[發明專利]一種挖掘機的能量再生系統及挖掘機

有效

• 申請號: 201410095799.7
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103851040B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 曹東輝;盧英義;龍也
• 申請（專利權）人: 三一重機有限公司
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14;E02F9/22
• 代理公司: 上海申新律師事務所31272
• 代理人: 朱俊躍

技術領域

本發明屬于大型機械的能量回收及再生利用技術，涉及一種挖掘機的能量再生系統及挖掘機。

背景技術

當前工程機械中，挖掘機的使用得到極大的推廣與應用，其油耗、工作效率和操作便捷性是各主機制造公司、研發機構和客戶的主要關注對象。在挖掘機操作中，動臂、斗桿等構件的頻繁動作，加上各自自重產生的慣性運動，導致液壓能量的損失，同時增加了液壓系統的油溫，從而降低了液壓元件的壽命，機器的工作效率，提高了燃油消耗率，進一步降低了整機操作便捷性。為克服動臂和斗桿的自重產生的慣性運動造成的液壓能量損失，目前有針對動臂、斗桿單獨的能量回收或者再生研究應用。

其中，動臂再生是在動臂下降動作時，由于動臂自重的原因，將動臂油缸大腔的液壓油一部分再生回動臂油缸小腔，其余回油至油箱。斗桿再生是在斗桿挖掘動作時，由于斗桿自重的原因，將斗桿油缸小腔的液壓油再生至斗桿油缸大腔，與主泵提供的液壓油一起為斗桿油缸大腔供油。

但是挖掘機在實際工作中，為了提高工作效率和操作的便捷性，動臂和斗桿的復合動作最為頻繁。在動臂下降和斗桿挖掘同時動作時，動臂油缸大腔有富余的液壓油回至油箱，造成能量的浪費，斗桿油缸小腔再生給油缸大腔的液壓油不能滿足油缸大腔的要求，需要主泵提供液壓油；及在動臂提升和斗桿挖掘同時動作時，特別是在斗桿挖掘先導壓力較大（即斗桿需要快速挖掘動作）時，動臂油缸小腔液壓油全部回油箱，斗桿油缸小腔液壓油再生給油缸大腔，與主泵提供的液壓油一起為斗桿動作提供液壓油。因此，本案主要考慮在挖掘機動臂下降和斗桿挖掘的復合動作時，將動臂油缸大腔富余的液壓油提供給斗桿油缸大腔；在動臂提升和斗桿挖掘時，斗桿先導壓力大于設定值時，將動臂油缸小腔富余的液壓油提供給斗桿油缸大腔。最大程度減少動臂油缸液壓能的浪費，降低發動機能量的提供。這樣可以提升挖掘機的作業效率，實現高效、節能的目的。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種挖掘機的能量再生系統及挖掘機，能夠提高機器的工作效率，降低燃油消耗，提高整機的操作便捷性。

為達到上述目的，具體技術方案如下：

一方面，提供一種挖掘機能量再生系統，其中，包括主液壓油路，先導液壓油路，先導泵，第一泵，第二泵，發動機，第一傳感器，第二傳感器，電磁閥，主控制器，操作手柄，動臂油缸，第一動臂閥芯，第一斗桿閥芯，開關閥，單向閥，第二斗桿閥芯，第二動臂閥芯，斗桿油缸，液壓油箱，所述先導泵、所述第一泵、所述第二泵和所述發動機依次連接，所述第一泵通過所述第一傳感器連接所述主控制器，所述第二泵通過所述第二傳感器連接所述主控制器；所述電磁閥、所述操作手柄分別連接所述主控制器，所述第一斗桿閥芯分別與所述第二泵、所述第二動臂閥芯、所述單向閥連接，所述單向閥、所述開關閥、所述第一動臂閥芯依次連接，所述斗桿油缸分別連接所述第一斗桿閥芯、所述第二斗桿閥芯，所述動臂油缸分別連接所述第二動臂閥芯、所述第一動臂閥芯。

上述挖掘機的能量再生系統，其中，所述開關閥集成在所述電磁閥上，并由所述主控制器控制。

上述挖掘機的能量再生系統，其中，應用于動臂斗桿的復合動作或者鏟斗卸載時的斗桿挖掘復合動作。

另一方面，提供一種挖掘機，其中，包括如上述任意一項所述的挖掘機能量再生系統。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

-動臂油缸液壓油提供給斗桿油缸大腔，可提高挖掘機在動臂與斗桿復合動作時的工作效率，提升操作便捷性；

-動臂油缸液壓油提供給斗桿油缸大腔，減少主泵對斗桿油缸的供油的同時，提升了動臂油缸液壓油的率用率，降低能量損失的同時，進一步降低燃油消耗；

-由于燃油消耗下降，實現節能減排的同時，亦可減少整機的發熱量，提升挖掘機系統的穩定性、可靠性、元器件的壽命；

-整體結構設計及控制方法簡單，易于實現，且成本較低，具有較高的可靠性。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本發明挖掘機的能量再生系統一具體實施例的液壓原理圖；

圖2是根據本發明挖掘機的能量再生系統一具體實施例的控制原理圖；

圖3是根據本發明挖掘機的能量再生系統一具體實施例的動臂下降和斗桿挖掘動作油路再生實施效果圖；

圖4是根據本發明挖掘機的能量再生系統一具體實施例的動臂提升和斗桿挖掘動作油路再生實施效果圖。