CN102733442B - 液压挖掘机回转能量回收利用系统 - Google Patents

Abstract

一种液压挖掘机回转能量回收利用系统。其特点是在回转马达的C腔油路与回油路之间连接有单向阀，单向阀与节流阀串连后并联在单向阀两端；在节流阀两端的油路与阀杆的液控端连通，阀杆的阀口连通到阀杆的一个液控端；在回转马达的D腔油路与回油路之间连接有单向阀，单向阀与节流阀串连后并联在单向阀两端；在节流阀两端的油路与阀杆的液控端连通，阀杆的阀口连通到阀杆的另一个液控端；所述阀杆具有连通回转马达C腔或D腔或蓄能器油路的阀口。其优点是结构简单、可靠，蓄能器充分吸收回转平台的转动能量并将其应用在回转平台启动过程中，充分利用蓄能器只提供压力不提供流量的功能，使平台快速启动，节省泵的能量供给其余液压元件。

Description

液压挖掘机回转能量回收利用系统

技术领域

本发明专利是涉及在工程机械的液压系统中回收和利用能量的系统，特别是涉及一种液压挖掘机回转能量回收利用系统。

背景技术

目前国内利用蓄能器回收液压挖掘机回转能量的方法有如下不足：

1、制动力矩不足，回转平台需要较长时间才能停止。

2、当回转平台启动后蓄能器仍向回转马达提供压力，造成蓄能器压力降低。

3、系统复杂，不便于维护。

发明内容

本发明的目的就是提供一种回转制动过程中蓄能器充分吸收回转平台的转动能量并将其应用在回转平台启动过程中。在回转平台启动过程中，充分利用蓄能器只提供压力不提供流量的功能，使平台快速启动，节省泵的能量供给其余液压元件的液压挖掘机回转能量回收利用系统。

本发明的解决方案是这样的：

在与回转马达C腔连接的第三油路与第五油路之间连接有第五单向阀，第六单向阀与第一节流阀串连后并联在第五单向阀两端；第一节流阀两端的油路与第三阀杆的液控端连通，第三阀杆的阀口连通到第五阀杆的一个液控端；在与回转马达的D腔连接的第四油路与第五油路之间连接有第七单向阀，第八单向阀与第二节流阀串连后并联在第七单向阀两端；第二节流阀两端的油路与第四阀杆的液控端连通，第四阀杆的阀口连通到第五阀杆的另一个液控端；所述第五阀杆具有连通回转马达C腔或D腔同蓄能器油路的阀口。充分利用回转马达补油流量同转速的关系，利用液压油流过节流孔前后产生压差的原理，决定阀杆的工作位置，从而确定蓄能器的制动切入时机以及蓄能器保持压力的时机。

本发明的优点是结构简单、可靠，回转制动过程中蓄能器充分吸收回转平台的转动能量并将其应用在回转平台启动过程中。在回转平台启动过程中，充分利用蓄能器只提供压力不提供流量的功能，使平台快速启动，节省泵的能量供给其余液压元件。

附图说明

附图是本发明的实施例。

附图1是本发明的原理图。

具体实施方式

本实施例中各标号的明细表如下：

第一先导阀1、第二先导阀2、原动机3、泵4、液压油箱5、第一单向阀6、液压油散热器7、第二单向阀8、第一阀杆9、第三单向阀10、第二阀杆11、动臂油缸12、第一溢流阀13、蓄能器14、第四单向阀15、第五单向阀16、第六单向阀17、第一节流阀18、第三阀杆19、第七单向阀20、第八单向阀21、第二节流阀22、第四阀杆23、第五阀杆24、回转马达25、回转平台26、第一油路27、第二油路28、第三油路29、第四油路30、第五油路31、第六油路32、第七油路33、电磁节流阀34、第二溢流阀35。

