CN102182730A - 带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统 - Google Patents

带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统 Download PDF

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吴文海
于兰英
邓斌
王国志
李钦林
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Abstract

本发明公开了一种带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统，属于工程机械设备技术领域。它包括动臂液压缸、三位四通伺服阀、控制器、溢流阀、电磁流量阀、单向阀、变量泵、油箱和发动机；控制器与伺服阀、电磁流量阀、变量泵电联接；三位四通伺服阀依次与换向阀、液压马达连接；液压马达与发电机同轴连接，发电机的输出端与超级电容电联接；液压马达的出口压力经马达单向阀由电磁流量阀控制；换向阀与油箱连接；控制器与换向阀、发电机、液压马达电联接。本发明可以实现挖掘机在动臂下降过程中最佳节能状态，减少液压系统中的能量损耗，提高能量的利用率，延长挖掘机的使用寿命。

Description

带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统
所属技术领域
本发明涉及工程机械设备，尤其是混合动力液压挖掘机的动臂流量再生系统，属于工程机械设备技术领域。
背景技术
目前，面对当今世界的能源危机和环境的恶化，节能减排已经成为工业技术发展的一个重要方向。挖掘机在土方施工中存在着能耗高、能源利用率低的缺点。挖掘机动臂进行着往复的运动，需要频繁的制动和举升，大部分势能都消耗在多路阀口上，不仅造成能源浪费，大量的势能转化成热能，增加了燃料的消耗，而且容易引起液压系统发热，降低元件的寿命。用于挖掘机动臂的节能方案主要有流量再生和势能回收两种，多数挖掘机上动臂采用了流量再生回路，以提高工作装置的作业速度，改善复合操纵性能，使液压系统的能耗降低。但是在动臂下降过程中利用节流阀(电磁流量阀)调节动臂液压缸下降的速度时，较多的能量浪费在了节流阀口上，能量利用率较低。随着混合动力挖掘机的发展，势能回收技术逐渐成为动臂节能的一个重要技术分支，但是单独利用液压马达回收动臂下降的势能时，动臂液压缸下腔的能量仍需要主泵提供，能量综合效率并不高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可回收势能的挖掘机动臂流量再生系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统，包括动臂液压缸、三位四通伺服阀、控制器、溢流阀、电磁流量阀、单向阀、变量泵、油箱和发动机；控制器与伺服阀、电磁流量阀、变量泵电联接；三位四通伺服阀依次与换向阀、液压马达连接；液压马达与发电机同轴连接，发电机的输出端与超级电容电联接；液压马达的出口压力经马达单向阀由电磁流量阀控制；换向阀与油箱连接；控制器与换向阀、发电机、液压马达电联接。
本发明的有益效果是，综合了传统的流量再生系统和势能回收系统，通过对伺服阀、电磁流量阀、以及变量泵、液压马达和发电机的综合控制可以实现挖掘机在动臂下降过程中最佳节能状态，并且还可以通过调节元件不同参数的组合，达到所需的工作状态。相比普通流量再生系统，此系统可以通过回收多余的势能，避免了在动臂下降过程中，较多的势能以热能形式浪费在节流阀口；相比一般的回收势能的系统，此系统可以通过流量再生，大大降低主泵的能耗，提高能量利用率。在动臂下降时，不仅能够通过势能回收装置回收动臂下降过程中产生的势能，而且能够通过流量再生系统，将回流的液压油部分供给液压缸上腔，使系统所需主泵流量最小或为零，从而减少液压系统中的能量损耗，提高能量的利用率，延长挖掘机的使用寿命。
