[发明专利]一种油液混合动力的挖掘机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机控制系统，具体涉及一种油液混合动力的挖掘机控制系统，属于工程机械技术领域。

背景技术

液压挖掘机由于其用量大、耗油高、排放差，已经逐渐成为节能环保领域普遍关注的对象。现有的液压挖掘机的控制系统如图1所示，发动机2带动液压泵1抽取油箱中的液压油通过主控阀3送至液压回转马达5及动臂油缸4。由于液压挖掘机的转台、动臂、斗杆和铲斗的质量较大，在减速或者制动时会释放出大量的惯性能量，解决这一问题的有效方法就是进行能量回收。一般回收所得到的能量主要有三种形式：机械能、液压能和电能。

液压式能量回收以液压蓄能器作为储能元件，在液压驱动的系统中应用较为普遍。液压挖掘机的可回收能量主要有两部分，一是回转溢流能量，二是动臂下降时的势能。现有挖掘机主要是针对回转溢流能量进行回收，并以电能的形式存储和利用，形成油电混合动力挖掘机系统，系统采用换向阀分别对马达正向回转与反向回转的能量进行回收；或是单独对动臂势能进行回收，用电磁换向阀来控制动臂的动作、及动臂势能的回收，利用动臂保持阀前的单向阀实现动臂油缸的大腔进油路和回油路的自动切换，然后利用液控换向阀实现蓄能器对能量收集、释放。

无论是单独回收回转溢流能量还是单独回收动臂势能，都会造成一部分能量的浪费；动臂下降时油缸输出的功率密度大，因此油电混合动力系统的功率密度也大，这样就会造成系统元件尺寸过大，价格较高，因此现有的油电混合动力挖掘机系统中不宜进行动臂势能回收。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种油液混合动力的挖掘机控制系统，最大限度的对挖掘机系统损失的能量进行回收，同时简化系统设计，元件尺寸较小，节约成本。

为了实现上述目的所采用的技术方案：一种油液混合动力的挖掘机控制系统，包括液压泵、发动机、主控阀、动臂油缸、回转马达、回转能量回收阀和动臂势能回收阀，所述回转能量回收阀的两个进油口分别与回转马达的A口和B口相连，回转能量回收阀的出油口与回转蓄能器相连；

动臂势能回收阀的进油口与动臂油缸的无杆腔相连，动臂势能回收阀的出油口与动臂蓄能器相连；

回转蓄能器和动臂蓄能器的出油口均与能量释放控制阀的进油口相连；能量释放回收阀的释放油口与辅助马达的进油口相连，辅助马达与液压泵相连，辅助马达与发动机同轴输出动力。

所述回转能量回收阀为并联的第一顺序阀和第二顺序阀，第一顺序阀的进油口与回转马达的A口相连，第二顺序阀的进油口与回转马达的B口相连，第一顺序阀与第二顺序阀的出油口均与回转蓄能器相连。

优选的，第一顺序阀和第二顺序阀为先导顺序阀。

进一步的，回转能量回收阀与回转蓄能器连通的油路上设有溢流阀。

更进一步的，溢流阀与回转蓄能器之间还具有单向阀。

动臂势能回收阀包括液控换向阀，其中液控换向阀的C口与主控阀的动臂联相连，液控换向阀的D口与动臂蓄能器进油口相连，液控换向阀的E口与动臂油缸的无杆腔相连。

进一步的，液控换向阀与动臂蓄能器连通的油路上设有减压阀，减压阀的F口与动臂油缸的无杆腔相连。

能量释放控制阀包括第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第一梭阀和第二梭阀，所述第二换向阀的进油口与回转蓄能器的出油口相连，第三换向阀的进油口与动臂蓄能器的出油口相连；第二换向阀和第三换向阀出油口分别与第二梭阀的进油口相连，第二梭阀的出油口与辅助马达相连；第一梭阀的进油口分别与回转蓄能器和动臂蓄能器的出油口相连，第一梭阀的出油口与第一换向阀的进油口相连，第一换向阀的出油口连接油箱。

所述辅助马达为定量液压马达或变量液压马达。

与现有技术相比，本发明采用油液混合动力系统，将动臂势能和回转溢流能量均回收至蓄能器中，在系统需要时可以为系统提供辅助动力。蓄能器的比功率较高，能够在短时间内快速的吸收执行机构所释放的能量，并在需要时直接释放至辅助马达，提高了能量回收系统的回收效率；最大限度的对挖掘机系统损失的能量进行回收，降低系统的发热，简化系统设计。

附图说明

图1为现有技术的挖掘机控制系统原理图；

图2为本发明的控制系统原理图；

图3为本发明中回转能量回收阀6的原理图；

图4为本发明中动臂势能回收阀10的原理图；

图5为本发明中能量释放控制阀9的原理图。