CN107676325B - 能量回收阀组及液压挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能量回收阀组及液压挖掘机，其中能量回收阀组包括开关组件、补偿阀(3)和主换向阀(5)，开关组件与待回收油路的出油口连通，补偿阀(3)连接在开关组件与主换向阀(5)之间，开关组件用于控制能量回收阀组的开启或关闭，补偿阀(3)用于保持主换向阀(5)的前后压差恒定，主换向阀(5)能够与接收油路的进油口连通，以将待回收油路的液压油回收至接收油路。本发明通过开关组件、补偿阀和主换向阀可以将待回收油路的液压油回收至接收油路以及与接收油路连接的执行元件中，实现能量回收，避免能量浪费；补偿阀可以保证主换向阀前后压差的恒定，使流过主换向阀的流量稳定，从而保证供油元件的动作平稳性。

Description

能量回收阀组及液压挖掘机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种能量回收阀组及液压挖掘机。

背景技术

液压挖掘机是一种广泛应用的工程机械，其工作装置的质量约占整机总质量的1/4，在挖掘作业过程中，由于几乎在每一个作业循环中工作装置都要经历一次举升和下降，因此系统大部分能量都消耗在动臂和斗杆上，两者所消耗能量之和超过液压泵总输出能量的50％。普通的液压挖掘机对动臂下降势能并没有进行回收利用，使动臂下降势能在节流口以热能形式损耗掉，此损耗的能量会导致系统油温升高，引发气穴等现象。此外，液压挖掘机的工作循环周期短，频率高，使得可回收利用的动臂下降势能相当可观，因此，亟需开发一种用于液压挖掘机的能量回收阀。

目前，国内外一些知名工程机械企业已在挖掘机液压系统能量回收方面做了相关研究，有一种用于液压挖掘机的节能液压阀，通过加大档位槽宽度及阀芯直径，可增大油液过流面积，减小流道压力损失，实现节能的目的，但是该节能液压阀只是在原有主阀的基础上进行一般性的优化，无实质性的创新，且动臂下降时的大量势能没有得到回收利用，以致大量动臂下降势能白白浪费掉；还一种具有能量回收和转换的挖掘机油液混合动力控制系统，在回转卸载时，在动臂下降过程中直接将无杆腔中的流量通过二位二通阀接入斗杆油缸，实现能量直接转换，从而降低主泵的输出流量，起到节能的作用，但是这种方式无法解决二位二通切换时所带来的压力冲击和流量不稳定的问题，以致影响整车复合动作的协调性和操控性。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种能量回收阀组及液压挖掘机，以实现能量回收功能，并且尽可能地保证系统操作的平稳性。

为实现上述目的，本发明提供了一种能量回收阀组，包括开关组件、补偿阀和主换向阀，开关组件与待回收油路的出油口连通，补偿阀连接在开关组件与主换向阀之间，开关组件用于控制能量回收阀组的开启或关闭，补偿阀用于保持主换向阀的前后压差恒定，主换向阀能够与接收油路的进油口连通，以将待回收油路的液压油回收至接收油路。

进一步地，开关组件包括保持阀和先导阀，先导阀包括第一工作位和第二工作位，先导阀处于第一工作位时，保持阀用于阻断待回收油路的出油口与补偿阀的连通；先导阀处于第二工作位时，保持阀用于使待回收油路的出油口与补偿阀能够连通。

进一步地，保持阀包括插装阀，先导阀包括换向阀，换向阀处于第一工作位时，插装阀的非弹簧腔的液压油通过换向阀进入插装阀的弹簧腔内，以使插装阀处于关闭状态；换向阀处于第二工作位时，插装阀的弹簧腔与第一回油口连通，插装阀处于打开状态。

进一步地，主换向阀的控制端与先导阀的控制端连通，以使主换向阀和先导阀的换位保持同步。

进一步地，主换向阀的控制端和先导阀的控制端均连通与待回收油路连接的执行元件的先导压力信号。

进一步地，主换向阀包括第一工作位和第二工作位，主换向阀处于第一工作位时，主换向阀用于阻断补偿阀与接收油路的进油口的连通，并使补偿阀的弹簧腔内的液压油通过主换向阀流向第二回油口；主换向阀处于第二工作位时，主换向阀用于使从补偿阀流出的一部分液压油通过主换向阀流向接收油路的进油口，并使从补偿阀流出的另一部分液压油通过主换向阀流向补偿阀的弹簧腔。

