(dòng)力泵用于驅(qū)動(dòng)泵/馬達(dá)，第一蓄能器和 第二蓄能器配合使用。泵/馬達(dá)有泵工作模式和馬達(dá)工作模式，當(dāng)泵/馬達(dá)處于泵工作模 式時(shí)，泵/馬達(dá)的出油口與第一蓄能器連通，泵/馬達(dá)的進(jìn)油口與第二蓄能器連通；當(dāng)泵/ 馬達(dá)處于馬達(dá)工作模式時(shí)，泵/馬達(dá)的出油口與動(dòng)力泵的進(jìn)油口連通，泵/馬達(dá)的進(jìn)油口與 動(dòng)力泵的出油口連通。這樣，泵/馬達(dá)以馬達(dá)模式工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)泵將高壓的液壓油泵入泵/ 馬達(dá)中，驅(qū)動(dòng)泵/馬達(dá)帶動(dòng)與之固定連接的待驅(qū)動(dòng)部件，在泵/馬達(dá)中工作后的液壓油變成 低壓后，循環(huán)回到動(dòng)力泵進(jìn)油口，供驅(qū)動(dòng)泵使用。當(dāng)泵/馬達(dá)被反向力矩作用時(shí)，將以泵模 式進(jìn)行工作，從而將第二蓄能器中的壓力油壓入第一蓄能器中存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向液壓能 的轉(zhuǎn)換。當(dāng)泵/馬達(dá)再次以馬達(dá)模式工作時(shí)，第一蓄能器中的液壓油可以流出，與驅(qū)動(dòng)泵中 的液壓油一起驅(qū)動(dòng)泵/馬達(dá)，將液壓能再次轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以減少驅(qū)動(dòng)泵的能量損失，節(jié)省驅(qū)動(dòng)泵的能耗，提高系統(tǒng)的效率。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一蓄能器的工作壓力大于所述第二蓄能器的工 作壓力。使泵/馬達(dá)處于泵工作模式時(shí)，將低壓蓄能器里的液壓油打入高壓的蓄能器中，便 于反向動(dòng)力做功；當(dāng)泵/馬達(dá)處于馬達(dá)工作模式時(shí)，液壓油從高壓蓄能器中流出，對(duì)泵/馬 達(dá)做功后流向低壓蓄能器，實(shí)現(xiàn)液壓能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，易于實(shí)現(xiàn)。除了上述的泵/馬達(dá)控制回路，本發(fā)明還提供一種輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，該 液壓控制系統(tǒng)輸出旋轉(zhuǎn)力矩的液壓執(zhí)行元件，且其液壓執(zhí)行元件具體為泵/馬達(dá)，同時(shí)，提 供的液壓控制系統(tǒng)包括上述的泵/馬達(dá)控制回路。由于泵/馬達(dá)控制回路具有上述技術(shù)效 果，具有該泵/馬達(dá)的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述泵/馬達(dá)包括若干第一泵/馬達(dá)，設(shè)于下車(chē)液壓回 路中，且各所述第一泵/馬達(dá)分別與所述輪式起重機(jī)的各車(chē)輪中心軸固定連接。輪式起重 機(jī)正常行駛時(shí)，動(dòng)力泵將液壓油分別向各第一泵/馬達(dá)的進(jìn)油口輸送，驅(qū)動(dòng)各第一泵/馬達(dá) 以馬達(dá)的模式工作，帶動(dòng)各車(chē)輪的中心軸旋轉(zhuǎn)，使輪式起重機(jī)前進(jìn)。當(dāng)輪式起重機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力與車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的方向相反，相反的制動(dòng)力會(huì)驅(qū)動(dòng)第一 泵/馬達(dá)以泵模式工作，將第二蓄能器中的液壓油吸入第一泵/馬達(dá)，加壓后經(jīng)第一泵/馬 達(dá)的出油口進(jìn)入第一蓄能器中，使液壓油在第一蓄能器中以高壓的形式儲(chǔ)存起來(lái)，實(shí)現(xiàn)動(dòng) 能向液壓能的轉(zhuǎn)換，為下次輪式起重機(jī)驅(qū)動(dòng)做好準(zhǔn)備。