CN104329300A - 一种压路机振动轮能量回收系统及其能量回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种压路机振动轮能量回收系统及其能量回收方法，所述能量回收系统包含有主系统回路和副系统回路；主系统回路包含有依次相连的发动机（1）、振动泵（2）和振动马达（4），且振动泵（2）和振动马达（4）相连通的两个油口分别为油口一（A）和油口二（B）分别连通至三位三通电磁阀（5）的两个油口，三位三通电磁阀（5）的另一油口经低压溢流阀（7）后连通至液压油箱，油口一（A）和油口二（B）分别经二位二通电磁阀二（6-2）和二位二通电磁阀一（6-1）后连通至蓄能器（9）。本发明一种压路机振动轮能量回收系统及其能量回收方法，具有节能的积极效益。

Description

一种压路机振动轮能量回收系统及其能量回收方法

技术领域

本发明涉及一种能量回收系统，尤其是涉及一种用于压路机上对其振动轮的残余能量进行回收利用的系统，属于压路机技术领域。

背景技术

目前，在沥青路面的摊铺过程中，使用的主要大型设备为摊铺机及压路机，由于摊铺机的摊铺速度低于压路机的压实速度，因此在沥青摊铺过程中，压路机为了保持和摊铺机的同步，需要进行频繁的起振和停振，这就造成了大量的能量损失；

同时，在起振和停振的瞬间，压路机振动轮的激振器所产生的巨大的动能会对液压系统产生极大的冲击，容易对液压件包括振动泵、振动马达、液压阀块和油管等造成损伤，大大降低其使用寿命；

另外，在起振和停振时，振动马达会将能量传给振动泵，振动泵此时就会对发动机产生一个反拖现象，对发动机造成冲击。

综上所述，在传统的振动液压系统中，压路机起振和停振会对液压系统产生一些不良的影响，同时也没有做到节能高效。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有节能效益的压路机振动轮能量回收系统及其能量回收方法；且本发明一种压路机振动轮能量回收系统及其能量回收方法，能够有效的减小对系统的压力冲击（有效提高振动系统中的液压件的寿命），同时减缓发动机的反拖现象，提高压路机的燃油经济性。

本发明的目的是这样实现的：

一种压路机振动轮能量回收系统，所述能量回收系统包含有主系统回路；所述主系统回路包含有依次相连的发动机、振动泵和振动马达，所述振动马达和激振器相连，且振动泵和振动马达相连通的两个油口分别为油口一和油口二；

所述系统还包含有副系统回路，油口一和油口二分别连通至三位三通电磁阀的两个油口，三位三通电磁阀的另一油口经低压溢流阀后连通至液压油箱，油口一和油口二分别经二位二通电磁阀二和二位二通电磁阀一后连通至蓄能器。

本发明一种压路机振动轮能量回收系统，所述蓄能器的油口上串接有高压溢流阀。

本发明一种压路机振动轮能量回收系统，上述主系统回路的振动泵的电磁阀上安装有延时上电继电器，上述副系统回路的二位二通电磁阀一、二位二通电磁阀二和三位三通电磁阀的两个电磁阀上均安装有延时断电继电器。

本发明一种压路机振动轮能量回收方法，

且定义激振器正转为大振，此时油口一为高压侧、油口二为低压侧；

定义激振器反转为小振，此时油口一为低压侧、油口二为高压侧；

主系统回路的振动泵的电磁阀上安装的延时上电继电器的延迟上电时间为t；副系统回路的二位二通电磁阀一、二位二通电磁阀二和三位三通电磁阀的两个电磁阀上安装的四个延时断电继电器的延迟断电时间也为t；

状态一：当振动轮由大振进入停振时，主系统回路停止工作，而由于惯性作用仍在高速旋转的激振器带动振动马达旋转，使得振动马达形成一泵；此时，触发二位二通电磁阀一导通，使得振动泵的补油泵、振动马达、二位二通电磁阀一和蓄能器形成一个开式的回路；上述构成泵作用的振动马达将振动泵的补油泵提供的油泵入蓄能器中进行存储；