进一步地，主换向阀包括二位四通换向阀，主换向阀的第一油口、第二油口和第三油口均位于主换向阀的进油侧，主换向阀的第四油口位于主换向阀的出油侧，主换向阀处于第一工作位时，第一油口和第四油口被截断，第二油口和第三油口连通；主换向阀处于第二工作位时，第一油口、第二油口和第四油口相互连通，第三油口被截断。

进一步地，主换向阀的第二油口与补偿阀的弹簧腔之间的连接油路上设有节流元件。

进一步地，主换向阀处于第一工作位时，第二油口与第三油口之间的连接油路上设有节流元件；和/或，主换向阀处于第二工作位时，第一油口、第二油口和第四油口的连接油路上均设有节流元件。

进一步地，主换向阀的弹簧腔与第三回油口连通。

进一步地，主换向阀的阀杆行程包括微调区、比例区和高速区，微调区的过流面积比比例区的过流面积小，比例区的过流面积比高速区的过流面积小。

进一步地，补偿阀的阀杆行程包括微调区和全周开区，微调区的过流面积比全周开区的过流面积小，且微调区的长度比全周开区的长度小。

为实现上述目的，本发明还提供了一种液压挖掘机，包括上述的能量回收阀组。

进一步地，液压挖掘机还包括动臂和动臂油缸，动臂油缸用于驱动动臂起升或下降，能量回收阀组中的待回收油路的进油口与动臂油缸的无杆腔连通，以在动臂下降时使动臂油缸的无杆腔的液压油能够通过能量回收阀组进行回收。

进一步地，能量回收阀组中的接收油路的出油口与蓄能器或者动臂油缸的有杆腔连通，以使通过能量回收阀组所回收的液压油储存在蓄能器中或者再生到动臂油缸的有杆腔中。

进一步地，能量回收阀组中的主换向阀的控制端和先导阀的控制端均与动臂的下降先导信号连通。

基于上述技术方案，本发明通过设置开关组件、补偿阀和主换向阀，在待回收油路产生可回收能量时可以通过开关组件启动能量回收阀组，并通过主换向阀的换向，实现主换向阀与接收油路的进油口之间的连通关系的切换，在主换向阀与接收油路的进油口连通时，可以将待回收油路的液压油回收至接收油路以及与接收油路连接的执行元件中，实现能量的有效回收，避免能量的浪费；另外，补偿阀的设置，可以保证主换向阀前后压差的恒定，使主换向阀的流量稳定，从而保证与待回收油路连接的供油元件的动作平稳性，提高整个系统的可操作性和稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明能量回收阀组一个实施例的液压原理图。

图2为本发明能量回收阀组一个实施例中部分零件的内部结构示意图。

图3为本发明液压挖掘机一个实施例的结构示意图。

图4为将本发明能量回收阀组的一个实施例应用于液压挖掘机上的控制原理图。

图中：

1、保持阀；2、先导阀；3、补偿阀；4、阻尼；5、主换向阀；6、堵头；7、端盖；

31、微调区；32、全周开区；51、双U型槽；

11、底盘；12、驾驶室；13、动臂；14、动臂油缸；15、提升臂；16、提升臂油缸；17、斗杆；18、斗杆油缸；19、铲斗。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，在本发明所提供的能量回收阀组的一个示意性实施例中，能量回收阀组包括开关组件、补偿阀3和主换向阀5，开关组件与待回收油路的出油口连通，补偿阀3连接在开关组件与主换向阀5之间，开关组件用于控制能量回收阀组的开启或关闭，补偿阀3用于保持主换向阀5的前后压差恒定，主换向阀5能够与接收油路的进油口连通，以将待回收油路的液压油回收至接收油路。

