CN102691700B - 一种上车回转能量回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上车回转能量回收利用系统，包括多路阀、上车回转装置、工作泵、能量收集器、控制块及相应连接，通过使用本系统，它不仅能有效地回收上车回转启制动时的溢流能量，防止工作泵给其它工作装置供油时出现溢流，而且还能把收集的能量根据需要进行释放作功，从而达到减小系统发热，减小原动机能量消耗、节省能源、提高工作效率的目的。

Description

一种上车回转能量回收利用系统

技术领域

本发明涉及一种能量回收利用系统，特别是涉及一种上车回转能量回收利用系统。

背景技术

工程机械和农业设备常采用流体传动来操作各种机械部件。例如，挖掘机是一种常用的工程机械，常利用压力油作用在回转马达上来实现挖掘机上车回转。

挖掘机作业时，上车工作装置的方位经常不断调整，这需要不断地启停回转驱动装置，回转驱动装置工作有如下特点：在加速时所需的流量小压力高，加速完后所需的流量大压力低，而回转供油常按加速完后的流量提供，加速时多余的液压油会从回转驱动装置的安全阀溢出，同样，在转动停止时，为了产生制动力，回转马达排出的压力油往往通过多路阀阀芯节流或安全阀溢流形式流回油箱，这样回路提供的液压能大部分转化成热能，被白白地浪费掉了，这不仅多消耗了能量，而且还为了防止液压油的温度大幅度升高对系统带来的危害，还需设有散热装置。因此，需要找到一种有效的技术来防止回转启停时油液的溢流并加以利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能防止油液在回转启停时溢流，减小能源消耗，降低液压系统液压油的温升的上车回转节能系统。

为了解决上述问题，本发明提供的上车回转能量回收利用系统，包括多路阀、上车回转驱动装置和工作泵，控制块包括第一逻辑元件、第二逻辑元件、第一切换阀、第二切换阀、第一节流塞、第二节流塞、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀及低压力检测器、高压力检测器，所述的第一逻辑元件的第二工作油口和第三工作油口、第一单向阀、第二逻辑元件的第四工作油口和第六工作油口之间的连接形成工作泵供油路，所述的第一逻辑元件的第二工作油口与所述的多路阀的P3口连接，所述的第二逻辑元件的第六工作油口与所述的工作泵的出口连接，能量收集器通过所述的第二单向阀、所述的第三单向阀与所述的上车回转驱动装置连接形成能量回收油路，所述的第一逻辑元件的第一工作油口与所述的能量回收油路之间连接形成能量释放利用油路，所述的第二切换阀的第三油口至第一节流塞、第一逻辑元件的控制油口之间的连接及该切换阀的第二油口、第一油口分别至能量回收油路、回油路之间的连接共同构成能量释放利用控制油路，所述的第二逻辑元件的第五工作油口与回油之间的连接形成所述的工作泵的卸荷油路，所述的第一切换阀的第三油口至第二节流塞、第二逻辑元件的控制油口之间的连接及该切换阀第一油口、第二油口分别至泵供油路、回油路之间的连接共同构成的卸荷控制油路，所述的低压力检测器和所述的高压力检测器连接于能量回收油路上用于检测所述的能量收集器内的压力且与所述的第一切换阀和所述的第二切换阀的电磁铁电连接提供换向控制信号。

采用上述技术方案的上车回转能量回收利用系统，工作泵通过控制块、多路阀与上车回转驱动装置或其它工作装置形成供油连接，能量收集器通过所述的控制块与上车回转驱动装置形成能量回收连接。当工作泵给工作装置供油时，如供压力大于所述能量收集器内的压力，工作泵输出的多于工作装置所需的压力油可通过所述能量释放利用油路直接存入所述能量收集器。能量收集器内的压力达到所述高压力检测器(SP2)设定压力时，高压力检测器发讯使第一切换阀的电磁铁(1DT)得电，第一切换阀换向使第二逻辑元件工作油口(Ⅰb)开启(开启速度受控于第二节流塞(Kb))，工作泵的工作油通入卸荷油路而卸荷，同时，也为能量收集器能量释放利用准备了第一条件。多路阀如进行操作则上车回转能量回收利用系统结合第一条件让第二切换阀的电磁铁(2DT)得电，第二切换阀换向使第一逻辑元件工作油口(Ⅰa)开启(开启速度受控于第一节流塞(Ka))，能量收集器通过能量释放利用油路给工作装置输出存贮的压力油，直至低压力检测器(SP1)发讯使所述两切换阀的电磁铁都失电为止。

