[发明专利]一种机液复合能量快速补偿机构及节能电液系统

说明书

一种机液复合能量补偿装置及节能电液系统，装置：主供油管路具有进液端和出液端，蓄能器与主供油管路靠近进液端的一侧相连接，辅助液压马达为小排量变量马达，辅助液压马达以A口连通进液端、B口连通出液端的方式串接在主供油管路靠近出液端的一侧，辅助液压马达的输出轴通过第一离合器与飞轮储能装置中的下飞轮轴相连接。系统：液压动力源通过机液复合能量快速补偿机构与液压执行单元连接。该装置能有效提高响应速度，能使系统在负载工况变化幅度大时做出及时的响应，能使液压系统的通用更强。该系统不仅能快速响应负载的变化，还能在主液压马达减速或制动时进行能量的回收，能有效减少在减速或制动过程中不必要的溢流或节流损失。

技术领域

本发明涉及液压技术领域，具体涉及一种机液复合能量补偿机构及节能电液系统。

背景技术

液压传动技术因其具有功率密度大、响应速度快的优点，被广泛用于冶金机械、矿山机械、工程机械等各个工业领域。但是，与机械传动、电气传动相比，液压传动的效率较低，这也限制了其应用场所的进一步扩大。如何提高液压系统的响应速度，同时，如何提高系统的能量利用效率，是现有技术有待攻克的难题。

在现有技术中，有一些利用蓄能器来提高系统的能量利用效率的液压系统。蓄能器是一种液压技术中广泛应用的元件，其主要作用是用来吸收、存储系统中多余的流量，在系统中泵源的流量不足的情况下，能将存储在其内部的能量提供给系统进行补充。利用蓄能器的这个特点，可以减小液压系统的装机功率，并可以提高的能量的利用率。液压蓄能器以液压能的形式来存储能量，具有高功率密度、高循环效率、长时间储能以及全充全放能力强等特点。目前，蓄能器一般都是直接安装在液压泵的出口处，当系统的压力高于蓄能器内部的压力时，系统中的部分油液进入并存储到蓄能器中；当蓄能器中的压力高于液压系统的压力时，蓄能器内的油液流出向系统补充能量。可见，蓄能器的存储和释放能量仅受自身充气压力和系统压力的控制，存储和释放能量的过程难于控制，故利用蓄能器提高系统的响应速度较难进行控制。

在现有技术中，还有一些利用液压泵的排量的可调节的功能来实现节能的。通过调整液压泵的排量，可以实时供给系统合适的流量，消除了常规液压系统的溢流损失，提高了系统的效率。但是，在较大功率的液压系统中，液压泵的变量速度调节较慢，并不能满足系统对高速响应的要求。还有一些利用变频电机配定量泵的方案，其能实现节能的目的。但是，变频电机调速的响应速度较变量泵的响应速度更慢，故仍然存在响应速度慢的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种机液复合能量补偿装置，该装置能有效提高响应速度，能使系统在负载工况变化幅度大时做出及时的响应，能使液压系统的通用更强。

为了实现上述目的，本发明提供一种机液复合能量快速补偿机构，包括主供油管路、蓄能器、辅助液压马达和飞轮储能装置；所述主供油管路具有进液端和出液端，所述蓄能器与主供油管路靠近进液端的一侧相连接，所述辅助液压马达为小排量变量马达，辅助液压马达以A口连通进液端、B口连通出液端的方式串接在主供油管路靠近出液端的一侧，辅助液压马达的输出轴通过第一离合器与所述飞轮储能装置中的下飞轮轴相连接。

在该技术方案中，通过使主供油管路由进液端到出液端依次连接有蓄能器和辅助液压马达，并使小排量的辅助液压马达通过第一离合器与飞轮储能装置连接，能在负载对输出油量和油压的需求突然增加的情况下，通过提高辅助液压马达的排量的方式降低其转速，而在储能过程中脱离的飞轮储能装置转速高于辅助马达此时的转速，进而能通过结合第一离合器的方式使飞轮储能装置拖动辅助液压马达快速转动，当变量液压泵不能及时提供足够多的油液流量满足系统的需要时，主供油管路进油侧的油压会低于蓄能器内部的压力，蓄能器中储存的油液能自动快速地补充到主供油管路中并供给负载，从而能达到快速响应的目的，从而能有助于提高液压系统的通用性。该装置能同时利用飞轮储能装置和蓄能器两个元件存储和释放能量，并且蓄能器能量的释放过程由飞轮储能装置的接入进行控制，进而能有效保证快速响应能力。