同時(shí)，第一泵/馬達(dá)在給第一蓄能器 充油的過(guò)程給輪式起重機(jī)提供輔助制動(dòng)力，并將此制動(dòng)力以能量回收的方式消耗車(chē)輛的動(dòng) 能，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的有效制動(dòng)。這樣，車(chē)輛在制動(dòng)時(shí)可以減少摩擦制動(dòng)片的使用頻次和使用時(shí) 間，延長(zhǎng)摩擦制動(dòng)片的使用壽命。當(dāng)輪式起重機(jī)爬坡時(shí)，第一蓄能器可以充當(dāng)輔助動(dòng)力源，提供高壓的液壓油，連同 動(dòng)力泵一起給各車(chē)輪的第一泵/馬達(dá)供油，不僅實(shí)現(xiàn)大驅(qū)動(dòng)功率的快速供給，增大了輪式 起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，提高輪式起重機(jī)的工作效率，而且增強(qiáng)了輪式起重機(jī)的節(jié)能效果。同時(shí)， 第一蓄能器和第二蓄能器能反復(fù)使用，其使用壽命較長(zhǎng)，相對(duì)于蓄電池回收能量相比，可以 有效降低能量回收的成本。在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述上車(chē)液壓回路包括主卷?yè)P(yáng)液壓回路，該主卷?yè)P(yáng) 回路中設(shè)有第二泵/馬達(dá)。這樣，卷?yè)P(yáng)吊重下降時(shí)，重物下降帶動(dòng)第二泵/馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，使第 二泵/馬達(dá)以泵的模式工作，將第二蓄能器里的液壓油泵入第一蓄能器中，實(shí)現(xiàn)重物勢(shì)能 向液壓能的轉(zhuǎn)化，重物的下降速度由第二泵/馬達(dá)的排量控制。在卷?yè)P(yáng)吊升重物時(shí)，第一蓄 能器可以快速打出壓力油，聯(lián)合動(dòng)力馬達(dá)一起給第二泵/馬達(dá)供油，從而實(shí)現(xiàn)能量的回收 再利用，達(dá)到節(jié)能、高效的目的。而且，第一蓄能器既與下車(chē)液壓回路連通，又與上車(chē)液壓回路連通，可以充分利用 上車(chē)液壓回路和下車(chē)液壓回路中的能量，使輪式起重機(jī)在多種工況下的能量均可以通過(guò)第 一蓄能器回收，再應(yīng)用到其它工況下。與上車(chē)液壓回路和下車(chē)液壓回路獨(dú)立回收利用相比， 統(tǒng)一回收、統(tǒng)一利用更有利于充分利用回收能量，提高能量的回收利用率，增強(qiáng)輪式起重機(jī) 的節(jié)能效果。在提供上述液壓控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種包括上述液壓控制系統(tǒng)的 輪式起重機(jī)；由于液壓控制系統(tǒng)具有上述技術(shù)效果，具有該液壓控制系統(tǒng)的輪式起重機(jī)也 具有相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明所提供泵/馬達(dá)控制回路一種具體實(shí)施方式
的液壓原理圖；圖2為圖1所示泵/馬達(dá)控制回路回收機(jī)械能時(shí)的液壓原理圖；圖3為圖1所示泵/馬達(dá)控制回路釋放液壓能時(shí)的液壓原理圖；圖4為圖1所示泵/馬達(dá)控制回路處于馬達(dá)工作模式且正轉(zhuǎn)時(shí)的液壓原理圖；圖5為圖1所示泵/馬達(dá)控制回路處于馬達(dá)工作模式且反轉(zhuǎn)時(shí)的液壓原理圖；圖6為本發(fā)明所提供的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