本发明在回转马达25的C腔第三油路29与第五油路31之间连接有第五单向阀16，第六单向阀17与第一节流阀18串连后并联在第五单向阀16两端；在第一节流阀18两端的油路与第三阀杆19的液控端连通，第三阀杆19的阀口连通到第五阀杆24的一个液控端；在回转马达25的D腔第四油路30与第五油路31之间连接有第七单向阀20，第八单向阀21与第二节流阀22串连后并联在第七单向阀20两端；在第二节流阀22两端的油路与第四阀杆23的液控端连通，第四阀杆23的阀口连通到第五阀杆24的另一个液控端；所述第五阀杆24具有连通回转马达25C腔或D腔同蓄能器14油路的阀口。充分利用回转马达25补油流量同转速的关系，利用液压油流过第一节流阀18前后产生压差的原理，决定第五阀杆24的工作位置，从而确定蓄能器14的制动切入时机以及蓄能器14保持压力的时机。

在蓄能器14与第五阀杆24阀口之间连接有第四单向阀15与第一溢流阀13并联的油路。通过第四单向阀15、第一溢流阀13的使用，使蓄能器14仅在回转平台26启动过程中需要压力较高，流量不大时起作用。当回转平台26启动后压力需求较低，对液压油流量需求较大时，蓄能器14同回转马达25脱开，由液压泵提供驱动能量。回转马达25制动时，压力油可通过第四单向阀15对蓄能器加压，同时制动回转马达25。第一溢流阀13工作的压力大于回转平台26所需的最大启动压力、回转平台26所需的最大制动压力两者中的最大者。

所述的第四油路30和第三油路29是连接到第一阀杆9的阀口，由第一阀杆9控制回转马达25的工作。

所述的第一阀杆9的液控端是分别连接到第一先导阀1的XAs1、XBs1阀口；所述的第五阀杆24的液控端是分别连接到第一先导阀1的XAs2、XBs2阀口；这样的可以用第一先导阀1对第一阀杆9和第五阀杆24进行同时控制，回转动作时，第一先导阀1的压力油同时作用在第一阀杆9、第五阀杆24上。

在第一阀杆9对回转马达25的供油油路中设置有第二单向阀8，在蓄能器压力高时，关闭第二单向阀8，实现由蓄能器单独向回转马达供油的作用。

本发明的工作原理为：

当第一先导阀1、第二先导阀2不动作时，第一阀杆9、第二阀杆11处于中位。则泵4由原动机3带动从液压油箱5中吸取液压油，液压油经第一阀杆9、第一油路27、第二阀杆11、第二油路28、液压油散热器7、第一单向阀6回到液压油箱5。

当蓄能器14中压力较低且第一先导阀1动作使油口XAs1、XAs2产生压力时，第一阀杆9、第五阀杆24处于左位。则泵4由原动机3带动从液压油箱5中吸取液压油，液压油经第二单向阀8、第一阀杆9、第三油路29进入回转马达25的C腔。一方面使回转马达25带动回转平台26转动，另一方面多余的液压油经第六油路32、第五阀杆24的左位及第四单向阀15向蓄能器14加压。蓄能器14吸收泵4发出的多余的能量。若此过程中蓄能器14的压力高于第一溢流阀13的开启压力则第一溢流阀13处于导通位置，反之第一溢流阀13处于关闭位置。应当指出当蓄能器14中压力较高时，泵4泵出的多余的液压油将溢流回液压油箱5。

当回转平台26在转动过程中需要停止，且蓄能器14中压力较高时。第一先导阀1处于中位，油口XAs1、XAs2压力消失，第一阀杆9、第五阀杆24处于中位。此时回转马达25由于回转平台26转动能量的带动继续转动使D口产生背压，C口产生吸空。则液压油一部分经第五油路31、第五单向阀16向C口补油。另一部分经第五油路31、第一节流阀18、第六单向阀17补油，当液压油通过第一节流阀18时，第一节流阀18前后产生的压差使第三阀杆19处于右位，这时液压油经过第三阀杆19的右位作用在第五阀杆24的右端，使第五阀杆24处于右位。则D腔的液压油经第七油路33、第五阀杆24的右位、第四单向阀15向蓄能器14加压，同时蓄能器14中的压力也使回转马达25、回转平台26停止转动。回转马达25停止转动后，没有液压油流过第一溢流孔18则第三阀杆19处于左位，第五阀杆24在弹簧的作用下处于中位阻止蓄能器14中的压力释放。若此过程中蓄能器14的压力高于溢流阀13的开启压力则溢流阀13处于导通位置，反之溢流阀13处于关闭位置。

