CN102588396A - 一种油缸能量回收及再生系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种油缸能量回收及再生系统,包括液压缸、油箱、定量马达、蓄能器和发动机,液压缸无杆腔的一端与定量马达的一端连接,定量马达的另一端分两路分别与油箱和液压缸有杆腔的一端连接,定量马达安装连接有第一变量泵,第一变量泵的一端与油箱连接,第一变量泵的另一端与蓄能器连接;发动机安装连接有第二变量泵,第二变量泵的一端与油箱连接,第二变量泵的另一端与第一单向阀连接,第一单向阀通过第一换向阀与蓄能器连接;液压缸有杆腔的另一端通过第二换向阀与第一单向阀连接,液压缸无杆腔的另一端通过第三换向阀与第一单向阀连接。本发明有效地减少动臂联所需的流量,有效地延长了能量回收的时间。

Description

—种油缸能量回收及再生系统技术领域
[0001] 本发明涉及一种能量回收系统,尤其涉及一种挖掘机油缸的能量回收以及再生系统。
背景技术
[0002] 液压挖掘机是一种典型的周期性作业设备,动臂的下降是其工作周期的一个典型环节。当液压挖掘机动臂下降时,现行液压挖掘机通过主阀中主阀芯的开度来调节工作臂的下降速度,通过关闭主阀芯实现动臂下降运动的停止。现行液压挖掘机通常没有能量回收装置,动臂下放过程中释放的势能大部分消耗在主阀上,造成了能量的浪费。而且,此过程中动臂势能和动能转换为热量损失,还使油温上升,降低液压元件寿命。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于一种挖掘机油缸的能量回收以及再生系统,以解决现行液压挖掘机由于没有能量回收装置造成能量的浪费,以及动臂势能和动能转换为热量损失导致油温上升,降低液压元件寿命的问题。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种油缸能量回收及再生系统,包括液压缸、油箱、定量马达、蓄能器和发动机,其特征在于,所述液压缸无杆腔的一端与所述定量马达的一端连接,所述定量马达的另一端分两路分别与所述油箱和所述液压缸有杆腔的一端连接,并且所述定量马达安装连接有第一变量泵,所述第一变量泵的一端与所述油箱连接,所述第一变量泵的另一端与所述蓄能器连接;所述发动机安装连接有第二变量泵,所述第二变量泵的一端与所述油箱连接,所述第二变量泵的另一端与第一单向阀连接,所述第一单向阀通过第一换向阀与所述蓄能器连接; 所述液压缸有杆腔的另一端通过第二换向阀与所述第一单向阀连接,所述液压缸无杆腔的另一端通过第三换向阀与所述第一单向阀连接;还包括有控制系统,所述控制系统分别与所述第一变量泵、所述第二变量泵、所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀和所述发动机连接。
[0005] 上述的油缸能量回收及再生系统,其中,所述第二换向阀通过第二单向阀与所述第一单向阀连接。
[0006] 上述的油缸能量回收及再生系统,其中,所述第二换向阀与第三换向阀通过电磁阀相连接。
[0007] 上述的油缸能量回收及再生系统,其中,所述定量马达的另一端与所述油箱的连接处还具有节流阀。
[0008] 上述的油缸能量回收及再生系统,其中,所述节流阀与所述控制系统连接。
[0009] 本发明由于采用了上述技术,使之与现有技术相比具有的积极效果是:
(I)动臂下降时,通过换向阀的关闭,使得液压缸油液驱动定量马达,定量马达带动第一变量泵,定量马达和第一变量泵形成液压变压器将液压缸中的油液增压为蓄能器充液,
3有效地实现势能和动能的回收。
[0010] (2)定量马达排出的油液通过节流阀回油箱,有效地提高回油压力,使得油液优先供给液压缸有杆腔,防止动臂因重力作用下迅速下降而导致的液压缸有杆腔产生吸空。
[0011] (3)动臂上升时,通过换向阀的打开,形成再生回路,防止因蓄能器压力不足以驱动向动臂下腔供液,有效地减少动臂联所需的流量。
[0012] (4)由于蓄能器的储能作用,避免了现有能量回收只能发生在液压缸缩回时的不足,有效地延长了能量回收的时间。
附图说明
[0013] 图I是本发明的油缸能量回收及再生系统的结构示意图。
[0014] 附图中:1.第二换向阀;2.第三换向阀;3.第一换向阀;4.电磁阀;5.第二单向阀;6.第一单向阀;7.节流阀;8.定量马达;9.第一变量泵;10.蓄能器;11.第二变量泵; 12.发动机;13.液压缸;14.油箱;15.控制系统。
具体实施方式
[0015] 以下结合附图给出本发明油缸能量回收及再生系统的具体实施方式。
