[發明專利]一種挖掘機能量回收系統

有效

• 申請號: 201310488951.3
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103741755A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 殷晨波;葉儀;周玲君;高俊庭
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及挖掘機節能技術領域，特別涉及一種挖掘機能量回收系統。

背景技術

挖掘機作為土方工程施工的一種重要工程機械，承擔著世界65%～70%的土方量挖掘，具有功能強、市場占有量大的特點，但其油耗高、排放差的弊端在日趨嚴格的排放法規和居高不下的燃油價格背景下愈加明顯，其節能技術的研究成為國際研究熱點。挖掘機系統的總效率僅約為20%，能量損失主要包括：發動機損失、節流損失、液壓元件損失、機械裝置損失。

目前，針對以上技術問題，國內已經開展了一些挖掘機節能技術的研究，提出了不少能量回收利用的專利成果。這些節能方案中所采用的儲能元件大多為蓄能器或是蓄電池，其中蓄能器的比功率高，可以很好的吸收系統中的沖擊能，但其能量密度低，不易于能量的大量存儲，而蓄電池的特性則正好相反，動態響應慢、充放電時比功率低。此外，在使用蓄能器為儲能元件時，存儲的油液壓力往往低于系統壓力，導致回收的能量無法釋放。有學者提出了將液壓馬達和泵組合使用，以差動回收的方法提高回收油液的壓力，但該方法中使用的元件多、成本高，且當負載變化頻繁時，能量存儲的效率極低。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種挖掘機能量回收系統。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種挖掘機能量回收系統，包括液壓油路和控制回路；

其中液壓油路包括：發動機、第一二次動力元件、主泵、第一逆變器、蓄電池、第二逆變器、第二二次動力元件、二次液壓元件、第一單向閥、主換向閥、第一電磁換向閥、順序閥、第一切換閥、節流閥、第一插裝閥、蓄能器、或門型梭閥、雙向增壓器、第二單向閥、第三單向閥、第二電磁換向閥、第二插裝閥、第二切換閥、第三電磁換向閥、液控單向閥、油箱；

所述控制回路包括：第一電磁繼電器、第二電磁繼電器、控制器、操作手柄、第一壓力計、第二壓力計、第三壓力計。

本發明液壓油路中各個部件之間采用管道連接；控制回路中各個部件之間采用電路連接。

發動機的輸出軸與第一二次動力元件的輸入軸剛性連接，第一二次動力元件的輸出軸與主泵的主軸剛性連接；第一二次動力元件與第二二次動力元件之間順序連接有第一逆變器、蓄電池、第二逆變器，第二二次動力元件的輸出軸與二次液壓元件的主軸剛性連接；主泵的進油口與油箱相連，出油口與第一單向閥入口相連；第一單向閥的出口與主換向閥的P口、S口相接，主換向閥的N口和T口分別連接油箱，A口與執行機構的A口相接，B口與第一電磁換向閥的B口相連；第一電磁換向閥的A口與執行結構的B口相接，N口連接有第一切換閥的A口；第一切換閥的B口的油路上依次接有第一插裝閥和蓄能器，第一切換閥的B口還與節流閥相接；節流閥的出口與第二電磁換向閥的P口相通；第一電磁換向閥與第一切換閥之間的旁路接有順序閥，順序閥的出口與二次液壓元件連接后接油箱；第二電磁換向閥的T口接油箱，A口、B口分別接雙向增壓器的b、c口，且A、B口分別經過第二單向閥、第三單向閥后分別于雙向增壓器的a、d口相接，此外a、d口還分別連接或門型梭閥的A、B入口，或門型梭閥的出口連接蓄能器；蓄能器依次經過第二切換閥的A口、B口，第三電磁換向閥的A口、B口，第二插裝閥后接在第一單向閥和主換向閥之間；第三電磁換向閥的N口接液控單向閥后連接在順序閥與二次液壓元件間。

操作手柄的控制信號由x、y端口分別輸出到主換向閥的x、y信號端；控制器接收來自操作手柄z信號端傳遞的操作狀態信號，第一壓力計、第二壓力計、第三壓力計的壓力信號，以及蓄電池輸出的充電狀態信號；并由控制器向第一二次動力元件、第二二次動力元件、二次液壓元件、節流閥、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第一切換閥、第二切換閥輸出控制信號。

本發明中，主換向閥為三位六通閥，第一電磁換向閥和第三電磁換向閥為二位三通閥，第二電磁換向閥為二位四通閥，第一切換閥和第二切換閥為二位二通閥。

本發明中，雙向增壓器的a、d口為小腔出油接口，b、c口為大腔出油接口，壓力較低的油液由b或c口進入雙向增壓器，壓力較高的油液從a或d口流出雙向增壓器。

本發明中，或門型梭閥接收來自雙向增壓器a、d口的壓力油，并將兩者中壓力較高的油液輸入到蓄能器中。

本發明中，順序閥由油液信號控制，控制信號取自蓄能器的開口處。

本發明中，第一插裝閥、第二插裝閥由油液信號控制，控制信號分別取自蓄能器的出口及第一單向閥的出口處。