的液壓原理 7為圖6所示液壓系統(tǒng)處于回收能量狀態(tài)時(shí)的液壓原理圖；圖8為圖6所示液壓系統(tǒng)處于釋放能量狀態(tài)時(shí)的液壓原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種泵/馬達(dá)控制回路和包括上述泵/馬達(dá)控制回路的輪式 起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，該液壓控制系統(tǒng)能有效減小輪式起重機(jī)的能量消耗，同時(shí)降低能量 回收的成本，并在此基礎(chǔ)上提高卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上 述液壓控制系統(tǒng)的輪式起重機(jī)，其經(jīng)濟(jì)性得到提高。需要指出的是，本文所述的泵/馬達(dá)，系指在使用過(guò)程中，在一種工況下能作為馬 達(dá)使用，即借由流過(guò)的高壓油帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)做動(dòng)力輸出，將液壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；在另一種 工況下能作為泵使用，通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)把液壓油泵出，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液壓能。泵/馬達(dá)可以 兼具泵和馬達(dá)的兩種功能，并在這兩種功能中適時(shí)切換。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖1至圖3，圖1為本發(fā)明所提供泵/馬達(dá)控制回路一種具體實(shí)施方式
的液 壓原理圖；圖2為圖1所示泵/馬達(dá)控制回路回收機(jī)械能時(shí)的液壓原理圖；圖3為圖1所示 泵/馬達(dá)控制回路釋放液壓能時(shí)的液壓原理圖，圖中箭頭所示方向均為液壓油的流向。本發(fā)明所提供的泵/馬達(dá)控制回路，包括泵/馬達(dá)、動(dòng)力泵3、第一蓄能器1和第 二蓄能器2，其中，泵/馬達(dá)與相應(yīng)待驅(qū)動(dòng)部件固定連接，動(dòng)力泵3用于驅(qū)動(dòng)泵/馬達(dá)，第一 蓄能器1和第二蓄能器2配合使用。泵/馬達(dá)有泵工作模式和馬達(dá)工作模式，當(dāng)泵/馬達(dá) 處于泵工作模式時(shí)，泵/馬達(dá)的出油口與第一蓄能器1連通，泵/馬達(dá)的進(jìn)油口與第二蓄能 器2連通；當(dāng)泵/馬達(dá)處于馬達(dá)工作模式時(shí)，泵/馬達(dá)的出油口與動(dòng)力泵3的進(jìn)油口連通， 泵/馬達(dá)的進(jìn)油口與動(dòng)力泵3的出油口連通。這樣，泵/馬達(dá)以馬達(dá)模式工作時(shí)，動(dòng)力泵3將高壓的液壓油泵入泵/馬達(dá)中，驅(qū) 動(dòng)泵/馬達(dá)帶動(dòng)與之固定連接的待驅(qū)動(dòng)部件，在泵/馬達(dá)中工作后的液壓油變成低壓后，循 環(huán)回到動(dòng)力泵進(jìn)油口，供動(dòng)力泵3使用。當(dāng)泵/馬達(dá)被反向力矩作用時(shí)，將以泵模式進(jìn)行工 作，從而將第二蓄能器2中的壓力油壓入第一蓄能器1中存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向液壓能的轉(zhuǎn) 換。當(dāng)泵/馬達(dá)再次以馬達(dá)模式工作時(shí)，第一蓄能器1中的液壓油可以流出，與動(dòng)力泵3中 的液壓油一起驅(qū)動(dòng)泵/馬達(dá)，將液壓能再次轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以減少動(dòng)力泵3的能量損失，節(jié) 省動(dòng)力泵3的能耗，提高系統(tǒng)的效率。
在一種具體的實(shí)施方式中，第一蓄能器1的工作壓力大于第二蓄能器2的工作壓 力。使泵/馬達(dá)處于泵工作模式時(shí)，將低壓的第二蓄能器2里的液壓油打入高壓的第一蓄 能器1中，便于反向動(dòng)力做功；當(dāng)泵/馬達(dá)處于馬達(dá)工作模式時(shí)，液壓油從高壓蓄能器中流 出，對(duì)泵/馬達(dá)做功后流向低壓蓄能器，實(shí)現(xiàn)液壓能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，易于實(shí)現(xiàn)。請(qǐng)參考圖4和圖5，圖4為圖1所示泵/馬達(dá)控制回路處于馬達(dá)工作模式且正轉(zhuǎn)時(shí) 的液壓原理圖；圖5為圖1所示泵/馬達(dá)控制回路處于馬達(dá)工作模式且反轉(zhuǎn)時(shí)的液壓原理 圖，圖中箭頭所示方向均為液壓油的流向。