[0016] 图I为本发明的油缸能量回收及再生系统的结构示意图,请参见图I所示。本发明的一种油缸能量回收及再生系统,包括有液压缸13、油箱14、蓄能器10和发动机12,进一步的,液压缸13无杆腔的一端与一定量马达8的一端连接,该定量马达8的另一端分成两路,一路与油箱14连接,另一路与液压缸13有杆腔的一端相连接,并且,定量马达8安装连接有一第一变量泵9,定量马达8和该第一变量泵9形成液压变压器;第一变量泵9的一端与油箱14连接,第一变量泵9的另一端与一蓄能器10相连接。发动机12安装连接有一第二变量泵11,该第二变量泵11的一端与油箱14连接,第二变量泵11的另一端连接有一第一单向阀6,该第一单向阀6通过一第一换向阀3与蓄能器10相连接;液压缸13有杆腔的另一端通过一第二换向阀I与第一单向阀6连接,液压缸13无杆腔的另一端通过一第三换向阀2与第一单向阀6相连接。
[0017] 本发明在上述的基础上,还具有如下实施方式:
本发明的第一实施例中,请继续参见图I所示。上述的第二换向阀I通过一第二单向阀5与第一单向阀6相连接。
[0018] 本发明的第二实施例中,第二换向阀I与第三换向阀2之间通过一电磁阀4相连接。即使得第一单向阀6的一端通过第一换向阀3与蓄能器10连接,第一单向阀6的另一端分成两路,一路通过第三换向阀2与液压缸13无杆腔连接,另一路分别依次通过连接第二单向阀5和第二换向阀I与液压缸13有杆腔相连接。
[0019] 本发明的第三实施例中,上述的定量马达8的另一端与油箱14的连接处还具有一节流阀7,节流阀7用来提高定量马达8输出返回至油箱14的流体压力,以使得返回到油箱 14的流体一部分回供到液压缸13。
[0020] 本发明的第四实施例中,还包括有控制系统15,该控制系统分别与节流阀7、第一变量泵9、第二变量泵11、第一换向阀3、第二换向阀I、第三换向阀2和发动机12相连接。
[0021] 本发明在上述基础上,还具有如下运行方式:当液压挖掘机动臂下降时,通过控制系统15使第一换向阀3、第二换向阀I和第三换向阀2关闭。液压缸13的无杆腔油液通过第二换向阀2驱动定量马达8,定量马达8输出扭矩带动第一变量泵9,定量马达8和第一变量泵9形成液压变压器将油箱14中的油液增压为蓄能器10充液,以此实现势能和动能的回收;同时,定量马达8排出的油经节流阀7回到油箱14,提高了回油压力,使得油液优先供给液压缸13的有杆腔,有效地防止动臂因重力作用下迅速下降而使液压缸13有杆腔产生吸空,实现液压缸13有杆腔中的油液来自无杆腔,即动臂流量再生。
[0022] 当液压挖掘机动臂上升时,存储于蓄能器10的高压油驱动第一变量泵9,第一变量泵9输出扭矩带动定量马达8转动,定量马达8和第一变量泵9形成液压变压器将动臂上腔油液和油箱14中油液增压送至动臂下腔,驱动动臂上升;当蓄能器10的压力不足以驱动液压变压器向动臂下腔供液时,控制系统15将切换到主泵供油。此时通过控制系统10 使第一换向阀3、第二换向阀I和第三换向阀2打开,形成再生回路,在保证满足负载前提下,减少动臂联所需流量。
[0023] 以上所述为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种油缸能量回收及再生系统,包括液压缸、油箱、定量马达、蓄能器和发动机,其特征在于,所述液压缸无杆腔的一端与所述定量马达的一端连接,所述定量马达的另一端分两路分别与所述油箱和所述液压缸有杆腔的一端连接,并且所述定量马达安装连接有第一变量泵,所述第一变量泵的一端与所述油箱连接,所述第一变量泵的另一端与所述蓄能器连接;所述发动机安装连接有第二变量泵,所述第二变量泵的一端与所述油箱连接,所述第二变量泵的另一端与第一单向阀连接,所述第一单向阀通过第一换向阀与所述蓄能器连接;所述液压缸有杆腔的另一端通过第二换向阀与所述第一单向阀连接,所述液压缸无杆腔的另一端通过第三换向阀与所述第一单向阀连接;还包括有控制系统,所述控制系统分别与所述第一变量泵、所述第二变量泵、所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀和所述发动机连接。
2.根据权利要求I所述油缸能量回收及再生系统,其特征在于,所述第二换向阀通过第二单向阀与所述第一单向阀连接。
3.根据权利要求I所述油缸能量回收及再生系统,其特征在于,所述第二换向阀与第三换向阀通过电磁阀相连接。
4.根据权利要求I所述油缸能量回收及再生系统,其特征在于,所述定量马达的另一端与所述油箱的连接处还具有节流阀。
5.根据权利要求4所述油缸能量回收及再生系统,其特征在于,所述节流阀与所述控制系统连接。
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