附图说明
图1是本发明总体结构示意图；
图中零部件及编号：
1-动臂液压缸，2-三位四通伺服阀，3-控制器，4-溢流阀，
5-电磁流量阀，6-单向阀，7-变量泵，8-油箱，9-发动机，
10-马达单向阀，11-液压马达，12-超级电容，13-发电机，
14-换向阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
参见图1，带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统，包括动臂液压缸1、三位四通伺服阀2、控制器3、溢流阀4、电磁流量阀5、单向阀6、变量泵7、油箱8和发动机9；控制器3与伺服阀2、电磁流量阀5、变量泵7电联接；三位四通伺服阀2依次与换向阀14、液压马达11连接；液压马达11与发电机13同轴连接，发电机13的输出端与超级电容12电联接；液压马达11的出口压力经马达单向阀10由电磁流量阀5控制；换向阀14与油箱8连接；控制器3与换向阀14、发电机13、液压马达11电联接。
动臂液压缸1为两个。换向阀14为二位三通换向阀。
具体工作过程如下：
动臂上升过程中油路流经路径：油箱8→变量泵7→单向阀6→三位四通伺服阀2右位→动臂液压缸1下腔→动臂液压缸1上腔→三位四通伺服阀2右位→换向阀14右位→油箱8。
动臂下降过程(合流加回收)主油路流经路径：动臂液压缸1下腔→三位四通伺服阀2左位→换向阀14左位→液压马达11→马达单向阀10→三位四通伺服阀2左位→动臂液压缸1上腔。控制伺服阀2和电磁流量阀5的开口、液压马达11和发电机13参数可以调节回收能量的比率，当合流时流量不足时，可以用变量泵7来补充。
动臂液压缸1的上、下腔出口接三位四通伺服阀2，伺服阀2的一个分支连接换向阀14，换向阀14连接液压马达11，发电机13与液压马达11同轴连接，并将发电机13输出端与超级电容12连接；液压马达11的出油端与单向阀10连接，马达单向阀10的出口分为四个支路，一个支路通过电磁流量阀5连接油箱8，一个支路连接三位四通伺服阀2的进口，一个支路分别连接了溢流阀4和油箱8，一个支路经过单向阀6与变量泵7连接，变量泵7与发动机9同轴连接。
信号控制单元3分别与三位四通伺服阀2、换向阀14的控制端连接，负责控制动臂的上升下降和势能回收装置的工作状态；通过输入电信号来控制电磁流量阀5和三位四通伺服阀2的开度，然后控制动臂液压缸1下降的速度和液压马达11两端的压差；并根据工况需求，来控制变量泵7和液压马达11的排量；最后与发电机13的控制扭矩输入端连接，负责输入发电机13的发电扭矩，从而控制发电机13的发电效率。
本发明是依靠在动臂下降过程中，动臂液压缸1下腔的高压液压油经过三位四通伺服阀2和换向阀14后，冲击液压马达11，将液压能转化为机械能，并通过与液压马达11同轴连接的发电机13将机械能转化为电能，存储到超级电容12中，实现势能回收；经过液压马达11的液压油，流经马达单向阀10后，一部分通过电磁流量阀5流回油箱8，一部分油液由于电磁流量阀5存在一定背压，通过三位四通伺服阀2流回动臂液压缸1上腔，实现油液的回流；动臂液压缸1的下降速度和势能回收装置的能量回收效率，可以通过调节电磁流量阀5、三位四通伺服阀2的开口和发电机13的输入扭矩综合进行控制，以保证在动臂正常下降时，势能回收效率保持在较高区间。