通过设置开关组件、补偿阀3和主换向阀5，在待回收油路产生可回收能量时可以通过开关组件启动能量回收阀组，并通过主换向阀5的换向，实现主换向阀5与接收油路的进油口之间的连通关系的切换，在主换向阀5与接收油路的进油口连通时，可以将待回收油路的液压油回收至接收油路以及与接收油路连接的执行元件中，实现能量的有效回收，避免能量的浪费；另外，补偿阀3的设置，可以保证主换向阀前后压差的恒定，使主换向阀的流量稳定，从而保证与待回收油路连接的供油元件的动作平稳性，提高整个系统的可操作性和稳定性。

具体来说，开关组件可以包括保持阀1和先导阀2，先导阀2包括第一工作位和第二工作位，先导阀2处于第一工作位时，保持阀1用于阻断待回收油路的出油口与补偿阀3的连通；先导阀2处于第二工作位时，保持阀1用于使待回收油路的出油口与补偿阀3能够连通。

通过保持阀1和先导阀2的配合使用，可以选择性地打开或关闭能量回收阀组，在能量回收阀组打开时，待回收油路上的可回收能量可以通过能量回收阀组进行回收；在能量回收阀组关闭时，待回收油路上的可回收能量不被回收，并且通过保持阀1可以安全有效地将待回收油路的油压保持在预设的位置，防止油压太大而引起能量回收阀组的意外打开。

可选地，保持阀1包括插装阀，先导阀2包括换向阀，换向阀处于第一工作位时，插装阀的非弹簧腔的液压油通过换向阀进入插装阀的弹簧腔内，以使插装阀处于关闭状态；换向阀处于第二工作位时，插装阀的弹簧腔与第一回油口T1连通，插装阀处于打开状态。通过采用插装阀和换向阀，可以较好地实现开关组件的开关功能和保持功能。

先导阀2可以选用二位三通换向阀，先导阀2包括第一油口、第二油口和第三油口，先导阀2的第一油口和第二油口设置在同一侧，先导阀2的第三油口设置在另一侧。先导阀2处于第一工作位时，先导阀2的第一油口与第三油口连通，第二油口被截断，保持阀1的第一出油口与先导阀2的第一油口连通，并通过先导阀2的第三油口与保持阀1的弹簧腔连通，先导阀2的第二油口与第一回油口T1连通；先导阀2处于第二工作位时，先导阀2的第二油口与第三油口连通，第一油口被截断，保持阀1的弹簧腔与先导阀2的第三油口连通，并通过先导阀2的第二油口与第一回油口T1连通，保持阀1的第一出油口与先导阀2的第一油口连通。

保持阀1的进油口与待回收油路的出油口连通，保持阀1的第二出油口与补偿阀3连通，先导阀2处于第一工作位时，通过保持阀1的进油口进入保持阀1的非弹簧腔的液压油通过第一出油口和先导阀2进入保持阀1的弹簧腔，由于保持阀1的弹簧腔的作用面积大于非弹簧腔的作用面积，因此可以使保持阀1处于关闭状态，保持阀1的第二出油口关闭；先导阀2处于第二工作位时，保持阀1的弹簧腔的液压油通过先导阀2流回第一回油口T1，保持阀1的非弹簧腔液压油压力克服弹簧力，使保持阀1打开，待回收油路的液压油可以通过保持阀1的第二出油口流向补偿阀3。

可选地，主换向阀5的控制端与先导阀2的控制端连通，以使主换向阀5和先导阀2的换位保持同步。这样设置可以使主换向阀5和先导阀2的动作保持一致，保证系统操作的一致性。

进一步地，主换向阀5的控制端和先导阀2的控制端均连通与待回收油路连接的执行元件的先导压力信号。这样设置可以在与待回收油路连接的执行元件出现产生可回收能量的信号时，及时地将先导压力信号传递至主换向阀5的控制端和先导阀2的控制端，使主换向阀5和先导阀2切换至连通工作位，使能量回收阀组及时启动，对可回收能量进行回收。

具体地，主换向阀5包括第一工作位和第二工作位，主换向阀5处于第一工作位时，主换向阀5用于阻断补偿阀3与接收油路的进油口的连通，并使补偿阀3的弹簧腔内的液压油通过主换向阀5流向第二回油口T2；主换向阀5处于第二工作位时，主换向阀5用于使从补偿阀3流出的一部分液压油通过主换向阀5流向接收油路的进油口，并使从补偿阀3流出的另一部分液压油通过主换向阀5流向补偿阀3的弹簧腔。