状态二：当振动轮由小振进入停振时，主系统回路停止工作，而由于惯性作用仍在高速旋转的激振器带动振动马达旋转，使得振动马达形成一泵；此时，触发二位二通电磁阀二导通，使得振动泵的补油泵、振动马达、二位二通电磁阀二和蓄能器形成一个开式的回路；上述构成泵作用的振动马达将振动泵的补油泵提供的油泵入蓄能器中进行存储；

状态三：当振动轮由停振进入大振时，由于主系统回路的振动泵的电磁阀上安装有延时上电继电器，因此振动泵在延时上电继电器的延时时间t秒后才工作，在振动泵工作之前，二位二通电磁阀二和三位三通电磁阀得电导通，从而使得蓄能器、二位二通电磁阀二、振动马达、三位三通电磁阀和液压油箱形成一个开式回路，此时蓄能器积蓄的液压通过上述开式回路对在振动马达的油口一A形成高压侧，从而开始驱动振动泵进入大振状态；由于二位二通电磁阀二和三位三通电磁阀上的延时断电继电器的存在，t秒后二位二通电磁阀二和三位三通电磁阀失电使得副系统回路关闭，此时主系统回路的振动泵的电磁阀上安装的延时上电继电器的t秒时间也正好到期，振动泵开始继续对振动马达进行驱动；从而在振动泵开始工作前先通过蓄能器将先前回收的能量对振动马达进行驱动；

状态四：当振动轮由停振进入小振时，由于主系统回路的振动泵的电磁阀上安装有延时上电继电器，因此振动泵在延时上电继电器的延时时间t秒后才工作，在振动泵工作之前，二位二通电磁阀一和三位三通电磁阀得电导通，从而使得蓄能器、二位二通电磁阀一、振动马达、三位三通电磁阀和液压油箱形成一个开式回路，此时蓄能器积蓄的液压通过上述开式回路对在振动马达的油口二形成高压侧，从而开始驱动振动泵进入小振状态；由于二位二通电磁阀一和三位三通电磁阀上的延时断电继电器的存在，t秒后二位二通电磁阀一和三位三通电磁阀失电使得副系统回路关闭，此时主系统回路的振动泵的电磁阀上安装的延时上电继电器的t秒时间也正好到期，振动泵开始继续对振动马达进行驱动。

本发明一种压路机振动轮能量回收方法，上述状态一和状态二中，蓄能器上连接的高压溢流阀对其进行高压保护，当副系统回路中的油压高于P时(P小于振动泵所带溢流阀的压力值，P值选取时一般在稍小于溢流阀的压力值范围内进行选择)，由高压溢流阀进行溢流保护。

本发明一种压路机振动轮能量回收方法，t时间选择为3s，当t时间后激振器若仍未停止时，通过振动泵自带的溢流阀来进行溢流，从而在极短的时间内完成停振。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的液压系统中，振动泵和振动马达形成一个闭式的主系统回路，振动马达、三位三通电磁阀、二位二通电磁阀、低压溢流阀、高压溢流阀、蓄能器形成了一个开式的副系统回路；

当压路机停振时，主回路油路被切断，同时副系统回路中的二位二通电磁阀得电，此时由于激振器的惯性作用，振动马达在系统中起到了泵的用，将系统中的补油直接泵入蓄能器中，蓄能器将液压能储存起来；随后经t时间的延时后二位二通电磁阀失电，副回路的油路也被切断，振动马达的通过主回路的溢流阀进行溢流，停止转动，系统完成停振过程，同时也完成了能量回收的过程；

当压路机起振时，给系统加一个延时，通过打开副系统回路，让蓄能器中的液压能来驱动振动马达，当蓄能器中的压力能释放结束后，通过电磁阀来关闭副系统回路，同时打开主系统回路，振动泵开始继续工作；

从而通过上述系统，实现了对能量的回收，以及对该回收能量的利用；起到了节能效果，且通过本系统还减少了系统管路内的压力冲击，防止其因压力冲击而加速老化，延长了整个系统中液压元件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种压路机振动轮能量回收系统的结构示意框图。