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，上述的泵/馬達(dá)可以是雙向作用泵/馬達(dá)，使泵/馬達(dá)可 以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)待驅(qū)動(dòng)部件正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以滿(mǎn)足更多的工況，提高泵/馬達(dá)控 制回路的適用范圍。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的泵/馬達(dá)控制回路中動(dòng)力泵3可以是變量泵，泵/馬達(dá)可 以是變量泵/馬達(dá)，以實(shí)現(xiàn)待驅(qū)動(dòng)部件的無(wú)級(jí)變速功能，進(jìn)一步提高泵/馬達(dá)控制回路的適 用性。請(qǐng)參考圖6，圖6為本發(fā)明所提供的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
的液壓原理圖。本發(fā)明還提供一種輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，包括輸出旋轉(zhuǎn)力矩的液壓執(zhí)行元 件，該液壓執(zhí)行元件可以為泵/馬達(dá)，該液壓控制系統(tǒng)還包括上述的泵/馬達(dá)控制回路。利 用泵/馬達(dá)控制回路中的能量回收功能，回收輪式起重機(jī)工作中的機(jī)械能，轉(zhuǎn)化成液壓能 儲(chǔ)存在第一蓄能器中，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候釋放液壓能，轉(zhuǎn)化成機(jī)械能做功，以降低輪式起重機(jī)的 能耗，達(dá)到節(jié)能的效果，提高輪式起重機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。在一種具體的實(shí)施方式中，上述的泵/馬達(dá)包括設(shè)于輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)下 車(chē)液壓回路中的若干第一泵/馬達(dá)4，各且第一泵/馬達(dá)4分別與輪式起重機(jī)的各車(chē)輪中心 軸固定連接。輪式起重機(jī)正常行駛時(shí)，動(dòng)力泵3將液壓油分別向各第一泵/馬達(dá)4的進(jìn)油 口輸送，驅(qū)動(dòng)各第一泵/馬達(dá)4以馬達(dá)的模式工作，帶動(dòng)各車(chē)輪8的中心軸旋轉(zhuǎn)，使輪式起 重機(jī)前進(jìn)。當(dāng)輪式起重機(jī)制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)力與車(chē)輪旋轉(zhuǎn)方向相反，制動(dòng)力將驅(qū)動(dòng)第一泵/馬 達(dá)4以泵模式工作，將與第一泵/馬達(dá)4的進(jìn)油口連通的第二蓄能器2中的液壓油吸入第 一泵/馬達(dá)4，液壓油加壓后經(jīng)第一泵/馬達(dá)4的出油口進(jìn)入第一蓄能器1中，將液壓油在 第一蓄能器1中以高壓的形式儲(chǔ)存起來(lái)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)能向液壓能的轉(zhuǎn)換，為下次輪式起重機(jī)驅(qū) 動(dòng)做好準(zhǔn)備。同時(shí)，第一泵/馬達(dá)4在給第一蓄能器1充油的過(guò)程給輪式起重機(jī)提供的輔助制 動(dòng)力，并將此制動(dòng)力以能量回收的方式消耗車(chē)輛的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的有效制動(dòng)。這樣，車(chē)輛 在制動(dòng)時(shí)可以減少摩擦制動(dòng)片的使用頻次和使用時(shí)間，延長(zhǎng)摩擦制動(dòng)片的使用壽命。當(dāng)輪式起重機(jī)爬坡時(shí)，第一蓄能器1可以充當(dāng)輔助動(dòng)力源，向外打油。使第一蓄能 器1同動(dòng)力泵3 —起給和各車(chē)輪8的第一泵/馬達(dá)4供油，不僅實(shí)現(xiàn)大驅(qū)動(dòng)功率的快速供 給，增大了輪式起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，提高輪式起重機(jī)的工作效率，而且減少了原油的消耗，增 強(qiáng)了輪式起重機(jī)的節(jié)能效果。而且第一蓄能器1和第二蓄能器2能反復(fù)使用，其使用壽命 較長(zhǎng)，相對(duì)于蓄電池回收能量相比，可以有效降低能量回收的成本。在一種具體的實(shí)施方式中，各第一泵/馬達(dá)4均為雙向作用變量泵/馬達(dá)。雙向作
