[發明專利]液壓執行機構的能量回收系統

無效

• 申請號: 201010188629.5
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN101846121A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 何清華;張大慶;郭勇;朱建新;趙喻明;龔俊
• 申請（專利權）人: 湖南山河智能機械股份有限公司
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種能量回收系統，特別是涉及一種液壓執行機構在下降或制動時回收勢能或動能，儲能裝置在執行機構上升或起動時釋放所吸收的能量的節能裝置。本發明主要應用于上升下降與起動制動較為頻繁的工程機械及工業車輛等裝備，如挖掘機、裝載機、起重機、叉車、電梯等。

背景技術

目前，以工程機械及工業車輛為對象的節能方法和思路層出不窮，主要有如下幾種：

(1)利用蓄能器的能量回收方法，主要有：專利CN1958972A利用蓄能器直接吸收并直接釋放重力勢能；專利CN2076972U利用蓄能器通過雙向泵/馬達間接吸收間接釋放重力勢能。

(2)利用電機再生制動的節能方法，主要有：CN1830750A利用馬達回收重力勢能和動能，并通過與馬達相連電機的再生制動功能將能量回收到電池。

(3)利用電機再生制動與蓄能器的混合節能方法，主要有：專利CN101408213A利用蓄能器進行直接吸收并直接釋放能量，同時利用電機對雙向泵/馬達進行再生制動。

以上這些專利提供了執行機構能量回收的基本思路，但各自都存在一些不足，比如專利CN1958972A，當工作機具向下移動時，工作機具具有的勢能轉化成壓力能儲存在蓄能器中。當工作機具上升時，蓄能器的中壓力能不能完全轉化成機械能提起工作機具作功，其原因在于，在蓄能器的釋放能量的過程中，壓力下降。當其壓力不足以推動工作機具運動時，存儲在蓄能器里的能量得不到釋放。造成能量回收效率低。再如專利CN2076972U，其能量釋放的方式做了有益的改進：將蓄能器的壓力油作用在液壓泵的入口起助力作用，這樣保證了蓄能器內的壓力油能完全釋放，但其能量回收的方式有欠缺：當貨物下降時，其勢能轉化為壓力能推動泵反轉，泵排出的壓力油進入蓄能器得以回收。這里的不足在于能量回收與釋放時泵的轉動方向不一致，這樣的裝置應用于舉升與下降頻繁的叉車是不合適的，會引起泵的轉動方向頻繁切換，引起振動與噪聲，降低其使用壽命。利用電機再生制動的方法雖可控性好，但由于其能量轉化經歷了從液壓能到機械能再到電能的能量轉換環節，能量吸收和釋放效率較低，且系統元件數量較多，控制復雜，成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能高效地回收執行機構在下降或制動時釋放的能量，提高整個系統工作效率，減小液壓系統發熱的液壓執行機構的能量回收系統。

為了解決上述技術問題，本發明提供的液壓執行機構的能量回收系統，包括至少一個執行機構，至少一個儲存能量的蓄能器，至少一個液壓動力源和液壓閥，換向閥的入口與所述的蓄能器連接，所述的換向閥的一個出口通過第一油路與所述的液壓動力源的入口連接，所述的換向閥的另一個出口通過第二油路連接于所述的執行機構與所述的液壓閥之間。

所述的換向閥為二位或多位換向閥。

所述的液壓動力源為液壓泵。

所述的執行機構為液壓缸或液壓馬達。

采用上述技術方案的液壓執行機構的能量回收系統，其基本工作原理是，當執行機構下降或制動時，蓄能器以液壓能的形式直接回收執行機構釋放出來的能量。本系統在執行機構下降或制動時釋放出的能量轉化成液壓能儲存在蓄能器中，當執行機構上升或起動時，蓄能器釋放出壓力油作用在液壓動力源的入口，對液壓動力源的驅動裝置起助力作用，從而可以減小泵的輸入功率，達到節能的效果。

本發明與背景技術相比，具有有益的效果是：

1、系統簡單，工作可靠，能量轉化環節少，回收效率高，節能效果明顯；

2、靈活的能量回收與釋放方式，回收效率高，釋放過程便于控制。

綜上所述，本發明是一種能高效地回收執行機構在下降或制動時釋放的能量，提高整個系統工作效率，減小液壓系統發熱且高效、可靠、低成本的液壓執行機構的能量回收系統。本系統可廣泛應用在具有頻繁上下或起停動作執行機構的工程機械及工業車輛等裝備中，如挖掘機、裝載機、起重機、叉車、電梯等機械或設備等。

附圖說明

圖1為本系統的液壓原理圖；

圖2為液壓缸下降的油路圖；

圖3為液壓缸上升的油路圖；

圖4為液壓馬達制動的油路圖；

圖5為液壓馬達起動的油路圖；

圖6為變形例的液壓缸下降油路圖；

圖7為變形例的液壓缸上升油路圖；

圖8為變形例的液壓馬達制動的油路圖；

圖9為變形例的液壓馬達制動的油路圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過對實施例的描述給出本發明的細節。