进一步地，主换向阀5包括二位四通换向阀，主换向阀5的第一油口、第二油口和第三油口均位于主换向阀5的进油侧，主换向阀5的第四油口位于主换向阀5的出油侧，主换向阀5处于第一工作位时，第一油口和第四油口被截断，第二油口和第三油口连通；主换向阀5处于第二工作位时，第一油口、第二油口和第四油口相互连通，第三油口被截断。

当主换向阀5处于第一工作位时，第一油口和第四油口被截断，从补偿阀3流出的液压油无法通过主换向阀5流向接收油路，补偿阀3的弹簧腔内的液压油可以通过主换向阀5的第二油口与第三油口的连通通路流向第二回油口T2；当主换向阀5处于第二工作位时，从补偿阀3流出的一部分液压油可以通过主换向阀5的第一油口和第四油口流向接收油路的进油口，通过主换向阀5的第一油口的液压油还可以通过第二油口流向补偿阀3的弹簧腔，补偿阀3在这部分油液所形成的负载反馈压力、弹簧作用力和非弹簧腔的压力作用下，使补偿阀3的压力油产生以固定压差，从而保证经过补偿阀3和主换向阀5的流量的稳定性，提高执行元件动作的平稳性。

可选地，主换向阀5的第二油口与补偿阀3的弹簧腔之间的连接油路上设有节流元件。如图1所示，主换向阀5的第二油口与补偿阀3之间设有阻尼4，通过设置阻尼4，可以有效削减主换向阀5的第二油口流向补偿阀3的弹簧腔的负载反馈压力的峰值，避免液压系统内部的压力冲击。当然，节流元件并不限于阻尼，也可以采用其他形式的节流元件，这里不再详述。

可选地，主换向阀5处于第一工作位时，第二油口与第三油口之间的连接油路上设有节流元件；和/或，主换向阀5处于第二工作位时，第一油口、第二油口和第四油口的连接油路上均设有节流元件。这些节流元件的设置可以进一步使执行元件的动作更加平稳，防止液压冲击。

可选地，主换向阀5的弹簧腔与第三回油口T3连通。这样在主换向阀5的弹簧腔内的液压油就可以通过第三回油口T3进行泄压，防止油液困在弹簧腔内。

对于主换向阀5的具体结构来说，主换向阀5的阀杆行程可以包括微调区、比例区和高速区，微调区的过流面积比比例区的过流面积小，比例区的过流面积比高速区的过流面积小。

具体地，如图2所示，主换向阀5的阀杆上设有双U型槽51，形成微调区、比例区和高速区。在微调区，约占阀杆全行程的30％，阀杆的过流面积较小，主换向阀5移动相同距离后流量较小，提高对执行元件微动作的可操控性；在比例区，约占阀杆全行程的20％，阀杆的过流面积相对较大，主换向阀5移动相同距离后流量有所增加，且移动距离与流量基本成正比，逐渐提高执行元件动作的灵敏性；在高速区，约占阀杆全行程的50％，阀杆的过流面积最大，主换向阀5移动相同距离后流量显著增加，提高执行元件的动作速度，进一步提升整机作业效率。通过设置微调区、比例区和高速区，可以有效保证执行元件动作的协调性和微操控性。

对于补偿阀3的具体结构来说，补偿阀3的阀杆行程包括微调区31和全周开区32，微调区31的过流面积比全周开区32的过流面积小，且微调区31的长度比全周开区32的长度小。

具体地，补偿阀3的阀杆上设有多种规格的U型槽，形成微调区31和全周开区32，使得补偿阀3具有流量快速自适应和足够通流能力。

基于上述各个实施例中的能量回收阀组，本发明还提供了一种液压挖掘机，包括上述的能量回收阀组。

进一步地，如图3所示，液压挖掘机还包括动臂13和动臂油缸14，动臂油缸14用于驱动动臂13起升或下降，能量回收阀组中的待回收油路的进油口与动臂油缸14的无杆腔连通，以在动臂13下降时使动臂油缸14的无杆腔的液压油能够通过能量回收阀组进行回收。这样就可以将动臂13下降时产生的能量进行回收，减少浪费。

