[發明專利]一種采用變面積液壓蓄能器的平衡式動臂節能系統

在審

• 申請號: 201510936747.2
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105401607A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 張樹忠;江吉彬;唐一文;許明三;陳丙三;晏岱
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: E02F3/42
• 分類號: E02F3/42
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 王曉彬

技術領域

本發明屬于機械領域，尤其涉及一種采用變面積液壓蓄能器的平衡式動臂節能系統。

背景技術

液壓挖掘機在工作過程中，動臂上下擺動比較頻繁，液壓挖掘機工作裝置重量重、慣性大，為防止動臂液壓缸上腔因動臂下降過快而產生吸空，一般通過主閥節流來調速，但減速制動時工作裝置大量的位能絕大部分在主閥節流口轉化為熱能，不僅造成了能量浪費，還會導致系統溫度上升和液壓元器件壽命的降低。

部分液壓挖掘機設置蓄能裝置來解決上述問題，但其蓄能液壓缸所提供的平衡力均會較大幅度變化，而挖掘機動臂下放所回饋的力和上升所需要的力相對穩定，系統能量回收效率和系統平穩性均有待進一步改進：動臂下降時，隨著蓄能器充液壓力逐漸增大，蓄能液壓缸的平衡力從小過渡到大。在初始充液時蓄能器的壓力較小，相當部分勢能通過節流轉化為熱能；動臂上升時，蓄能器放液壓力逐漸減小，蓄能液壓缸所提供的輔助力較大幅度減小，原動臂液壓缸的力相應增大。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種采用變面積液壓蓄能器的平衡式動臂節能系統。本發明采用了變面積液壓蓄能器，保證蓄能器中的壓力基本不變，即使動臂下降過程平衡液壓缸輸出力基本穩定，提高能量回收效率和系統平穩性；當動臂上升時，在變面積液壓蓄能器穩定壓力的作用下，平衡液壓缸活塞伸出，為動臂提供穩定附加力，減小動臂液壓缸的輸出力，實現所回收能量的高效再利用。

為達到上述技術效果，本發明的技術方案是：

一種采用變面積液壓蓄能器的平衡式動臂節能系統，包括第一平衡液壓缸和第二平衡液壓缸；第一平衡液壓缸的無桿端與第二平衡液壓缸的無桿端連通，第一平衡液壓缸的有桿端與第二平衡液壓缸的有桿端連通；第一平衡液壓缸的無桿端和第二平衡液壓缸的無桿端鉸接在挖掘機動臂的銷軸上，第一平衡液壓缸的有桿端和第二平衡液壓缸的有桿端鉸接在挖掘機轉臺的銷軸上；第一平衡液壓缸的無桿端和第二平衡液壓缸的無桿端連通變面積液壓蓄能器、可調式溢流閥和壓力表；所述變面積液壓蓄能器包括殼體，殼體內設有彈性隔膜，彈性隔膜下方設有具有傾斜面的推桿，推桿連接有活塞；彈性隔膜與活塞之間為調壓腔，調壓腔連通有低壓油箱；活塞下方為連通腔，連通腔連通第一平衡液壓缸的無桿端和第二平衡液壓缸的無桿端；可調式溢流閥連接油箱。

進一步的改進，所述推桿通過連桿連接活塞。

進一步的改進，所述推桿為半球形。

本發明在動臂下降蓄能過程中，采用了變面積液壓蓄能器，保證蓄能器中的壓力基本不變，即使動臂下降過程平衡液壓缸輸出力基本穩定，提高能量回收效率和系統平穩性；當動臂上升時，在變面積液壓蓄能器穩定壓力的作用下，平衡液壓缸活塞伸出，為動臂提供穩定附加力，減小動臂液壓缸的輸出力，實現所回收能量的高效再利用。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為變面積液壓蓄能器的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示的一種采用變面積液壓蓄能器的平衡式動臂節能系統，包括第一平衡液壓缸4和第二平衡液壓缸6；第一平衡液壓缸4的無桿端與第二平衡液壓缸6的無桿端連通，第一平衡液壓缸4的有桿端與第二平衡液壓缸6的有桿端連通；第一平衡液壓缸4的無桿端和第二平衡液壓缸6的無桿端鉸接在挖掘機動臂的銷軸上，第一平衡液壓缸4的有桿端和第二平衡液壓缸6的有桿端鉸接在挖掘機轉臺的銷軸上；第一平衡液壓缸4的無桿端和第二平衡液壓缸6的無桿端連通變面積液壓蓄能器3、可調式溢流閥1和壓力表2。液壓挖掘機的原動臂液壓缸5以原有的方式安裝，不會受到本系統的影響。

如圖2所示，變面積液壓蓄能器3包括殼體31，殼體31內設有彈性隔膜32，彈性隔膜32下方設有具有傾斜面的推桿34，推桿34連接有活塞33；可調式溢流閥1連接油箱。彈性隔膜32與活塞33之間為調壓腔36，調壓腔36連通有低壓油箱；活塞33下方為連通腔37，連通腔37連通第一平衡液壓缸4的無桿端和第二平衡液壓缸6的無桿端。推桿34通過連桿35連接活塞33。推桿34為半球形。推桿34也可替換為倒置的圓錐臺形等其它具有傾斜面的形狀。