当蓄能器14中压力较高，且需要回转马达25逆时针方向旋转、动臂油缸12的活塞杆上升同时动作时。第一先导阀1动作使油口XAs1、XAs2产生压力，第二先导阀2动作使油口XAb1产生压力。则第一阀杆9、第二阀杆11、第五阀杆24处于左位，则泵4由原动机3带动从液压油箱5中吸取液压油，液压油经电磁节流阀34、第三单向阀10、第二阀杆11的左位进入动臂油缸12的A腔，使动臂油缸12的活塞杆上升。同时由于第五阀杆24处于左位且蓄能器14中压力较高，则蓄能器14中的压力油通过第一溢流阀13、第五阀杆24的左位、第六油路32、第三油路29、第一阀杆9的左位作用在第二单向阀8上，使第二单向阀8关闭，此时回转马达25由蓄能器14单独驱动。这时泵4泵出的液压油全部供给动臂油缸12。当回转马达25转速升高后需要的驱动压力较低，且蓄能器14中的压力降低至溢流阀13关闭时，泵4同时向回转马达25的C腔、动臂油缸12的A腔供油，驱动两者动作。

当需要调节挖掘机回转动作相对于动臂动作的快慢时可通过调节电磁节流阀34的控制电流的大小，来控制电磁节流阀34开口的大小，从而控制流入动臂油缸液压油相对于回转马达的液压油的流量来实现。

当蓄能器14中存储的压力超过安全许可压力时，第二溢流阀35导通，将多余压力油泄漏回液压油箱，起到保护人员安全的功能。

Claims (7)

1.一种液压挖掘机回转能量回收利用系统，其特征在于：在与回转马达（25）C腔连接的第三油路（29）与第五油路（31）之间连接有第五单向阀（16），第六单向阀（17）与第一节流阀（18）串连后并联在第五单向阀（16）两端；第一节流阀（18）两端的油路与第三阀杆（19）的液控端连通，第三阀杆（19）的阀口连通到第五阀杆（24）的一个液控端；在与回转马达（25）的D腔连接的第四油路（30）与第五油路（31）之间连接有第七单向阀（20），第八单向阀（21）与第二节流阀（22）串连后并联在第七单向阀（20）两端；第二节流阀（22）两端的油路与第四阀杆（23）的液控端连通，第四阀杆（23）的阀口连通到第五阀杆（24）的另一个液控端；所述第五阀杆（24）具有连通回转马达（25）C腔或D腔同蓄能器（14）油路的阀口。

2.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转能量回收利用系统，其特征在于在蓄能器（14）与第五阀杆（24）阀口之间连接有第四单向阀（15）与第一溢流阀（13）并联的油路。

3.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转能量回收利用系统，其特征在于所述的第四油路（30）和第三油路（29）连接到第一阀杆（9）的阀口。

4.根据权利要求3所述的液压挖掘机回转能量回收利用系统，其特征在于所述的第一阀杆（9）的液控端是分别连接到第一先导阀（1）的XAs1、XBs1阀口。

5.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转能量回收利用系统，其特征在于所述的第五阀杆（24）的液控端是分别连接到第一先导阀（1）的XAs2、XBs2阀口。

6.根据权利要求3所述的液压挖掘机回转能量回收利用系统，其特征在于在第一阀杆（9）对回转马达（25）的供油油路中设置有第二单向阀（8）。

7.根据权利要求2所述的液压挖掘机回转能量回收利用系统，其特征在于第一溢流阀（13）工作的压力大于回转平台（26）所需的最大启动压力、回转平台（26）所需的最大制动压力两者中的最大者。