可选地，能量回收阀组中的接收油路的出油口与蓄能器或者动臂油缸14的有杆腔连通，以使通过能量回收阀组所回收的液压油储存在蓄能器中或者再生到动臂油缸14的有杆腔中。回收后的液压油可以储存起来，供给液压泵或其他执行元件；也可以输送至动臂油缸14的有杆腔，使能量再生，实现能量的重复利用，节约能源。

可选地，能量回收阀组中的主换向阀5的控制端和先导阀2的控制端均与动臂13的下降先导信号连通。这样在动臂13开始下降时就可以通过先导信号使主换向阀5和先导阀2换向，使能量回收阀开启，实现能量的回收和利用。

上述各个实施例中能量回收阀组所具有的积极技术效果同样适用于液压挖掘机，这里不再赘述。

下面结合图1～4对本发明能量回收阀组及液压挖掘机的一个实施例的液压原理和工作过程进行说明：

如图1所示，能量回收阀组包括首联和工作联，其中保持阀1和先导阀2安装于首联，补偿阀3、阻尼4和主换向阀5安装于工作联。如图2所示，工作联的端部设有堵头6和端盖7，补偿阀3的节流槽采用多种规格U型槽组合，使补偿阀3的阀杆具有3mm的微调区31及6mm的全周开区32，使得补偿阀3能够快速实现流量自适应；主换向阀5设有双U型槽51，采用多种形式的U+U型组合槽，使得节流槽面积曲线具有微调区、比例区及高速区三段特性区间，将阀杆行程分为三部分，前部分为微调区间占30％，中间部分为比例区间占20％，后部分为高速区间占50％，每段区间的特性可通过调整节流槽的过流面积来实现，有效保证了动臂13在下降过程中的协调性和微操控性。

如图3所示，液压挖掘机主要包括底盘11、驾驶室12、动臂13、动臂油缸14、提升臂15、提升臂油缸16、斗杆17、斗杆油缸18和铲斗19。能量回收阀组的工作口A与蓄能器或动臂油缸14的有杆腔相连接，可将多余的流量储存在蓄能器中，或者再生至动臂油缸14的有杆腔，实现能量循环再利用。

工作原理：压力油从P1油口进入首联阀体后，进入保持阀1的非弹簧腔，此时先导阀2处于第一工作位，保持阀1的非弹簧腔油液可通过先导阀2进入保持阀1的弹簧腔，由于保持阀1弹簧腔的作用面积大于非弹簧腔的作用面积，致使保持阀1处于关闭状态，从而使液压挖掘机的动臂13保持某一高度状态。当有动臂13下降的先导压力进入先导阀2的控制端K1口时，先导阀2切换到第二工作位，保持阀1的弹簧腔与第一回油口T1相通，保持阀1的非弹簧腔压力油克服弹簧阻力使保持阀1开启，则压力油可进入补偿阀3。由于补偿阀3的控制端K1口与主换向阀5的控制端K2口并联，动臂13下降的先导压力同时进入K2口，推动主换向阀5的阀芯，使主换向阀5切换到第二工作位，通过补偿阀3的压力油分成两部分，一部分进入补偿阀3的非弹簧腔，另一部分压力油通过主换向阀5的节流元件进入工作口A，工作口A可以与蓄能器或动臂油缸14的有杆腔连通，同时还有小股液压油通过主换向阀5的节流孔和阻尼4进入补偿阀3的弹簧腔，该股油液是工作口A反馈至补偿阀3弹簧腔的PLS压力(负载反馈压力)，补偿阀3在弹簧腔PLS压力、弹簧作用力F及非弹簧腔压力P的作用下，使通过补偿阀3的压力油产生一固定压差，从而能保证经过补偿阀3及主换向阀5的工作流量稳定，提高了动臂13下降过程的平稳性；同时，由于阻尼4的存在，可对负载反馈压力PLS进行削峰，有效减小了液压系统的压力冲击。