其中：

发动机1、振动泵2、激振器3、振动马达4、三位三通电磁阀5、二位二通电磁阀一6-1、二位二通电磁阀二6-2、低压溢流阀7、高压溢流阀8、蓄能器9。

具体实施方式

参见图1，本发明涉及的一种压路机振动轮能量回收系统，所述能量回收系统包含有主系统回路和副系统回路；

所述主系统回路包含有依次相连的发动机1、振动泵2和振动马达4，所述振动马达4和激振器3相连；

所述副系统回路包含有三位三通电磁阀5、二位二通电磁阀一6-1、二位二通电磁阀二6-2、低压溢流阀7、高压溢流阀8和蓄能器9，上述振动泵2和振动马达4相连通的两个油口分别为油口一A和油口二B，油口一A和油口二B分别连通至三位三通电磁阀5的两个油口，三位三通电磁阀5的另一油口经低压溢流阀7后连通至油箱，油口一A和油口二B分别经二位二通电磁阀二6-2和二位二通电磁阀一6-1后连通至蓄能器9，且蓄能器9的进出油口经高压溢流阀8连通至油箱；

且上述主系统回路的振动泵2的电磁阀上安装有延时上电继电器，上述副系统回路的二位二通电磁阀一6-1、二位二通电磁阀二6-2和三位三通电磁阀5的两个电磁阀上均安装有延时断电继电器，

下面，根据上述一种压路机振动轮能量回收系统对其工作原理做如下具体阐述：

本发明一种压路机振动轮能量回收方法：

定义激振器3正转为大振，此时油口一A为高压侧、油口二B位低压侧；

定义激振器3反转为小振，此时油口一A为低压侧、油口二B位高压侧；

主系统回路的振动泵2的电磁阀上安装的延时上电继电器的延迟上电时间为t（优选的，定义t为3s），即当启动时，延迟t秒后继电器才得电工作，使得振动泵开始正常供油；

副系统回路的二位二通电磁阀一6-1、二位二通电磁阀二6-2和三位三通电磁阀5的两个电磁阀上安装的四个延时断电继电器的延迟断电时间也为t（优选的，该t同样为3s），即该四个电磁阀触发后均延迟t秒后才断电；

状态一：当振动轮由大振进入停振时（即在大振时按下停振按钮，大振时，油口一A为高压侧，油口二B为低压侧），此时主系统回路停止工作（即振动泵2中的电磁阀失电，振动泵2的斜盘也回中，主系统回路处于不通状态），但振动泵2中的补油泵一直处于工作的状态，系统中一直有的补油压力，补油泵给振动马达4补油，而由于惯性作用仍在高速旋转的激振器3带动振动马达4旋转，使得振动马达4形成一泵；此时，触发二位二通电磁阀一6-1导通，使得振动泵2的补油泵、振动马达4、二位二通电磁阀一6-1和蓄能器9形成一个开式的回路；上述构成泵作用的振动马达4将振动泵2的补油泵提供的油泵入蓄能器9中进行存储；

状态二：当振动轮由小振进入停振时（即在小振时按下停振按钮，小振时，油口一A为低压侧，油口二B为高压侧），此时主系统回路停止工作（即振动泵2中的电磁阀失电，振动泵2的斜盘也回中，主系统回路处于不通状态），但振动泵2中的补油泵一直处于工作的状态，系统中一直有补油压力，补油泵给振动马达4补油，而由于惯性作用仍在高速旋转的激振器3带动振动马达4旋转，使得振动马达4形成一泵；此时，触发二位二通电磁阀二6-2导通，使得振动泵2的补油泵、振动马达4、二位二通电磁阀二6-2和蓄能器9形成一个开式的回路；上述构成泵作用的振动马达4将振动泵2的补油泵提供的油泵入蓄能器9中进行存储；

