[发明专利]一种基于压力可变蓄能器的挖掘机动臂能量回收系统

说明书

本发明公开了一种基于压力可变蓄能器的挖掘机动臂能量回收系统，包括开关阀、活塞式蓄能器、气动伺服阀、高压储气罐、低压储气罐、气泵、第一气动单向阀和第二气动单向阀；活塞式蓄能器的油口通过开关阀与动臂油缸相连，活塞式蓄能器的充气口与气动伺服阀的两个出气口同时相连，气动伺服阀的两个进气口分别通过气动单向阀与高压储气罐的出气口、低压储气罐的进气口端相连，高压储气罐的出气口和低压储气罐的进气口通过气泵相连。本发明通过活塞式蓄能器、高压储气罐、低压储气罐对能量进行回收，通过高压储气罐和低压储气罐对活塞式蓄能器气体腔压力进行控制，从而控制能量回收时动臂的下降及能量释放时动臂上升，实现多种工况下的能量回收。

技术领域

本发明涉及挖掘机动臂能量回收系统技术领域，具体为一种基于压力可变蓄能器的挖掘机动臂能量回收系统。

背景技术

20世纪以来，能源短缺和环境污染问题日趋严重，各国都将降低温室气体排放，保护环境提上日程。而在所有的工程机械中，挖掘机带来的温室气体排放占到很大一部分，故挖掘机的节能技术研究应用尤为必要。

传统的蓄能器直连动臂油缸无杆腔的回收动臂势能方式对蓄能器的参数匹配提出了较高的要求，过低的蓄能器压力会降低能量回收利用率及过高的压力会导致难以进行能量回收。在对蓄能器充油的过程中，蓄能器的压力会逐渐升高，只有在动臂油缸的压力大于蓄能器压力时才能进行能量回收，且在部分工况下，动臂下降时动臂油缸的无杆腔压力小于动臂上升时动臂油缸无杆腔压力，蓄能器内的油液无法直接对动臂无杆腔进行释放。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提出了一种基于压力可变蓄能器的挖掘机动臂能量回收系统，通过改变活塞式蓄能器气体腔压力随时与动臂油缸无杆腔压力进行匹配，以解决蓄能器压力过低时能量回收利用率低和蓄能器压力过高时能量无法回收的问题，同时解决部分工况下蓄能器内油液无法直接对动臂油缸释放的问题，并且通过控制活塞式蓄能器内气体的气压可以控制动臂下降或上升的速度。

为实现上述效果，本发明采用的技术方案为：

一种基于压力可变蓄能器的挖掘机动臂能量回收系统，包括由油箱、溢流阀、变量液压泵、发动机、三位四通换向阀、液压单向阀、动臂油缸和控制器构成的挖掘机动臂控制部分，还包括能量回收部分，所述能量回收部分包括开关阀、活塞式蓄能器、气动伺服阀、高压储气罐、低压储气罐和气泵、第一气动单向阀、第二气动单向阀；

所述开关阀的进油口与动臂油缸的无杆腔相连，开关阀的出油口与活塞式蓄能器的油口相连，活塞式蓄能器的充气口与气动伺服阀的两个出气口同时相连，高压储气罐的出气口A端与第一气动单向阀的进气口相连，第一气动单向阀的出气口与气动伺服阀的第一个进气口相连，高压储气罐的进气口B端与气泵的出气口相连，低压储气罐的进气口A端与第二气动单向阀的出气口相连，第二气动单向阀的进气口与气动伺服阀的另一个进气口相连，低压储气罐的出气口B端与气泵的进气口相连，所述气泵的输入轴通过离合器与发动机的输出轴相连；

所述动臂油缸的无杆腔端设置有第一压力传感器，所述活塞式蓄能器的充放气端口设置有第二压力传感器，所述高压储气罐的出气口A端设置有第三压力传感器，所述低压储气罐的进气口A端设置有第四压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器分别与控制器的信号输入端电连接，所述开关阀、气动伺服阀的控制端分别与控制器的信号输出端电连接。

进一步的，所述第一压力传感器为液压压力传感器，所述第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器均为气压压力传感器。

进一步的，所述开关阀为二位二通电控开关阀，所述气动伺服阀为三位四通气动换向阀。

进一步的，所述高压储气罐气体、活塞式蓄能器和低压储气罐的内部气体压力依次降低，且高压储气罐的体积小于低压储气罐的体积。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：