当动臂13的下降动作停止时，K1、K2口的先导压力油源被切断，先导阀2在弹簧作用力下切换到第一工作位，保持阀1处于关闭状态；主换向阀5在弹簧作用力下切换到第一工作位，主换向阀5弹簧腔的压力油可通过第三回油口T3泄油，避免主换向阀5的弹簧腔内困油。补偿阀3的弹簧腔的压力油可通过阻尼4、主换向阀5的节流孔从第二回油口T2泄油，避免补偿阀3的弹簧腔在非工作状态下困油。

如图4所示，在将能量回收阀组应用于液压挖掘机时，液压挖掘机的工作装置质量约占整机质量的1/4，在挖掘作业过程中，由于每一个作业循环都要举升和下降一次工作装置，当动臂13下降时，工作装置的重力势能会产生大量的能量转换。具体作业过程如下：

当操作手操纵先导手柄使动臂13开始下降动作时，先导手柄输出的先导压力作用于能量回收阀组的K1口和K2口，在先导油作用下，能量回收阀组的保持阀1开启、主换向阀5的阀芯向右移动，由于能量回收阀组的进油口P1与动臂油缸14的无杆腔相连接，在重力作用下，工作装置的重力势能转换为动臂油缸14的无杆腔油液的液压能，该股液压油可经过能量回收阀组的保持阀1、补偿阀3、主换向阀5可以进入到蓄能器中储存起来，也可以再生至动臂油缸14的有杆腔中。进入蓄能器的液压油，后续利用时可进入散热系统中用于整机油液循环散热；同时也可以用于驱动助动马达，从而辅助发动机驱动主泵，有效降低发动机负荷，实现整机的节能降耗。在对液压能的回收过程中，能量回收阀组的工作口A的压力不断增大，由于补偿阀3的存在，可保证主换向阀5前后压差稳定在10bar，从而实现通过主换向阀5的流量稳定，保证动臂13在下降过程中速度的平稳。主换向阀5在快速换向或工作口A的负载压力骤变时，会给补偿阀3带来较大的冲击，但由于在负载压力反馈油道上设置阻尼4，可对负载反馈压力PLS进行削峰，有效减小了在动臂13下降过程中液压系统内部带来的压力冲击。

通过对本发明能量回收阀组及液压挖掘机的多个实施例的说明，可以看到本发明能量回收阀组及液压挖掘机实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、通过能量回收阀组可在液压挖掘机的动臂下降过程中将重力势能转化为的液压能进行回收，并可将动臂势能回收释放应用于整机油液散热、发动机助动，有效降低发动机负荷，实现整机的节能降耗；回收能量还可直接再生至动臂小腔，有效提高能量利用率，节省发动机油耗；

2、补偿阀的设置可消除能量回收过程中负载增大带来的影响，稳定主换向阀前后的压差，实现通过主换向阀的流量稳定，保证动臂下降速度的平稳；

3、主换向阀采用多种形式的U+U型组合槽，使得节流槽面积曲线具有微调区、比例区及高速的三段特性区间，有效保证了动臂下降过程的微操控性、灵敏性和协调性；

4、保持阀和先导阀可使液压挖掘机的动臂保持在某一高度，提高系统安全性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (15)

1.一种能量回收阀组，其特征在于，包括开关组件、补偿阀(3)和主换向阀(5)，所述开关组件与待回收油路的出油口连通，所述补偿阀(3)连接在所述开关组件与所述主换向阀(5)之间，所述开关组件用于控制所述能量回收阀组的开启或关闭，所述补偿阀(3)用于保持所述主换向阀(5)的前后压差恒定，所述主换向阀(5)能够与接收油路的进油口连通，以将所述待回收油路的液压油回收至所述接收油路；所述主换向阀(5)包括第一工作位和第二工作位，所述主换向阀(5)处于第一工作位时，所述主换向阀(5)用于阻断所述补偿阀(3)与所述接收油路的进油口的连通，并使所述补偿阀(3)的弹簧腔内的液压油通过所述主换向阀(5)流向第二回油口；所述主换向阀(5)处于第二工作位时，所述主换向阀(5)用于使从所述补偿阀(3)流出的一部分液压油通过所述主换向阀(5)流向所述接收油路的进油口，并使从所述补偿阀(3)流出的另一部分液压油通过所述主换向阀(5)流向所述补偿阀(3)的弹簧腔。

