[發明專利]一種挖掘機能量再生系統及控制方法

有效

• 申請號: 202010964499.3
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112049181B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 袁曉明;付文博;孟昭亮;張立杰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

本發明公開的一種挖掘機能量再生系統及控制方法。所述系統包括：挖掘機原液壓系統、電液比例方向閥、液壓蓄能器、鏟斗液壓缸、斗桿液壓缸、動臂液壓缸、回轉馬達、電比例手柄、信號處理裝置、控制器和壓力傳感器。本發明將8個電液比例方向閥安裝在挖掘機上并與原液壓系統并聯，控制器根據各個壓力傳感器采集的電比例手柄的操作信號和原液壓系統的工況信號對系統中各電液比例方向閥的閥門開度進行調控，能夠對挖掘機轉臺回轉制動動能和動臂下降勢能進行回收，可提高能量利用效率；本發明能夠調節系統壓力動態，增加能量回收與流量再生工作模式下的系統穩定性。

技術領域

本發明涉及液壓挖掘機節能控制技術領域，特別是涉及一種挖掘機能量再生系統及控制方法。

背景技術

液壓挖掘機具有高能耗、高排放的特點，主要表現在多路閥存在很大節流損失、系統泄漏損失、溢流損失、動臂下降時存在的重力勢能損失及轉臺制動時的動能損失，其中動臂下降勢能與轉臺制動動能可通過一定方法進行回收與再利用。

現有挖掘機能量節能技術，主要依托于液壓挖掘機能量回收技術與流量再生技術，而現有挖掘機能量節能技術中能量回收技術主要是只針對單一液壓執行器(動臂液壓缸/回轉馬達)進行動勢能回收；現有流量再生技術因僅加裝了液控式的再生單項閥，不能不進行主動流量控制而引發了系統穩定性變差的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種挖掘機能量再生系統及控制方法，以解決現有挖掘機能耗高與穩定性差的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種挖掘機能量再生系統，包括：能量再生回路和挖掘機原液壓系統；

所述能量再生回路包括電液比例方向閥、液壓蓄能器、鏟斗液壓缸、斗桿液壓缸、動臂液壓缸、回轉馬達、挖掘機原液壓系統、電比例手柄、信號處理裝置、控制器和壓力傳感器；

所述電液比例方向閥包括：第一電液比例方向閥、第二電液比例方向閥、第三電液比例方向閥、第四電液比例方向閥、第五電液比例方向閥、第六電液比例方向閥、第七電液比例方向閥、第八電液比例方向閥；所述第一電液比例方向閥的一端、所述第二電液比例方向閥的一端、所述第三電液比例方向閥的一端、所述第四電液比例方向閥的一端、所述第五電液比例方向閥的一端、所述第六電液比例方向閥的一端、所述第七電液比例方向閥的一端及所述第八電液比例方向閥的一端均通過液壓管路相連通；

所述第一電液比例方向閥的另一端與所述動臂液壓缸的無桿腔連接；所述第二電液比例方向閥的另一端與所述回轉馬達的上側油腔連接；所述第三電液比例方向閥的另一端與所述回轉馬達的下側油腔連接；所述第四電液比例方向閥的另一端與所述液壓蓄能器連接；所述第五電液比例方向閥的另一端與所述斗桿液壓缸的有桿腔連接；所述第六電液比例方向閥的另一端與所述斗桿液壓缸的無桿腔連接；所述第七電液比例方向閥的另一端與所述鏟斗液壓缸的有桿腔連接；所述第八電液比例方向閥的另一端與所述鏟斗液壓缸的無桿腔連接；

所述動臂液壓缸、所述回轉馬達、所述斗桿液壓缸和所述鏟斗液壓缸均與所述挖掘機原液壓系統連接；

所述壓力傳感器和所述挖掘機原液壓系統均與所述信號處理裝置連接；所述信號處理裝置、所述電液比例方向閥、所述電比例手柄和所述挖掘機原液壓系統均與所述控制器連接；所述壓力傳感器分別與所述動臂液壓缸、所述回轉馬達、所述斗桿液壓缸、所述鏟斗液壓缸和所述液壓蓄能器相連接；所述壓力傳感器用于采集所述動臂液壓缸、所述回轉馬達、所述斗桿液壓缸、所述鏟斗液壓缸和所述液壓蓄能器的壓力信息，并將所述壓力信息通過所述信號處理裝置傳送到所述控制器；

所述控制器根據所述壓力信息、所述電比例手柄的操作信號和所述原液壓系統的工況信號對所述挖掘機原液壓系統和所述電液比例方向閥的閥門開度進行調控，對挖掘機的能量進行回收與流量再生。