[发明专利]一种具有能量差动回收的挖掘机油液混合动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及挖掘机能量回收系统和油液混合动力系统，是一种具有能量差动回收的挖掘机油液混合动力系统。

背景技术

普通挖掘机动力系统由发动机单独驱动液压泵，工况完全由主泵负载决定，一旦负载波动较大，发动机工作点也会产生较大波动，无法稳定工作于高效燃油区，造成能量浪费，增加油耗。此外，普通挖掘机对动臂下降能量没有回收利用，使其在节流口以热能形式损耗，不仅使系统能量白白流失，还提高了系统温升，引发气穴等液压系统缺陷。因此，开发一套具有能量回收功能的挖掘机混合动力系统，不仅可以对发动机工作效率进行优化，还能最大限度对挖掘机能量进行回收利用，大大提高节能效果。

目前，具有能量回收的混合动力挖掘机大多采用油电混合动力技术，其中日本开发的系统最具代表性。，神户制钢开发了一款串联式混合动力液压挖掘机，势能回收系统采用泵-马达驱动方式，当动臂下降时，由马达将液压能转化为机械能，和电动机共同作用于泵；当回收能量大于系统需求时，将多余能量转化为电能存储起来。而小松和日立的并联式混合动力液压挖掘机系统采用单独的液压马达-发电机来回收动臂下降势能，此系统液压马达并联于油路中，当动臂上升时，控制阀存在着较大的节流损失。上述的液压挖掘机油电混合动力系统及其能量回收系统都是将挖掘机能量转化为电能存储在蓄电池或超级电容中，对于挖掘机快速频繁的负载变化，能量转化、存储效率低，且元件昂贵，使得系统难以得到广泛应用。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种具有能量差动回收的挖掘机油液混合动力系统。

一种具有能量差动回收的挖掘机油液混合动力系统包括控制器、发动机、分动箱、主泵、油箱、第一单向阀、第二单向阀、液压泵、液压马达、液控换向阀、第三单向阀、第一压力传感器、多路阀、第四单向阀、电磁换向阀、动臂液压缸、蓄能器、电液比例阀、第五单向阀、第六单向阀、第二压力传感器、先导操作手柄；发动机的传动轴与分动箱的输入轴相连，分动箱的第一输出轴与主泵的传动轴相连，分动箱的第二输出轴与变量泵的传动轴相连，变量泵的传动轴与变量马达的传动轴相连；主泵的吸油口与油箱相连，主泵的压油口与第三单向阀的P1口相连，第三单向阀的P2口与多路阀的P口相连，多路阀的A口与电磁换向阀的T口相连，电磁换向阀的A口与动臂液压缸的无杆腔相连，动臂液压缸的有杆腔与多路阀的B口相连，多路阀的T口与油箱相连；电磁换向阀的B口与油箱相连，电磁换向阀的P口与第四单向阀的P2口相连，第四单向阀的P1口与液控换向阀的P口相连，液控换向阀的T口与第二单向阀的P2口相连，第二单向阀的P1口与油箱相连，液控换向阀的A口与变量泵的吸油口相连，变量泵的压油口与第六单向阀的P1相连，第六单向阀的P2口与蓄能器相连，第六单向阀的P2口与电液比例阀的B口相连，电液比例阀的A口与第五单向阀的P2口相连，第五单向阀的P1口与液控换向阀的P口相连，第五单向阀的P1口与变量马达的进油口相连，变量马达的出油口与第一单向阀的P1口相连，第一单向阀的P2口与油箱相连；先导操作手柄与多路阀的先导控制口相连，先导操作手柄与控制器输入信号线相连，第一压力传感器的检测接口与主泵的压油口相连，第一压力传感器的电气接口与控制器的输入信号线相连，第二压力传感器的检测接口与蓄能器相连，第二压力传感器的电气接口与控制器的输入信号线相连；控制器的输出信号线与发动机的油门控制信号口相连，控制器的输出信号线与变量泵的排量控制信号口相连，控制器的输出信号线与变量马达的排量控制信号口相连，控制器的输出信号线与电磁换向阀的电磁铁相连，控制器的输出信号线与电液比例阀的电磁铁相连；液控换向阀的先导控制油口与电磁换向阀的P口相连。

所述的控制器采用PLC。所述的主泵采用负流量控制变量泵。所述的液控换向阀为二位四通液控换向阀，电磁换向阀为二位三通电磁换向阀，电液比例阀为二位二通电液比例阀，实现对蓄能器输出流量的调节。

本发明与背景技术相比具有的有益效果是：

1、本系统将能量回收与混合动力结合，共用能量转化、存储单元，更大限度地对挖掘机能量进行分配利用。相比油电混合动力系统，本系统能量回收、利用效率高，节能效果好，增加的元器件少，结构更紧凑，生产成本大幅降低。

2、辅助动力单元采用变量泵、变量马达并联结构，两者独立控制，进行液压能与机械能相互转化，能够实现在油液混合动力工作的同时进行动臂能量回收，控制灵活方便，精度高。