转动的上车回转驱动装置如停止回转时，在上车装置惯量作用下上车回转驱动装置马达出口会排出一定压力的制动油，当制动油压力大于所述能量收集器内的压力时，则此制动油通过所述能量回收油路存入能量收集器。

本发明带来的有益效果：本发明适用于挖掘机类上车回转的作业机械，在上车回转工作时，无论启动与停止，都可进行能量回收，并且还可把回收的能量释放利用而使工作泵卸荷，即不影响回转及其它装置的工作性能，又无溢流损失。此发明原理简单，控制方便，性能可靠，不仅节能效果显著，而且能减少液压系统发热，降低原动机排放。

综上所述，本发明不仅能有效地回收上车回转启制动时的溢流能量，防止工作泵给其它工作装置供油时出现溢流，而且还能把收集的能量根据需要进行释放作功，从而达到减小系统发热，减小原动机能量消耗、节省能源、提高工作效率的目的

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

参见图1，包括多路阀1、上车回转驱动装置2和工作泵3，控制块5包括第一逻辑元件5.1、第二逻辑元件5.2、第一切换阀5.3、第二切换阀5.4、第一节流塞Ka、第二节流塞Kb、第一单向阀CH1、第二单向阀CH2、第三单向阀CH3及低压力检测器SP1、高压力检测器SP2，第一逻辑元件5.1的第二工作油口Ⅱa和第三工作油口Ⅳa、第一单向阀CH1、第二逻辑元件5.2的第四工作油口Ⅱb和第六工作油口Ⅳb之间的连接形成工作泵供油路，第一逻辑元件5.1的第二工作油口Ⅱa与多路阀1的P3口连接，第二逻辑元件5.2的第六工作油口Ⅳb与工作泵3的出口连接，能量收集器4通过第二单向阀CH2、第三单向阀CH3与上车回转驱动装置2连接形成能量回收油路，第一逻辑元件5.1的第一工作油口Ⅰa与能量回收油路之间连接形成能量释放利用油路，第二切换阀5.4的第三油口Ⅲ至第一节流塞Ka、第一逻辑元件5.1的控制油口Ⅲa之间的连接及该切换阀的第一油口Ⅰ、第二油口Ⅱ分别至能量回收油路、回油路L之间的连接共同构成能量释放利用控制油路，第二逻辑元件5.2的第五工作油口Ⅰb与回油T之间的连接形成工作泵3的卸荷油路，第一切换阀5.3的第三油口Ⅲ至第二节流塞Kb、第二逻辑元件5.2的控制油口Ⅲb之间的连接及该切换阀第一油口Ⅰ、第二油口Ⅱ分别至泵供油路、回油路L之间的连接共同构成的卸荷控制油路，低压力检测器SP1和高压力检测器SP2连接于能量回收油路上用于检测所述的能量收集器4内的压力且与第一切换阀5.3和第二切换阀5.4的电磁铁电连接提供换向控制信号。

下面分别说明各部件的工作性能。

多路阀1：主要根据先导操作信号实现如回转等工作装置油路切换及速度控制。

上车回转驱动装置2：在进行回转操作时把液压能转化成回转动能，实现回转动力输出，反之，在制动时，可把回转动能转化成液压能，实现制动。

工作泵3：为回转等工作装置回路提供压力油源。

能量收集器4：在充入一定气压后可对上车回转驱动装置启动制动进行能量收集，防止油液溢流。

控制块5：实现能量的收集利用，工作泵的卸荷等。

参见图1，根据回转能量回收利用情况进行分类说明：

一、启动回收利用情况如下：

(1)、未操作前，如果能量收集器4内的压力达到控制块高压力检测器(SP2)设定压力，则第一切换阀5.3的电磁铁1DT得电而换向，第二逻辑元件5.2的控制油口Ⅲb通过第一切换阀5.3与油箱相通，第二逻辑元件5.2的第四工作油口Ⅱb和第六工作油口Ⅳb都与通往回油T的第五工作油口Ⅰb连通，因而工作泵3处于卸荷状态，当进行回转启动操作时，第二切换阀5.4的电磁铁2DT得电而换向，第一逻辑元件5.1的控制油口Ⅲa通过第一切换阀5.3与油箱相通，第一逻辑元件5.1的第二工作油口Ⅱa和第三工作油口Ⅳa都与通往能量收集器4的第一工作油口Ⅰa相通，上车回转驱动装置2所需压力油全部由能量收集,4提供(由于第一单向阀CH1的作用，能量收集器4供油不会通入卸荷油路)，当能量收集器4供油压力减至低压力检测器SP1设定压力时，低压力检测器SP1发讯使第一切换阀5.3和第二切换阀5.4的电磁铁都失电，这时第二逻辑元件5.2的控制油口Ⅲb通过第一切换阀5.3与工作泵供油路相通，第一逻辑元件5.1的控制油口Ⅲa通过第二切换阀5.4与能量回收油路相通，工作泵压力油不能通过第二逻辑元件5.2的第四工作油口Ⅱb和第六工作油口Ⅳb通往第五工作油口Ⅰb，但在压力大于能量收集器4压力时多于上车回转驱动装置2所需的压力油可从第一逻辑元件5.1的第二工作油口Ⅱa和第三工作油口Ⅳa通往第一工作油口Ⅰa进入能量收集器贮存。

