CN103832416A - 液压机械回转制动能量回用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压机械回转制动能量回用装置，涉及工程机械制造技术领域，液压马达的A、B腔与第一换向阀油口（P1）、（P2）相连，第一换向阀油口（P）接单向阀与变量油泵相连，第二换向阀油口（P1）、（Pj）之间并联单向阀，油口（P2）、（Pj）之间并联单向阀，单向阀出油口与第二换向阀油口（Pj）相连；第二换向阀油口（P）与单向阀相连，单向阀进油口和蓄能器充液口、二位四通液控阀液控端相连，先导控制阀油口（C）、（D）分别与第一、第二换向阀液控端相连；本发明可以将液压挖掘机回转制动能量回收并运用在启动中，本发明的特点是液压系统自动完成能量回收和利用，无需外加电控。

Description

液压机械回转制动能量回用装置

技术领域

本发明涉及工程机械制造技术领域，尤其是一种液压机械回转制动能量回用装置

背景技术

液压挖掘机最常进行的挖掘装车工况中，每个工作循环都有两次回转启动和制动的过程，回转制动时一般都是通过溢流阀产生的背压，使回转减速直至停止。

现有一种液压挖掘机回转液压控制装置，液压原理图如图1所示，有一个液压马达与液控换向阀连接，其中液压马达的A、B腔分别与液控换向阀的油口（P1）、（P2）相通，液控换向阀的回油口（T）接油箱，压力油口（P）与变量油泵之间串接一个第三单向阀，液控换向阀中位的常开进油口（Pi）与变量油泵的压力输出管路相连；液控换向阀中位的常开出油口（Pj）与变量油泵的反馈液控口相连；第一单向阀和第一溢流阀并联，第二单向阀和第二溢流阀并联，上述二个并联回路串联后，一端接液压马达的A腔、另一端接入液压马达的B腔；先导控制阀的压力油口（C）、（D）分别与前述液控换向阀的先导控制油口（XAs1）、（XBs1）相连；当先导控制阀的手柄扳到右位时，其压力油口（C）输出先导压力油，液控换向阀主阀芯处于右位，液压挖掘机开始转动；当先导控制阀的手柄扳到左位时，其压力油口（D）输出压力油，液控换向阀主阀芯处于左位，液压挖掘机反向转动；当先导控制阀的手柄扳到中位时，其压力油口（C）、（D）均不输出压力油，液控换向阀主阀芯处于中位，液压马达的A、B腔与变量油泵及油箱保持断开状态， A、B腔内的液压油经过第一溢流阀或第二溢流阀溢流回油箱，液压挖掘机回转停止开始制动。

这种液压挖掘机回转液压控制系统存在如下缺点： 1、回转平台制动过程中，液压系统的液压油经溢流阀溢流回油箱，回转惯性产生的动能转化为液压油的热能而被白白浪费；2、回转平台启动时，液压系统内的液压油压力己大大低于设定值，变量油泵需工作一段时间才能使液压系统内液压油的压力升高到设定值，液压挖掘机才能开始回转作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种能将液压挖掘机的回转制动时产生的能量储存再利用的液压机械回转制动能量回用装置。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

这种液压机械回转制动能量回用装置，包括有一个驱动回转机件的液压马达，一个向所述液压马达提供驱动介质的变量油泵，在所述变量油泵与所述液压马达之间接有一个包括有中位机能且同时封闭四个油口的第一液控换向阀，所述第一液控换向阀的第一进油口（P）与所述变量油泵出油口之间连接有一个单向阀，所述第一液控换向阀的液控端连接有一个先导控制阀，所述液压马达的两个腔体与回油管之间均接有溢流阀，每一个所述溢流阀并联有一个单向阀，所述液压马达的两个腔体分别连通有一个包括有中位机且能同时封闭四个油口的第二液控换向阀的第一出油口（P1）和第二出油口（P2），所述第二液控换向阀的第一出油口（P1）和第二出油口（P2）分别从一个单向阀的进口端连接到该第二液控换向阀的第三出油口（Pj），所述第二液控换向阀的第三进油口（Pi）连通有蓄能器，所述蓄能器从单向阀的进口一端连接所述第二液控换向阀的第一进油口（P），所述蓄能器的充液口与一个二位四通液控阀的液控端连接，所述先导控制阀通过所述二位四通液控阀与所述第一液控换向阀的两个液控端连接。

