[發(fā)明專利]一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810615328.2
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108571028A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高永昌;袁永強;秦銀平;陳瑱賢;張靜;李昆鵬;陳世斌
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)及方法，包括變量泵、電動機、壓電換能裝置、蓄能器、三位四通換向閥、油箱、第一二位二通換向閥、第二二位二通換向閥和液壓馬達；本發(fā)明動臂液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在節(jié)能模型下先通過壓電轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)液壓能向電能的第一次轉(zhuǎn)化，然后油液經(jīng)過蓄能器時將能量進行收集存儲實現(xiàn)了二次的能量回收。同時能量回收過程中可以實現(xiàn)蓄能器單獨回收及蓄能器與壓電轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)共同回收的模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓振動能量回收發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

工程機械作為裝備工業(yè)的重要組成部分，它在國防建設(shè)工程、交通運輸建設(shè)，能源工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、礦山等原材料工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、農(nóng)林水利建設(shè)、工業(yè)與民用建筑、城市建設(shè)、環(huán)境保護等多個領(lǐng)域進行應(yīng)用。而液壓挖掘機作為工程機械當中的一員，具有高能耗、低排放的特點造成大量的能量浪費損耗，導致環(huán)境污染和能源浪費嚴重，因此，對液壓挖掘機進行液壓系統(tǒng)改進實現(xiàn)其節(jié)能減排的目的具有十分必要的研究意義。

液壓挖掘機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的運動約占整個作業(yè)循環(huán)時間的50％-70％，能量消耗占25％-40％，回轉(zhuǎn)液壓回路的發(fā)熱量占液壓系統(tǒng)總發(fā)熱量的30％-40％。為提高液壓挖掘機生產(chǎn)率和功能利用率，而目前對該部分能量進行回收利用多采用在蓄能器或者蓄電池對能量進行存儲轉(zhuǎn)化，回收效率較低。隨著智能材料近年來的快速發(fā)展，壓電陶瓷具有機電耦合系數(shù)較高的特點，在實現(xiàn)能量回收轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面被廣泛的應(yīng)用。具有轉(zhuǎn)化效率高，可以快速實現(xiàn)能量的回收利用。同時，可以將壓電轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)與蓄能器有效的結(jié)合對能量進行回收，可有效的實現(xiàn)能量快速轉(zhuǎn)化，提高回收效率，減少轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)。將壓電技術(shù)與液壓技術(shù)結(jié)合應(yīng)用更具有現(xiàn)實應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)及方法，以解決上述問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)，包括變量泵、電動機、壓電換能裝置、蓄能器、三位四通換向閥、油箱、第一二位二通換向閥、第二二位二通換向閥和液壓馬達；變量泵連接油箱，變量泵的輸出端連接三位四通換向閥的第一入口，變量泵連接有電動機；三位四通換向閥的第一出口分為兩路，一路連接液壓馬達的入口，另一路連接第一二位二通換向閥，第一二位二通換向閥的第一出口連接壓電換能裝置的入口，壓電換能裝置的出口連接第二二位二通換向閥，第一二位二通換向閥的第二出口連接壓電換能裝置的出口；第二二位二通換向閥的出口連接到變量泵，形成回路，第二二位二通換向閥和變量泵之間設(shè)置有蓄能器；液壓馬達的出口連接三位四通換向閥的第二入口，三位四通換向閥的第二出口連接有油箱；液壓馬達用于驅(qū)動挖掘機回轉(zhuǎn)平臺運動。

進一步的，第一二位二通換向閥和壓電換能裝置之間設(shè)置有調(diào)速閥。

進一步的，液壓馬達的出口和入口之間設(shè)置有管道，管道上設(shè)置有兩個第一單向閥，且兩個單向閥的入口相對設(shè)置；兩個第一單向閥之間的管道連接有油箱。

進一步的，第一二位二通換向閥的入口和液壓馬達出口處的第一單向閥之間設(shè)置有管道，管道上設(shè)置有第二單向閥，第二單向閥的出口連接第一二位二通換向閥的入口；三位四通換向閥連接到第一二位二通換向閥的管道上設(shè)置有第三單向閥，第三單向閥的出口連接第一二位二通換向閥。

進一步的，蓄能器和變量泵之間設(shè)置有第四單向閥，第四單向閥的入口朝向蓄能器。

進一步的，變量泵還連接有第三二位二通換向閥，第三二位二通換向閥的出口連接有油箱；變量泵和三位四通換向閥的第二出口處的油箱之間設(shè)置有溢流閥。

進一步的，壓電換能裝置由50組壓電換能器并聯(lián)或串聯(lián)而成。

進一步的，一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)的回收方法，基于上述中任意一條所述的一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)，包括以下步驟：