(2)、未操作前，如果能量收集器4内的压力未达到控制块高压力检测器SP2设定压力，第一切换阀5.3和第二切换阀5.4的电磁铁都失电，这时第二逻辑元件5.2的控制油口Ⅲb通过第一切换阀5.3与工作泵供油路相通，第一逻辑元件5.1的控制油口Ⅲa通过第二切换阀5.4与能量回收油路相通，如进行回转启动操作，工作泵3压力油不能通过第二逻辑元件5.2的第四工作油口Ⅱb和第六工作油口Ⅳb通往第五工作油口Ⅰb，但在压力大于能量收集器4压力时多于工作装置所需的压力油可从第一逻辑元件5.1的第二工作油口Ⅱa和第三工作油口Ⅳa通往第一工作油口Ⅰa进入能量收集器4贮存，直至能量收集器4的压力达到控制块高压力检测器SP2设定压力，这时工作情况又与上述第1点工作状态相同。

二、回转能量制动回收情况如下：

当进行回转制动时，在上车装置惯量作用下上车回转驱动装置2马达出口会排出一定压力的制动油，当制动油压力大于能量收集器4压力时，制动油可分别通过控制块5的第二单向阀CH2、第三单向阀CH3进入能量回收油路而存入能量收集器4，以便在回转启动时加以利用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不以任何方式限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种上车回转能量回收利用系统，包括多路阀(1)、上车回转驱动装置(2)和工作泵(3)，其特征在于：控制块(5)包括第一逻辑元件(5.1)、第二逻辑元件(5.2)、第一切换阀(5.3)、第二切换阀(5.4)、第一节流塞(Ka)、第二节流塞(Kb)、第一单向阀(CH1)、第二单向阀(CH2)、第三单向阀(CH3)及低压力检测器(SP1)、高压力检测器(SP2)，所述的第一逻辑元件(5.1)的第二工作油口(Ⅱa)和第三工作油口(Ⅳa)、第一单向阀(CH1)、第二逻辑元件(5.2)的第四工作油口(Ⅱb)和第六工作油口(Ⅳb)之间的连接形成工作泵供油路，所述的第一逻辑元件(5.1)的第二工作油口(Ⅱa)与所述的多路阀(1)的P3口连接，所述的第二逻辑元件(5.2)的第六工作油口(Ⅳb)与所述的工作泵(3)的出口连接，能量收集器(4)通过所述的第二单向阀(CH2)、所述的第三单向阀(CH3)与所述的上车回转驱动装置(2)连接形成能量回收油路，所述的第一逻辑元件(5.1)的第一工作油口(Ⅰa)与所述的能量回收油路之间连接形成能量释放利用油路，所述的第二切换阀(5.4)的第三油口(Ⅲ)至第一节流塞(Ka)、第一逻辑元件(5.1)的控制油口(Ⅲa)之间的连接及该切换阀的第一油口(Ⅰ)、第二油口(Ⅱ)分别至能量回收油路、回油路(L)之间的连接共同构成能量释放利用控制油路，所述的第二逻辑元件(5.2)的第五工作油口(Ⅰb)与回油(T)之间的连接形成所述的工作泵(3)的卸荷油路，所述的第一切换阀(5.3)的第三油口(Ⅲ)至第二节流塞(Kb)、第二逻辑元件(5.2)的控制油口(Ⅲb)之间的连接及该切换阀第一油口(Ⅰ)、第二油口(Ⅱ)分别至泵供油路、回油路(L)之间的连接共同构成的卸荷控制油路，所述的低压力检测器(SP1)和所述的高压力检测器(SP2)连接于能量回收油路上用于检测所述的能量收集器(4)内的压力且与所述的第一切换阀(5.3)和所述的第二切换阀(5.4)的电磁铁电连接提供换向控制信号。