7用變量泵/馬達(dá)均具有雙向打油的特點(diǎn)，因此，可以實(shí)現(xiàn)輪式起重機(jī)前進(jìn)和后退兩種行駛 方式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輪式起重機(jī)無(wú)極變速功能，滿(mǎn)足更多的工況，且提高輪式起重機(jī)的舒適性。
輪式起重機(jī)前進(jìn)時(shí)，動(dòng)力泵3將液壓油泵出，輸送至各第一泵/馬達(dá)4的進(jìn)油口， 如圖4所示，驅(qū)動(dòng)第一泵/馬達(dá)4工作，作為馬達(dá)使用，進(jìn)而帶動(dòng)輪式起重機(jī)的各車(chē)輪8旋 轉(zhuǎn)，輪式起重機(jī)前進(jìn)。 輪式起重機(jī)后退時(shí)，動(dòng)力泵3仍將液壓油輸送至各第一泵/馬達(dá)4的進(jìn)油口，如圖 5所示，只是第一泵/馬達(dá)4的變量斜盤(pán)傾角發(fā)生改變，從而使其輸出軸的旋向發(fā)生改變，從 而帶動(dòng)輪式起重機(jī)的各車(chē)輪8反向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)輪式起重機(jī)后退。請(qǐng)參考圖7和圖8，圖7為圖6所示液壓系統(tǒng)處于回收能量狀態(tài)時(shí)的液壓原理圖； 圖8為圖6所示液壓系統(tǒng)處于釋放能量狀態(tài)時(shí)的液壓原理圖；圖中箭頭所示方向均為液壓 油的流向，為了表達(dá)簡(jiǎn)潔，圖中將輪式起重機(jī)中不同工況下各個(gè)液壓回路中的液壓油流向 均畫(huà)在一張示意圖中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，并不意味著液壓系統(tǒng)中會(huì)同時(shí)出現(xiàn)圖 中的所有液壓油流向。在另一種具體的實(shí)施方式中，泵/馬達(dá)包括第二泵/馬達(dá)5，該第二泵/馬達(dá)5設(shè) 于輪式起重機(jī)上車(chē)液壓回路的主卷?yè)P(yáng)液壓回路中，即主卷?yè)P(yáng)回路中設(shè)有第二泵/馬達(dá)5，第 二泵/馬達(dá)5處于泵工作模式時(shí)，第一蓄能器1與第二泵/馬達(dá)5的出油口連通，第二蓄能 器2與第二泵/馬達(dá)5的進(jìn)油口連通。這樣，卷?yè)P(yáng)吊重下降時(shí)，重物下降帶動(dòng)第二泵/馬 達(dá)5旋轉(zhuǎn)，使第二泵/馬達(dá)5以泵模式工作，液壓控制系統(tǒng)處于能量回收狀態(tài)，第二蓄能器 2里的液壓油泵入第一蓄能器1中，實(shí)現(xiàn)重物勢(shì)能向液壓能的轉(zhuǎn)化，重物的下降速度由第二 泵/馬達(dá)5的排量控制。在卷?yè)P(yáng)吊升重物時(shí)，液壓控制系統(tǒng)處于釋放能量狀態(tài)，第一蓄能器 1可以快速打出壓力油，聯(lián)合動(dòng)力馬達(dá)一起給第二泵/馬達(dá)5供油，從而實(shí)現(xiàn)能量的回收再 利用，達(dá)到節(jié)能、高效的目的。而且，第一蓄能器1既與下車(chē)液壓回路連通，又與上車(chē)液壓回路連通，可以充分利 用上車(chē)液壓回路和下車(chē)液壓回路中的能量，使輪式起重機(jī)在多種工況下的能量均可以通過(guò) 第一蓄能器1回收，再應(yīng)用到其它工況下。與上車(chē)液壓回路和下車(chē)液壓回路獨(dú)立回收利用 相比，統(tǒng)一回收、統(tǒng)一利用更有利于充分利用回收能量，提高能量的回收利用率，增強(qiáng)輪式 起重機(jī)的節(jié)能效果。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，本發(fā)明所提供的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)中的泵/馬達(dá) 還可以包括第三泵/馬達(dá)6，且第三泵/馬達(dá)6設(shè)于上車(chē)液壓回路的副卷?yè)P(yáng)液壓回路中，即 副卷?yè)P(yáng)回路中設(shè)有第三泵/馬達(dá)6，第三泵/馬達(dá)6處于泵工作模式時(shí)，第一蓄能器1與第 三泵/馬達(dá)6的出油口連通，第二蓄能器2與第三泵/馬達(dá)6的進(jìn)油口連通。