以上技术方案中，进一步的方案是：所述二位四通液控阀液控口设有阻尼孔。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、液压控制自动完成能量回收和利用，无需外加电控。

2、不改变现有技术中的回转液压系统的液压元件，增加元件较少，技术较成熟，价格低廉。

3、蓄能器只回收液压马达制动能量，而不接收现有回转液压系统输出的能量。

4、液压马达启动首先使用蓄能器能量，再自动切换使用泵输出能量，不相互干扰。

附图说明

图1是现有技术的液压原理图。

图2是本发明液压原理图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：

实施例1：这种液压机械回转制动能量回用装置，液压原理图如图2所示，包括有一个驱动回转机件的液压马达109，一个向所述液压马达109提供驱动介质的变量油泵106，在变量油泵106与液压马达109之间接有一个包括有中位机能且同时封闭四个油口的第一液控换向阀105，其中液压马达109的A腔、B腔分别连接到第一液控换向阀105的油口（P1）、（P2），第一液控换向阀105的第一进油口（P）与变量油泵106出油口之间连接有一个单向阀107，第一液控换向阀105的油口（T）与油箱相通，第一液控换向阀105的液控端连接有一个先导控制阀108，先导控制阀108的压力油口（C）、（D）分别与第一液控换向阀105的液控端（XAs1）、（XBs1）相连，液压马达109的两个腔体A、B与回油管之间均接有溢流阀103、104，溢流阀103、104分别并联有一个单向阀101、102，液压马达109的两个腔体A、B分别连通有一个包括有中位机能且同时封闭四个油口的第二液控换向阀3的第一出油口（P1）和第二出油口（P2），第二液控换向阀3的第一出油口（P1）和第二出油口（P2）分别从一个单向阀1、2的进口端连接到该第二液控换向阀3的第三出油口（Pj），第二液控换向阀3的第三进油口（Pi）连通有蓄能器5，蓄能器5从单向阀4的进口端连接第二液控换向阀3的第一进油口（P），先导控制阀108的压力油口（C）、（D）分别接出管路与第二液控换向阀3的液控端（XAs1）、（XBs1）连接，蓄能器5的充液口与一个二位四通液控阀6的液控端连接，这个二位四通液控阀6的液控端设有阻尼孔7，先导控制阀108的压力油口（C）、（D）通过二位四通液控阀6右位机能的出油口（a1）、（a2）和进油口（b1）、（b2）与第一液控换向阀105的液控端（XAs1）、（XBs1）连接。

一、本发明进行能量回收的情况：

如图2所示，a、先导控制阀108的操作手柄扳到右位时，先导控制阀108的压力油口（C）输出压力油，一路压力油经过二位四通液控阀6的右位油口（a1）、（a2）进入第一液控换向阀105的液控端（XAs1），第一液控换向阀105的主阀芯处于右位，其压力油口（P）与油口（P1）相通，油口（T）与油口（P2）相通，变量油泵106输出的压力油经第一液控换向阀105的油口（P）、（P1）进入液压马达109的A腔，并由A腔流进B腔使液压马达109旋转，从而带动液压挖掘机回转平台转动，另一路压力油直接进入第二液控换向阀3的液控端（XAs1），使第二液控换向阀3的主阀芯处于右位，压力油口（P）与油口（P1）相通，油口（T）与油口（P2）相通，由于压力油口（P）连接有一个单向阀4，此时蓄能器5处于非充液状态，二位四通液控阀6的液控端无压力油进入，二位四通液控阀6阀芯处于右位；当液压挖掘机回转平台需要停止转动时，先导控制阀108的手柄被扳到中位，它的压力油口（C）、（D）此时均无压力输出，液压挖掘机的第一液控换向阀105、3的主阀芯在弹簧力的作用下恢复至中位，液压马达109的A腔、B腔与变量油泵106及油箱保持断开状态，变量油泵106输出的压力油经第一液控换向阀105的油口（Pi）、（Pj）流回变量油泵106的液压控制口，变量油泵106低压低流量输出，回转开始制动；由于回转惯性，液压马达109维持原方向继续旋转，导致管路B压力增高，压力油经单向阀1、第二液控换向阀3的油口（Pj）、（Pi）向蓄能器5冲液，同时液压油经阻尼孔7进入二位四通液控阀6液控端，当蓄能器5内的压力达到预定值时，二位四通液控阀6主阀芯移至左位，回转停止即蓄能器5冲液过程结束。