Claims (3)

1.一种带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统，包括动臂液压缸(1)、三位四通伺服阀(2)、控制器(3)、溢流阀(4)、电磁流量阀(5)、单向阀(6)、变量泵(7)、油箱(8)和发动机(9)；控制器(3)与伺服阀(2)、电磁流量阀(5)、变量泵(7)电联接；其特征在于，三位四通伺服阀(2)依次与换向阀(14)、液压马达(11)连接；液压马达(11)与发电机(13)同轴连接，发电机(13)的输出端与超级电容(12)电联接；液压马达(11)的出口压力经马达单向阀(10)由电磁流量阀(5)控制；换向阀(14)与油箱(8)连接；控制器(3)与换向阀(14)、发电机(13)、液压马达(11)电联接。
2.根据权利要求1所述的带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统，其特征在于，所述的动臂液压缸(1)为两个。
3.根据权利要求1所述的带势能回收装置的挖掘机动臂流量再生系统，其特征在于，所述的换向阀(14)为二位三通换向阀。
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102587444A (zh) * 2012-03-07 2012-07-18 浙江大学 一种具有能量差动回收的挖掘机油液混合动力系统
CN102588396A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 三一重机有限公司 一种油缸能量回收及再生系统
CN102734236A (zh) * 2012-07-12 2012-10-17 三一重工股份有限公司 一种泵送换向液压控制系统、控制方法及混凝土输送泵
CN102734247A (zh) * 2012-07-13 2012-10-17 三一重工股份有限公司 一种多路换向阀的流量控制系统及控制方法、工程机械
CN102734235A (zh) * 2012-07-12 2012-10-17 三一重工股份有限公司 一种能量回收液压系统和混凝土输送泵
CN102963025A (zh) * 2012-11-16 2013-03-13 无锡阳工机械制造有限公司 一种造船领域提高液压系统能量利用率的方法
CN103215978A (zh) * 2013-05-07 2013-07-24 山东理工大学 拉簧蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103243750A (zh) * 2013-05-07 2013-08-14 山东理工大学 复合蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103243751A (zh) * 2013-05-07 2013-08-14 山东理工大学 弹性橡胶带蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103470579A (zh) * 2013-09-26 2013-12-25 镇江金天辰新材料有限公司 一种挖掘装载机能量回收装置
CN103711739A (zh) * 2012-10-08 2014-04-09 罗伯特·博世有限公司 液压控制装置和具有这种控制装置的压力机
CN103890412A (zh) * 2011-10-17 2014-06-25 株式会社神户制钢所 液压控制装置及具备该液压控制装置的工程机械
CN103998796A (zh) * 2012-03-26 2014-08-20 萱场工业株式会社 动臂驱动装置
CN104067001A (zh) * 2012-02-03 2014-09-24 萱场工业株式会社 混合动力建筑机械
CN105134261A (zh) * 2015-08-11 2015-12-09 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 一种无外接电源的液压能吸收、转换、储存系统和智能阀装置
CN105492782A (zh) * 2014-01-28 2016-04-13 日立建机株式会社 作业机械的压力油能量回收装置
CN105604109A (zh) * 2016-03-22 2016-05-25 潍柴动力股份有限公司 一种挖掘机动臂的液压再生系统
CN105776046A (zh) * 2015-12-31 2016-07-20 徐州重型机械有限公司 一种混合式卷扬液压系统及使用该系统的起重机
CN106030123A (zh) * 2014-05-16 2016-10-12 日立建机株式会社 作业机械的液压油能量再生装置
CN106574646A (zh) * 2014-10-02 2017-04-19 日立建机株式会社 作业机械的液压驱动系统
CN108019386A (zh) * 2017-12-08 2018-05-11 四川理工学院 一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统
CN109654079A (zh) * 2017-10-12 2019-04-19 华东交通大学 全开关阀组合的出口节流负载口独立控制阀
CN110462225A (zh) * 2018-03-08 2019-11-15 日立建机株式会社 作业机械
CN111022396A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 浙江三一装备有限公司 一种起重机液压系统及起重机
CN113027874A (zh) * 2021-03-11 2021-06-25 中联重科股份有限公司 混凝土泵送设备能量回收系统、方法及混凝土泵送设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006336846A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 流体圧回路
JP2007239894A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Kayaba Ind Co Ltd エネルギー変換装置
CN101403405A (zh) * 2008-10-31 2009-04-08 浙江大学 混合动力单泵多执行元件工程机械的能量回收系统
CN101408212A (zh) * 2008-10-31 2009-04-15 浙江大学 混合动力工程机械执行元件的能量回收系统
CN101654915A (zh) * 2009-09-01 2010-02-24 四川省成都普什机电技术研究有限公司 挖掘机能量回收系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006336846A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 流体圧回路
JP2007239894A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Kayaba Ind Co Ltd エネルギー変換装置
CN101403405A (zh) * 2008-10-31 2009-04-08 浙江大学 混合动力单泵多执行元件工程机械的能量回收系统
CN101408212A (zh) * 2008-10-31 2009-04-15 浙江大学 混合动力工程机械执行元件的能量回收系统
CN101654915A (zh) * 2009-09-01 2010-02-24 四川省成都普什机电技术研究有限公司 挖掘机能量回收系统