2.根据权利要求1所述的能量回收阀组，其特征在于，所述开关组件包括保持阀(1)和先导阀(2)，所述先导阀(2)包括第一工作位和第二工作位，所述先导阀(2)处于第一工作位时，所述保持阀(1)用于阻断所述待回收油路的出油口与所述补偿阀(3)的连通；所述先导阀(2)处于第二工作位时，所述保持阀(1)用于使所述待回收油路的出油口与所述补偿阀(3)能够连通。

3.根据权利要求2所述的能量回收阀组，其特征在于，所述保持阀(1)包括插装阀，所述先导阀(2)包括换向阀，所述换向阀处于第一工作位时，所述插装阀的非弹簧腔的液压油通过所述换向阀进入所述插装阀的弹簧腔内，以使所述插装阀处于关闭状态；所述换向阀处于第二工作位时，所述插装阀的弹簧腔与第一回油口连通，所述插装阀处于打开状态。

4.根据权利要求2所述的能量回收阀组，其特征在于，所述主换向阀(5)的控制端与所述先导阀(2)的控制端连通，以使所述主换向阀(5)和所述先导阀(2)的换位保持同步。

5.根据权利要求4所述的能量回收阀组，其特征在于，所述主换向阀(5)的控制端和所述先导阀(2)的控制端均连通于所述待回收油路连接的执行元件的先导压力信号。

6.根据权利要求1所述的能量回收阀组，其特征在于，所述主换向阀(5)包括二位四通换向阀，所述主换向阀(5)的第一油口、第二油口和第三油口均位于所述主换向阀(5)的进油侧，所述主换向阀(5)的第四油口位于所述主换向阀(5)的出油侧，所述主换向阀(5)处于第一工作位时，所述第一油口和所述第四油口被截断，所述第二油口和所述第三油口连通；所述主换向阀(5)处于第二工作位时，所述第一油口、所述第二油口和所述第四油口相互连通，所述第三油口被截断。

7.根据权利要求6所述的能量回收阀组，其特征在于，所述主换向阀(5)的第二油口与所述补偿阀(3)的弹簧腔之间的连接油路上设有节流元件。

8.根据权利要求6所述的能量回收阀组，其特征在于，所述主换向阀(5)处于第一工作位时，所述第二油口与所述第三油口之间的连接油路上设有节流元件；和/或，所述主换向阀(5)处于第二工作位时，所述第一油口、所述第二油口和所述第四油口的连接油路上均设有节流元件。

9.根据权利要求1所述的能量回收阀组，其特征在于，所述主换向阀(5)的弹簧腔与第三回油口连通。

10.根据权利要求1所述的能量回收阀组，其特征在于，所述主换向阀(5)的阀杆行程包括微调区、比例区和高速区，所述微调区的过流面积比所述比例区的过流面积小，所述比例区的过流面积比所述高速区的过流面积小。

11.根据权利要求1所述的能量回收阀组，其特征在于，所述补偿阀(3)的阀杆行程包括微调区(31)和全周开区(32)，所述微调区(31)的过流面积比所述全周开区(32)的过流面积小，且所述微调区(31)的长度比所述全周开区(32)的长度小。

12.一种液压挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1～11任一项所述的能量回收阀组。

13.根据权利要求12所述的液压挖掘机，其特征在于，所述液压挖掘机还包括动臂(13)和动臂油缸(14)，所述动臂油缸(14)用于驱动所述动臂(13)起升或下降，所述能量回收阀组中的待回收油路的进油口与所述动臂油缸(14)的无杆腔连通，以在所述动臂(13)下降时使所述动臂油缸(14)的无杆腔的液压油能够通过所述能量回收阀组进行回收。

14.根据权利要求13所述的液压挖掘机，其特征在于，所述能量回收阀组中的接收油路的出油口与蓄能器或者所述动臂油缸(14)的有杆腔连通，以使通过所述能量回收阀组所回收的液压油储存在所述蓄能器中或者再生到所述动臂油缸(14)的有杆腔中。

15.根据权利要求13所述的液压挖掘机，其特征在于，所述能量回收阀组中的主换向阀(5)的控制端和先导阀(2)的控制端均与所述动臂(13)的下降先导信号连通。