b、先导控制阀108的操作手柄扳到左位时，与a情况相似，只是先导控制阀108的压力油口（D）输出压力油从B至A流动使液压马达109旋转，制动时，由于回转惯性，液压马达109维持原方向继续旋转，导致管路A压力增高，压力油经单向阀2、第二液控换向阀3的油口（Pj）、(Pi)向蓄能器5冲液，同时液压油经阻尼孔7进入二位四通液控阀6液控端，当蓄能器5的内压力达到预定值时，二位四通液控阀6主阀芯移至左位，回转停止即蓄能器5冲液过程结束。

二、本发明制动能量回用情况：

如图2所示，先导控制阀108的油口（D）输出先导压力油时，第二液控换向阀3的主阀芯移至左位，蓄能器5内压力油经单向阀4、第二液控换向阀3的油口（P）、（P2）进入液压马达的B腔，使回转启动；而此时由于二位四通液控阀6的液控端有来自蓄能器5的压力油，其阀芯在左位，先导压力油不能到达第一液控换向阀105的液控端，使得第一液控换向阀105处在最低能耗状态；一旦蓄能器5的压力减小而无法继续提供液压油至液压马达109，二位四通液控阀6在弹簧力作用下恢复至右位，先导控制阀108的油口（D）输出的先导压力油经二位四通换向阀6的右位油口（b1）、（b2）至第一液控换向阀105的先导液控端（XBs1），第一液控换向阀105的主阀芯移至左位，变量油泵106输出的压力油经单向阀107、第一液控换向阀105的油口（P）、（P2）进入液压马达109的B腔，接替蓄能器5给液压马达109继续供油，至此，液压挖掘机回转制动能量回用过程结束；先导控制阀108的油口（C）输出先导压力油时，情况与前面情况相似，此处不再赘述。

具有本实施例中的回转制动能量回收/利用系统的机器，能够在回转制动时回收能量，在回转启动时利用该能量，减少现有液压系统的能源消耗，在回转和其他动作的复合动作中，在同功率条件下，回转利用蓄能器回收的能量工作，使现有系统更多的能量供给其他动作，整机动作的速度得到了提高，从而提升了效率。

Claims (2)

1. 一种液压机械回转制动能量回用装置，包括有一个驱动回转机件的液压马达（109），一个向所述液压马达（109）提供驱动介质的变量油泵（106），在所述变量油泵（106）与所述液压马达（109）之间接有一个包括有中位机能且同时封闭四个油口的第一液控换向阀（105），所述第一液控换向阀（105）的第一进油口（P）与所述变量油泵（106）出油口之间连接有一个单向阀（107），所述第一液控换向阀（105）的液控端连接有一个先导控制阀（108），所述液压马达（109）的两个腔体与回油管之间均接有溢流阀（103、104），每一个所述溢流阀（103、104）并联有一个单向阀（101、102），其特征在于：所述液压马达（109）的两个腔体分别连通有一个包括有中位机能且同时封闭四个油口的第二液控换向阀（3）的第一出油口（P1）和第二出油口（P2），所述第二液控换向阀（3）的第一出油口（P1）和第二出油口（P2）分别从一个单向阀（1、2）的进口端连接到该第二液控换向阀（3）的第三出油口（Pj），所述第二液控换向阀（3）的第三进油口（Pi）连通有蓄能器（5），所述蓄能器（5）从单向阀（4）的进口一端连接所述第二液控换向阀（3）的第一进油口（P），所述蓄能器（5）的充液口与一个二位四通液控阀（6）的液控端连接，所述先导控制阀（108）通过所述二位四通液控阀（6）与所述第一液控换向阀（105）的两个液控端连接。

2. 根据权利要求1所述的液压机械回转制动能量回用装置，其特征在于：所述二位四通液控阀（6）的液控口设有阻尼孔(7)。

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