上述状态一和状态二中，蓄能器9上连接的高压溢流阀8对其进行高压保护，当副系统回路中的油压高于P时，由高压溢流阀8进行溢流保护；

由于延时断电继电器的存在，t时间后，二位二通电磁阀一6-1或二位二通电磁阀二6-2失电，此时副系统回路不通，实现停振并储能；

优选的，t时间选择为3s，该时间选择可根据蓄能器9的大小，液压油路的油压、功率等因素进行调整；且如t时间后激振器3若仍未停止，可以通过振动泵自带的溢流阀来进行溢流，并在极短的时间内完成停振；

状态三：当振动轮由停振进入大振时，由于主系统回路的振动泵2的电磁阀上安装有延时上电继电器，因此振动泵2在延时上电继电器的延时时间t秒后才工作，在振动泵2工作之前，二位二通电磁阀二6-2和三位三通电磁阀5得电导通，从而使得蓄能器9、二位二通电磁阀二6-2、振动马达4、三位三通电磁阀5和液压油箱形成一个开式回路，此时蓄能器9积蓄的液压通过上述开式回路对在振动马达4的油口一A形成高压侧，从而开始驱动振动泵2进入大振状态；由于二位二通电磁阀二6-2和三位三通电磁阀5上的延时断电继电器的存在，t秒后二位二通电磁阀二6-2和三位三通电磁阀5失电使得副系统回路关闭，此时主系统回路的振动泵2的电磁阀上安装的延时上电继电器的t秒时间也正好到期，振动泵2开始继续对振动马达4进行驱动；从而在振动泵2开始工作前先通过蓄能器9将先前回收的能量对振动马达4进行驱动，实现了能源回收后的利用；

状态四：当振动轮由停振进入小振时，由于主系统回路的振动泵2的电磁阀上安装有延时上电继电器，因此振动泵2在延时上电继电器的延时时间t秒后才工作，在振动泵2工作之前，二位二通电磁阀一6-1和三位三通电磁阀5得电导通，从而使得蓄能器9、二位二通电磁阀一6-1、振动马达4、三位三通电磁阀5和液压油箱形成一个开式回路，此时蓄能器9积蓄的液压通过上述开式回路对在振动马达4的油口二B形成高压侧，从而开始驱动振动泵2进入小振状态；由于二位二通电磁阀一6-1和三位三通电磁阀5上的延时断电继电器的存在，t秒后二位二通电磁阀一6-1和三位三通电磁阀5失电使得副系统回路关闭，此时主系统回路的振动泵2的电磁阀上安装的延时上电继电器的t秒时间也正好到期，振动泵2开始继续对振动马达4进行驱动；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种压路机振动轮能量回收系统，所述能量回收系统包含有主系统回路；所述主系统回路包含有依次相连的发动机（1）、振动泵（2）和振动马达（4），所述振动马达（4）和激振器（3）相连，且振动泵（2）和振动马达（4）相连通的两个油口分别为油口一（A）和油口二（B）；

其特征在于：所述系统还包含有副系统回路，油口一（A）和油口二（B）分别连通至三位三通电磁阀（5）的两个油口，三位三通电磁阀（5）的另一油口经低压溢流阀（7）后连通至液压油箱，油口一（A）和油口二（B）分别经二位二通电磁阀二（6-2）和二位二通电磁阀一（6-1）后连通至蓄能器（9）。

2.如权利要求1所述一种压路机振动轮能量回收系统，其特征在于：所述蓄能器（9）的油口上串接有高压溢流阀（8）。

3.如权利要求1或2所述一种压路机振动轮能量回收系统，其特征在于：上述主系统回路的振动泵（2）的电磁阀上安装有延时上电继电器，上述副系统回路的二位二通电磁阀一（6-1）、二位二通电磁阀二（6-2）和三位三通电磁阀（5）的两个电磁阀上均安装有延时断电继电器。

4.一种压路机振动轮能量回收方法，其特征在于：所述方法包含有如权利要求3所述的一种压路机振动轮能量回收系统；

且定义激振器（3）正转为大振，此时油口一（A）为高压侧、油口二（B）为低压侧；

定义激振器（3）反转为小振，此时油口一（A）为低压侧、油口二（B）为高压侧；

主系统回路的振动泵（2）的电磁阀上安装的延时上电继电器的延迟上电时间为t；副系统回路的二位二通电磁阀一（6-1）、二位二通电磁阀二（6-2）和三位三通电磁阀（5）的两个电磁阀上安装的四个延时断电继电器的延迟断电时间也为t；