即輪式起重 機(jī)中包括主卷?yè)P(yáng)和副卷?yè)P(yáng)，且主卷?yè)P(yáng)液壓回路和副卷?yè)P(yáng)液壓回路中均設(shè)有泵/馬達(dá)。重物 下降時(shí)，帶動(dòng)第二泵/馬達(dá)5和第三泵/馬達(dá)6均以泵模式工作，將第二蓄能器2中的液壓 油打入第一蓄能器1中，實(shí)現(xiàn)重物勢(shì)能向液壓能的轉(zhuǎn)換；主卷?yè)P(yáng)和副卷?yè)P(yáng)提升重物時(shí)，第一 蓄能器1會(huì)快速將液壓油送出給主卷?yè)P(yáng)和副卷?yè)P(yáng)供油，實(shí)現(xiàn)回收能量的再利用。可以對(duì)上述的液壓系統(tǒng)作進(jìn)一步改進(jìn)。上車(chē)液壓回路還包括轉(zhuǎn)臺(tái)液壓回路，本發(fā)明所提供的液壓控制系統(tǒng)中泵/馬達(dá)還 包括第四泵/馬達(dá)7，且第四泵/馬達(dá)7設(shè)在上車(chē)液壓回路的轉(zhuǎn)臺(tái)液壓回路中，當(dāng)?shù)谒谋? 馬達(dá)7處于泵工作模式時(shí)，第一蓄能器1與第四泵/馬達(dá)7的出油口連通，第二蓄能器2與第四泵/馬達(dá)7的進(jìn)油口連通。即液壓控制系統(tǒng)處于能量回收狀態(tài)時(shí)，第二蓄能器2與第 四泵/馬達(dá)7的進(jìn)油口連通，第一蓄能器1與第四泵/馬達(dá)7的出油口連通；液壓控制系統(tǒng) 處于釋放能量狀態(tài)時(shí)，第二蓄能器2與第四泵/馬達(dá)7的出油口連通，第一蓄能器1與第四 泵/馬達(dá)7的進(jìn)油口連通?；剞D(zhuǎn)系統(tǒng)在停止工作時(shí)，若不利用制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)，則轉(zhuǎn)臺(tái)因?yàn)?慣性會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到慣性能完全消耗掉為止。本發(fā)明所提供的液壓系統(tǒng)可以利用第一蓄 能器1和第二蓄能器2對(duì)回轉(zhuǎn)慣性能進(jìn)行回收，回收原理和主卷?yè)P(yáng)液壓回路的類(lèi)似，區(qū)別在 于主卷?yè)P(yáng)液壓回路回收的是重物的勢(shì)能，轉(zhuǎn)臺(tái)液壓回路回收的是轉(zhuǎn)臺(tái)的慣性能。需要說(shuō)明的是，主卷?yè)P(yáng)、副卷?yè)P(yáng)和轉(zhuǎn)臺(tái)是輪式起重機(jī)的常見(jiàn)組成部分，主卷?yè)P(yáng)液壓 回路、副卷?yè)P(yáng)液壓回路和轉(zhuǎn)臺(tái)液壓回路均是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該通曉的現(xiàn)有技術(shù)，在此不 作展開(kāi)闡述。除了上述液壓控制系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種包括上述液壓控制系統(tǒng)的輪式起重 機(jī)，該輪式起重機(jī)其他各部分的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對(duì)本發(fā)明所提供的輪式起重機(jī)及其液壓控制系統(tǒng)、泵/馬達(dá)控制回路進(jìn)行了 詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的 說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改 進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種泵/馬達(dá)控制回路，其特征在于，包括與相應(yīng)待驅(qū)動(dòng)部件固定連接的泵/馬達(dá)、 驅(qū)動(dòng)所述泵/馬達(dá)的動(dòng)力泵，以及配合使用的第一蓄能器和第二蓄能器；所述第一蓄能器 