[实用新型]一种液压挖掘节能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及驱动系统领域技术，尤其是指一种基于油电液混合动力和能量回收技术的液压挖掘节能系统。

背景技术

液压挖掘机作为国家基础建设的最重要的工程机械机种之一，已经广泛应用于建筑，交通，水利，矿山以及军事领域中。液压挖掘机的节能减排已引起了人们的广泛关注与重视。发动机和液压系统效率低下是液压挖掘机的能量利用率不高的主要原因，因此动力系统和液压系统的节能研究一直是液压挖掘机的研究重点。

液压挖掘机的工况复杂，负载变化剧烈，混合动力技术是提高动力系统节能效果的最佳方案之一。混合动力一般分为以电量储存单元(蓄电池或电容)作为储能元件的油电混合技术和以液压蓄能器作为储能元件的液压混合技术。蓄电池的能量密度高，但是它的功率密度较低，充放电频率小，不能迅速转化吸收大量功率。超级电容具有寿命长、释放电流功率大等特点，此外，液压蓄能器具有成本低、寿命长的特点，但蓄能器的能量密度很低，蓄能器与相同大小的蓄电池相比存储的能量有限。因此，当前单一的油电混合与液压混合两者之间各有所长，很难同时高功率密度和高能量密度的要求。

目前，常规的动臂势能回收方案主要基于油电混合动力液压挖掘机展开。动臂驱动液压缸的回油腔与液压马达相连，该液压马达与发电机同轴相连。动臂驱动油缸回油腔的液压油驱动液压马达回转，将液压能转化为机械能输出，并带动发电机发电，三相交流电能经变频器整流为直流电能并储存在储能元件当中。当系统需要时，直流电能通过整流器逆变成目标频率的三相交流电能驱动电动机，与发动机共同驱动负载工作。该技术方案中所有动臂势能回收再利用都经过从势能-液压能-机械能-电能-电容-驱动变量泵的机械能的多次能量转化，系统中能量转换环节较多，影响了系统的能量回收效率。

同理，常规的上车机构回转制动能量回收方案也主要基于油电混合动力液压挖掘机展开。系统主要采用电动机驱动替代传统液压马达驱动上车机构，利用电动机的二、四象限工作把回转制动时释放出来的大量动能转化成电能储存在蓄电池或电容中。系统中的电量储存单元既为回收能量的储能元件，同时也是混合动力驱动系统中电动机的直流电源。该技术方案中所有制动动能回收再利用经过能量多次转化，系统中能量转换环节较多，影响了系统的能量回收效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种液压挖掘节能系统，既能提高发动机工作效率，又可降低能量回收系统中的能耗损耗，同时不影响发动机的稳定工作。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种液压挖掘节能系统，其包括动臂驱动油缸(17)和上车机构(34)，还包括油电液混合驱动系统(100)、液压蓄能器控制单元(200)、动臂驱动油缸液压控制单元(300)、上车机构液压控制单元(400)、第一单向阀(11)、第二单向阀(13)、第三单向阀(14)、第一液压蓄能器(24)以及第二液压蓄能器(26)；

所述的油电液混合驱动系统100包括同轴机械传动连接的发动机(3)、电动/发电机(4)和变量马达(5)、第一变量泵(6)和第二变量泵(7)；

所述的液压蓄能器控制单元200包括第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(22)、第三电磁换向阀(23)、第四电磁换向阀(25)；前述第一液压蓄能器(24)接第三电磁换向阀(23)油口B，第三电磁换向阀(23)的油口A分为三路：第一路接第一电磁换向阀(15)的油口A，第二路接第三单向阀(14)的油口B，第三路接第二电磁换向阀(22)的油口B；第二液压蓄能器(26)接第四电磁换向阀(25)的油口B；该第二电磁换向阀(22)的油口A接第二单向阀(13)的油口B；第四电磁换向阀(25)的油口A分两路：第一路接第一电磁换向阀(15)的油口B，第二路接变量马达(5)的进油口；

所述的动臂驱动油缸液压控制单元300包括第一比例节流阀(18)、第二比例节流阀(19)、第三比例节流阀(20)、第四比例节流阀(21)，所述动臂驱动油缸(17)的有杆腔的油口分为两路：第一路接第三比例节流阀(20)的油口B，第二路接第四比例阀(21)的油口A；并且该动臂驱动油缸(17)的无杆腔的油口分为三路：第一路接第一比例节流阀(18)的油口B，第二路接第二比例节流阀(19)的油口A，第三路接第三单向阀(14)的油口A；该第二比例节流阀(19)的油口B和第四比例节流阀(21)的油口B接油箱；该第一比例节流阀(18)的油口A和第三比例节流阀(20)的油口A接第二电磁换向阀(22)的油口A；