[實(shí)用新型]具有能量回饋功能的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520357528.4
• 申請(qǐng)日: 2015-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204898749U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文海;于蘭英;鄧斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): E02F3/42
• 分類號(hào): E02F3/42
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械，特別涉及的是液壓挖掘機(jī)能量回收技術(shù)。

背景技術(shù)

挖掘機(jī)是工程機(jī)械重要機(jī)種，廣泛地應(yīng)用于國(guó)家建設(shè)工程中，挖掘機(jī)一般采用柴油機(jī)為一次動(dòng)力，通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)行走作業(yè)。普通挖掘機(jī)為循環(huán)作業(yè)機(jī)械、載荷工況多變，工作時(shí)間長(zhǎng)，作業(yè)負(fù)荷重，消耗大量能源，但能效很低。

不同廠家和型號(hào)的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)是多變的，不管挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)怎樣變化，液壓系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件均由行走馬達(dá)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸所組成。以圖1的液壓系統(tǒng)為例說(shuō)明本實(shí)用新型是如何實(shí)現(xiàn)能量回饋的：

未接入能量回饋模塊的挖掘機(jī)系統(tǒng)如圖1，其包含了主泵Ⅰ1、主泵Ⅱ2、油箱3、發(fā)動(dòng)機(jī)4、行走馬達(dá)5、動(dòng)臂油缸6、鏟斗油缸7、斗桿油缸8、回轉(zhuǎn)馬達(dá)9、多路閥(10-14)、安全閥15、溢流閥16、單向閥17。其工作原理是，由發(fā)動(dòng)機(jī)為原動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)液壓主泵(挖掘機(jī)液壓主泵通常為2個(gè))，為液壓系統(tǒng)供油，執(zhí)行元件有行走馬達(dá)5動(dòng)臂油缸6鏟斗油缸7斗桿油缸8回轉(zhuǎn)馬達(dá)9，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械行走和作業(yè)，多路閥用于控制執(zhí)行元件的動(dòng)作。在每個(gè)執(zhí)行元件的進(jìn)出油口都安裝了一對(duì)溢流閥16，一對(duì)單向閥17。其中溢流閥16用于執(zhí)行元件有壓力波動(dòng)時(shí)保護(hù)執(zhí)行元件。單向閥17用于防止執(zhí)行元件吸空時(shí)補(bǔ)油。此外在主泵的出口處安裝了安全閥15保護(hù)整個(gè)液壓系統(tǒng)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大致只有20％左右變?yōu)橥诰驒C(jī)的有效功。其余都消耗到了從液壓傳動(dòng)系統(tǒng)到負(fù)載的各環(huán)節(jié)，約38％損失于液壓元件，20％損失于車體和作業(yè)裝置的運(yùn)動(dòng)，20％左右損失于節(jié)流調(diào)速控制。其中液壓元件如泵、馬達(dá)、缸、閥自身的節(jié)能技術(shù)已達(dá)到了一定的水平，進(jìn)一步提高效率已經(jīng)很困難。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有能量回饋功能的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)，使之克服現(xiàn)有技術(shù)的以上不足。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。

具有能量回饋功能的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)，包括系統(tǒng)主泵、主要執(zhí)行元件：行走馬達(dá)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸及相應(yīng)用于控制執(zhí)行元件的動(dòng)作的多路閥，其特征在于，液壓系統(tǒng)接入能量回饋模塊，所述能量回饋模塊包含了子模塊Ⅰ和子模塊Ⅱ；

子模塊Ⅰ包含了四個(gè)二位二通電磁閥(25、26、27和28)兩個(gè)單向閥(29和30)、輔助變量馬達(dá)31、輔助變量泵32、二位二通電磁閥33、比例節(jié)流閥34、比例方向流量閥35、壓力傳感器37，并帶有動(dòng)臂回收油口Ⅰ(N1)、鏟斗回收油口Ⅰ(N2)、斗桿回收油口Ⅰ(N3)、回轉(zhuǎn)回收油口Ⅰ(N4)、蓄能器接口(R)、饋能口Ⅰ(Q1)、饋能口Ⅱ(Q2)、回油口(S)。

子模塊Ⅰ內(nèi)，并聯(lián)設(shè)置的四個(gè)二位二通電磁閥(25、26、27和28)的出口管路19通過(guò)單向閥29與蓄能器接口(R)相通，在出口管路19的單向閥29前部位與回油口(S)之間設(shè)置有兩條支路：連接比例節(jié)流閥34的第一支路和由二位二通電磁閥33、輔助變量馬達(dá)31串聯(lián)的第二支路；出口管路19上單向閥29后部位依次設(shè)置由單向閥30、輔助變量泵32組成并與回油口(S)相通的第三支路、連接比例方向流量閥35的第四支路以及36-安全閥；回油口(S)與油箱相連；饋能口Ⅰ(Q1)、饋能口Ⅱ(Q2)連接到系統(tǒng)主泵出口；

子模塊Ⅱ安裝在各執(zhí)行元件與多路閥之間，包含了梭閥21、三個(gè)二位二通電磁閥(22、23和24)及四個(gè)回收用連接油口動(dòng)臂回收口Ⅱ

(U1)、鏟斗回收油口Ⅱ(U2)、斗桿回收油口Ⅱ(U3)、回轉(zhuǎn)回收口Ⅱ(U4)。

在回轉(zhuǎn)馬達(dá)進(jìn)出油口并聯(lián)梭閥21，梭閥21與U4口間接；在動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸無(wú)桿腔的油路上分別安裝二位二通電磁閥(24、23和22)，并分別與動(dòng)臂回收口(U1)、鏟斗回收油口Ⅱ(U2)、斗桿回收油口Ⅱ(U3)連接；

子模塊Ⅰ的動(dòng)臂回收油口Ⅰ(N1)、鏟斗回收油口Ⅰ(N2)、斗桿回收油口Ⅰ(N3)、回轉(zhuǎn)回收油口Ⅰ(N4)、分別和子模塊Ⅱ的動(dòng)臂回收口(U1)、鏟斗回收油口Ⅱ(U2)、斗桿回收油口Ⅱ(U3)、回轉(zhuǎn)回收口Ⅱ(U4)分別通過(guò)油管38連接；

蓄能器20與蓄能器接口(R)相連。