與處于泵工作模式的所述泵/馬達(dá)的出油口連通，所述第二蓄能器與處于泵工作模式的所 述泵/馬達(dá)的進(jìn)油口連通；所述動(dòng)力泵的出油口與處于馬達(dá)工作模式的所述泵/馬達(dá)的進(jìn) 油口連通，且處于馬達(dá)工作模式的所述泵/馬達(dá)的出油口與所述動(dòng)力泵的進(jìn)油口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵/馬達(dá)控制回路，其特征在于，所述第一蓄能器的工作壓力 大于所述第二蓄能器的工作壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵/馬達(dá)控制回路，其特征在于，所述泵/馬達(dá)為雙向作用泵 /馬達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泵/馬達(dá)控制回路，其特征在于，所述動(dòng)力泵為變量泵，所述 泵/馬達(dá)均為變量泵/馬達(dá)。
5.輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，包括輸出旋轉(zhuǎn)力矩的液壓執(zhí)行元件，其特征在于，所述液 壓執(zhí)行元件具體為泵/馬達(dá)，且該液壓控制系統(tǒng)還包括如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的 泵/馬達(dá)控制回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述泵/馬達(dá)包括所 述液壓控制系統(tǒng)下車(chē)液壓回路中的若干第一泵/馬達(dá)，各所述第一泵/馬達(dá)分別與所述輪 式起重機(jī)的各車(chē)輪中心軸固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述泵 二泵/馬達(dá)，該第二泵/馬達(dá)設(shè)于上車(chē)液壓回路中的主卷?yè)P(yáng)液壓回路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述泵 第三泵/馬達(dá)，該第三泵/馬達(dá)設(shè)于上車(chē)液壓回路中的副卷?yè)P(yáng)液壓回路中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪式起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述泵 第四泵/馬達(dá)，該第四泵/馬達(dá)設(shè)于上車(chē)液壓回路中的轉(zhuǎn)臺(tái)液壓回路中。
10.一種輪式起重機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求5至9任一項(xiàng)所述的液壓控制系統(tǒng)。/馬達(dá)包括第 /馬達(dá)還包括 /馬達(dá)還包括
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種泵/馬達(dá)控制回路，包括與相應(yīng)待驅(qū)動(dòng)部件固定連接的泵/馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)所述泵/馬達(dá)的動(dòng)力泵，以及配合使用的第一蓄能器和第二蓄能器；所述第一蓄能器與處于泵工作模式的所述泵/馬達(dá)的出油口連通，所述第二蓄能器與處于泵工作模式的所述泵/馬達(dá)的進(jìn)油口連通；所述動(dòng)力泵的出油口與處于馬達(dá)工作模式的所述泵/馬達(dá)的進(jìn)油口連通，且處于馬達(dá)工作模式的所述泵/馬達(dá)的出油口與所述動(dòng)力泵的進(jìn)油口連通。該泵/馬達(dá)控制回路能有效提高能源利用效率，提高節(jié)能效果。本發(fā)明還提供一種包括上述泵/馬達(dá)控制回路的液壓控制系統(tǒng)和包括上述液壓控制系統(tǒng)的輪式起重機(jī)，該液壓控制系統(tǒng)能有效減小輪式起重機(jī)的能量消耗，同時(shí)降低能量回收的成本。
文檔編號(hào)F15B1/02GK102080675SQ201010587379
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者劉邦才, 史先信, 胡小冬 申請(qǐng)人:徐州重型機(jī)械有限公司