状态一：当振动轮由大振进入停振时，主系统回路停止工作，而由于惯性作用仍在高速旋转的激振器（3）带动振动马达（4）旋转，使得振动马达（4）形成一泵；此时，触发二位二通电磁阀一（6-1）导通，使得振动泵（2）的补油泵、振动马达（4）、二位二通电磁阀一（6-1）和蓄能器（9）形成一个开式的回路；上述构成泵作用的振动马达（4）将振动泵（2）的补油泵提供的油泵入蓄能器（9）中进行存储；

状态二：当振动轮由小振进入停振时，主系统回路停止工作，而由于惯性作用仍在高速旋转的激振器（3）带动振动马达（4）旋转，使得振动马达（4）形成一泵；此时，触发二位二通电磁阀二（6-2）导通，使得振动泵（2）的补油泵、振动马达（4）、二位二通电磁阀二（6-2）和蓄能器（9）形成一个开式的回路；上述构成泵作用的振动马达（4）将振动泵（2）的补油泵提供的油泵入蓄能器（9）中进行存储；

状态三：当振动轮由停振进入大振时，由于主系统回路的振动泵（2）的电磁阀上安装有延时上电继电器，因此振动泵（2）在延时上电继电器的延时时间t秒后才工作，在振动泵（2）工作之前，二位二通电磁阀二（6-2）和三位三通电磁阀（5）得电导通，从而使得蓄能器（9）、二位二通电磁阀二（6-2）、振动马达（4）、三位三通电磁阀（5）和液压油箱形成一个开式回路，此时蓄能器（9）积蓄的液压通过上述开式回路对在振动马达（4）的油口一A形成高压侧，从而开始驱动振动泵（2）进入大振状态；由于二位二通电磁阀二（6-2）和三位三通电磁阀（5）上的延时断电继电器的存在，t秒后二位二通电磁阀二（6-2）和三位三通电磁阀（5）失电使得副系统回路关闭，此时主系统回路的振动泵（2）的电磁阀上安装的延时上电继电器的t秒时间也正好到期，振动泵（2）开始继续对振动马达（4）进行驱动；从而在振动泵（2）开始工作前先通过蓄能器（9）将先前回收的能量对振动马达（4）进行驱动；

状态四：当振动轮由停振进入小振时，由于主系统回路的振动泵（2）的电磁阀上安装有延时上电继电器，因此振动泵（2）在延时上电继电器的延时时间t秒后才工作，在振动泵（2）工作之前，二位二通电磁阀一（6-1）和三位三通电磁阀（5）得电导通，从而使得蓄能器（9）、二位二通电磁阀一（6-1）、振动马达（4）、三位三通电磁阀（5）和液压油箱形成一个开式回路，此时蓄能器（9）积蓄的液压通过上述开式回路对在振动马达（4）的油口二（B）形成高压侧，从而开始驱动振动泵（2）进入小振状态；由于二位二通电磁阀一（6-1）和三位三通电磁阀（5）上的延时断电继电器的存在，t秒后二位二通电磁阀一（6-1）和三位三通电磁阀（5）失电使得副系统回路关闭，此时主系统回路的振动泵（2）的电磁阀上安装的延时上电继电器的t秒时间也正好到期，振动泵（2）开始继续对振动马达（4）进行驱动。

5.如权利要求4所述一种压路机振动轮能量回收方法，其特征在于：上述状态一和状态二中，蓄能器（9）上连接的高压溢流阀（8）对其进行高压保护，当副系统回路中的油压高于P时，该P选值时从小于振动泵（2）所带溢流阀的压力值中选取，由高压溢流阀（8）进行溢流保护。

6.如权利要求4所述一种压路机振动轮能量回收方法，其特征在于：t时间选择为3s，当t时间后激振器（3）若仍未停止时，通过振动泵（2）自带的溢流阀来进行溢流，从而在极短的时间内完成停振。