Cited By (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9803339B2 (en) 2011-10-17 2017-10-31 Kobe Steel, Ltd. Hydraulic control device and operating machine having the same
CN103890412A (zh) * 2011-10-17 2014-06-25 株式会社神户制钢所 液压控制装置及具备该液压控制装置的工程机械
CN104067001B (zh) * 2012-02-03 2016-03-30 Ｋｙｂ株式会社 混合动力建筑机械
CN104067001A (zh) * 2012-02-03 2014-09-24 萱场工业株式会社 混合动力建筑机械
CN102587444B (zh) * 2012-03-07 2014-07-30 浙江大学 一种具有能量差动回收的挖掘机油液混合动力系统
CN102587444A (zh) * 2012-03-07 2012-07-18 浙江大学 一种具有能量差动回收的挖掘机油液混合动力系统
CN102588396A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 三一重机有限公司 一种油缸能量回收及再生系统
US9476437B2 (en) 2012-03-26 2016-10-25 Kyb Corporation Boom driving device
CN103998796B (zh) * 2012-03-26 2016-03-09 Ｋｙｂ株式会社 动臂驱动装置
CN103998796A (zh) * 2012-03-26 2014-08-20 萱场工业株式会社 动臂驱动装置
CN102734236B (zh) * 2012-07-12 2013-04-03 三一重工股份有限公司 一种泵送换向液压控制系统、控制方法及混凝土输送泵
CN102734235A (zh) * 2012-07-12 2012-10-17 三一重工股份有限公司 一种能量回收液压系统和混凝土输送泵
CN102734236A (zh) * 2012-07-12 2012-10-17 三一重工股份有限公司 一种泵送换向液压控制系统、控制方法及混凝土输送泵
CN102734247A (zh) * 2012-07-13 2012-10-17 三一重工股份有限公司 一种多路换向阀的流量控制系统及控制方法、工程机械
CN103711739B (zh) * 2012-10-08 2019-05-28 罗伯特·博世有限公司 液压控制装置和具有这种控制装置的压力机
CN103711739A (zh) * 2012-10-08 2014-04-09 罗伯特·博世有限公司 液压控制装置和具有这种控制装置的压力机
CN102963025A (zh) * 2012-11-16 2013-03-13 无锡阳工机械制造有限公司 一种造船领域提高液压系统能量利用率的方法
CN103215978A (zh) * 2013-05-07 2013-07-24 山东理工大学 拉簧蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103243750B (zh) * 2013-05-07 2015-11-18 山东理工大学 复合蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103243751B (zh) * 2013-05-07 2015-09-02 山东理工大学 弹性橡胶带蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103243751A (zh) * 2013-05-07 2013-08-14 山东理工大学 弹性橡胶带蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103243750A (zh) * 2013-05-07 2013-08-14 山东理工大学 复合蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置
CN103470579A (zh) * 2013-09-26 2013-12-25 镇江金天辰新材料有限公司 一种挖掘装载机能量回收装置
CN105492782A (zh) * 2014-01-28 2016-04-13 日立建机株式会社 作业机械的压力油能量回收装置
CN105492782B (zh) * 2014-01-28 2016-12-28 日立建机株式会社 作业机械的压力油能量回收装置
CN106030123A (zh) * 2014-05-16 2016-10-12 日立建机株式会社 作业机械的液压油能量再生装置
CN106030123B (zh) * 2014-05-16 2018-03-13 日立建机株式会社 作业机械的液压油能量再生装置
US10436229B2 (en) 2014-10-02 2019-10-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic drive system for work machine
CN106574646A (zh) * 2014-10-02 2017-04-19 日立建机株式会社 作业机械的液压驱动系统
CN106574646B (zh) * 2014-10-02 2018-06-01 日立建机株式会社 作业机械的液压驱动系统
CN105134261B (zh) * 2015-08-11 2018-10-23 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 一种无外接电源的液压能吸收、转换、储存系统和智能阀装置
CN105134261A (zh) * 2015-08-11 2015-12-09 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 一种无外接电源的液压能吸收、转换、储存系统和智能阀装置
CN105776046B (zh) * 2015-12-31 2018-06-26 徐州重型机械有限公司 一种混合式卷扬液压系统及使用该系统的起重机
CN105776046A (zh) * 2015-12-31 2016-07-20 徐州重型机械有限公司 一种混合式卷扬液压系统及使用该系统的起重机
CN105604109A (zh) * 2016-03-22 2016-05-25 潍柴动力股份有限公司 一种挖掘机动臂的液压再生系统
CN109654079A (zh) * 2017-10-12 2019-04-19 华东交通大学 全开关阀组合的出口节流负载口独立控制阀
CN109654079B (zh) * 2017-10-12 2024-02-20 华东交通大学 全开关阀组合的出口节流负载口独立控制阀
CN108019386B (zh) * 2017-12-08 2019-05-24 四川理工学院 一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统
CN108019386A (zh) * 2017-12-08 2018-05-11 四川理工学院 一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统
CN110462225A (zh) * 2018-03-08 2019-11-15 日立建机株式会社 作业机械
CN110462225B (zh) * 2018-03-08 2020-09-22 日立建机株式会社 作业机械
CN111022396A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 浙江三一装备有限公司 一种起重机液压系统及起重机
CN111022396B (zh) * 2019-12-24 2022-02-08 浙江三一装备有限公司 一种起重机液压系统及起重机
CN113027874A (zh) * 2021-03-11 2021-06-25 中联重科股份有限公司 混凝土泵送设备能量回收系统、方法及混凝土泵送设备

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