[发明专利]一种动臂势能能量回收利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及挖掘机，具体是一种动臂势能能量回收利用系统。

背景技术

液压挖掘机工作装置重量大，动作频繁，在液压挖掘机工作过程中，工作装置频繁上升下降，在上升至高位时势能提高，而在下降时，为防止下降速度过快，通常设置节流调速回路。节流调速过程大量势能转化为热能，会导致系统温度升高，降低液压系统性能，同时还会增大系统散热负担。下降过程中的重力势能由于节流调速转化为热能损失掉，造成能量的很大浪费。

目前的一些挖掘机动臂势能回收利用系统中存在以下不足：一、这类系统中能量转换和能量利用的环节较多、系统结构复杂、制作成本也较高；二、在能量回收部分中通常应用电磁换向阀或比例换向阀来实现势能能量回收的控制，应用比例换向阀时，需要使比例换向阀的开口面积与系统的运动性能保持一致，这就需要对比例换向阀的控制信号以及动臂的运动性能做相应的匹配，这个匹配的过程不仅会耗费大量的时间，而且过程极其繁琐，尤甚是对于不同机型的挖掘机来说，每一种型号挖掘机都需要进行匹配，使得这些系统的可移植性很差；而电磁换向阀的应用，通常会无法准确地对动臂的微动作和快速动作进行判断，从而会严重制约动臂的性能，降低对动臂势能能量回收的效率，同时也会对挖掘机的正常工作系统产生一定的影响；另外，在能量回收过程中，由于动臂的快速动作，会使动臂油缸无杆腔油口与主阀系统之间的阀体因压力过大而发生漏液的情况，从而进一步使动臂势能能量回收的效率降低；三、能量利用部分在能量释放过程中会产生大量能量的流失，而且也没有过载保护功能，从而会对原有的系统产生一定的影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种动臂势能能量回收利用系统，该系统结构简单、能量转换和利用的环节少、制作成本低；可根据动臂控制手柄的输出压力大小来判断动臂的动作情况，从而准确地控制是否对系统中的动臂势能能量进行回收，不会对原有系统产生影响，可有效的提高动臂势能能量回收的效率，且具有较强的通用性；能量利用部分相对独立，能有效保证能量在利用环节不会流失，可提高所回收能量的利用效率，且具有过载保护功能。

为了实现上述目的，发明提供一种动臂势能能量回收利用系统，包括动臂油缸、蓄能器、主阀系统、动臂锁止阀、第一液控换向阀、第二液控换向阀，所述动臂油缸的有杆腔油口、动臂锁止阀的进油口与所述主阀系统的工作联管路连接，所述动臂锁止阀的出油口、动臂油缸的无杆腔油口、第二液控换向阀的进油口通过管路相互连通，所述动臂锁止阀的控制油口与第一液控换向阀的出油口管路连通，所述第一液控换向阀的进油口与其控制油口以及第二液控换向阀的控制油口通过管路相互连通，该第一液控换向阀的回油口与油箱管路连接，所述第二液控换向阀的出油口与第一单向阀的进油口管路连接，所述第一单向阀的出油口、蓄能器、第二单向阀的出油口、液压马达的进油口通过管路相互连通，所述液压马达的出油口、第二单向阀的进油口连通，所述液压马达的出油口与油箱管路连接，所述第二液控换向阀的控制油口与动臂控制手柄的动臂联下降油口管路连接。

在该技术方案中，在能量回收部分通过动臂锁止阀、第二液控换向阀与动臂油缸连接，并且利用第一液控换向阀连通动臂锁止阀和第二液控换向阀的控制油口，在能量利用部分通过第二单向阀连通液压马达的进出油口，从而形成了一个闭式回路，该系统结构简单、能量转换和利用的环节少、制作成本低、具有很强的移植性，可以根据动臂控制手柄的输出压力来控制动臂锁止阀、第一液控换向阀、第二液控换向阀的内部油路的接通或关闭，从而可以根据动臂油缸的动作情况来判断是否对动臂势能的能量进行回收，这样就不会对原有的工作系统产生影响，能有效的提高对动臂势能能量的回收效率；通过动臂锁止阀连通主阀系统与动臂油缸的无杆腔，在动臂快速动作时，可以保证动臂无杆腔内的油液不会在动臂锁止阀处发生漏液的现象，从而进一步提高了对动臂势能能量的回收效率；通过能量利用部分的闭式回路，可以便捷、灵活的控制能量的输出过程，并可以过载时起到保护液压马达的作用，而且闭式回路的存在可以保证所回收的能量不会流失，从而提高了所回收的能量的利用率。

进一步，所述液压马达的进油口与第三单向阀的出油口管路连接，所述第三单向阀的进油口与油箱管路连接。

在该技术方案中，通过补油管路的接入，可以在蓄能器能量不足时，通过补油管路来为定量马达进行能量供给，使与定量马达相连的能量利用装置可以有稳定的能量供给。

进一步，所述液压马达的出油口通过电磁换向阀与油箱管路连接。

在该技术方案中，通过电磁换向阀可以方便地控制能量的输出过程。