CN114855923B - 回转动能回收装置和挖掘机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及挖掘机，为解决挖掘机上部车身频发启动与停止消耗巨大的能量问题；提供一种回转动能回收装置和挖掘机，其中回转动能回收装置包括动能储块、液压马达、发电机、柱塞油缸，柱塞油缸的柱塞与动能储块连接，缸体固定安装，各柱塞油缸的油腔同时与油缸进油控制阀和油缸排油控制阀连接，两油缸进油控制阀的进油端经管路和三通接头与进油管连接，两油缸排油控制阀的出油端经管路和三通接头与液压马达的进油口连接。本发明中的回转动能回收装置，可安装于与回转设备上，在回转设备制动停止时动能储块利用其惯性推动油缸的柱塞，将其动能转换为液压能，在通过液压马达和发电机转化为电能，实现回转动能回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖掘机，更具体地说，涉及一种回转动能回收装置和挖掘机。
背景技术
常见挖掘机包括下部车身和上部车身，上部车身包括回转安装于下部车身上的回转平台以及安装于回转平台上的工作装置、动力系统、驾驶室和配重等。挖掘机作业时，其上部车身频繁地启动回转和制动停止。由于上部车身质量重大，挖掘机上部车身的频发启动与停止消耗巨大的能量。
为了降低挖掘机的能耗，通常对挖掘机的回转动能在制动停止过程中进行回收利用。现有技术中回收挖掘机的回转动能通常是利用回转马达，回转制动时回转马达起泵的作用，在上部车身的反拖作用下输出液压油，实现能量回收。
现有技术中利用回转马达回收回转动能时，液压回转马达带回转制动防摆动阀和过载溢流阀，对稳定性及过载保护性能优于电机；驱动系统与动能回收系统集成在一个系统内，对操作、性能匹配方面容易互相干扰。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对挖掘机上部车身频发启动与停止消耗巨大的能量问题，而提供一种回转动能回收装置和挖掘机，用于回收挖掘机的部分回转动能，降低能耗。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种回转动能回收装置，其特征在于包括动能储块、液压马达、由液压马达驱动的发电机、在所述动能储块的运动方向上的两端布置的柱塞油缸，柱塞油缸的柱塞与动能储块连接，缸体固定安装，各所述柱塞油缸的油腔同时与油缸进油控制阀和油缸排油控制阀连接，两油缸进油控制阀的进油端经管路和三通接头与进油管连接，两油缸排油控制阀的出油端经管路和三通接头与所述液压马达的进油口连接。本发明中的回转动能回收装置，可安装于与回转设备上，在回转设备制动停止时动能储块利用其惯性推动油缸的柱塞，将其动能转换为液压能，在通过液压马达和发电机转化为电能，实现回转动能回收。
上述回转动能回收装置中，所述油缸排油控制阀为单向阀或者为电磁阀。所述油缸进油控制阀为单向阀。
上述回转动能回收装置中，在所述动能储块的运动方向上的两端均安装有用于对动能储块缓冲与回中的缓冲回中弹簧。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种回转动能回收装置，其特征在于包括固定安装的缸体、动能储块、液压马达、由液压马达驱动的发电机；所述动能储块滑动设置于所述缸体内，与缸体内腔壁配合并将缸体内腔分隔成两个不相通的油缸油腔，各油缸油腔同时连接有油缸进油控制阀和油缸排油控制阀，两油缸进油控制阀的进油端经管路和三通接头与进油管连接，两油缸排油控制阀的出油端经管路和三通接头与所述液压马达的进油口连接。本发明中的回转动能回收装置，可安装于与回转设备上，在回转设备制动停止时动能储块利用其惯性推动油缸的柱塞，将其动能转换为液压能，在通过液压马达和发电机转化为电能，实现回转动能回收。
上述回转动能回收装置中，所述油缸排油控制阀为单向阀或者为电磁阀。所述油缸进油控制阀为单向阀。
上述回转动能回收装置中，在所述动能储块的运动方向上的两端均安装有用于对动能储块缓冲与回中的缓冲回中弹簧。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机，其包括下部车身和回转安装于下部车身上的上部车身，其特征在于还包括前述的回转动能回收装置，其中动能储块位于上部车身的尾部，动能储块的运动方向是其随上部车身作回转运动时的切线方向。在本发明中，动能储块作为挖掘机的配重使用，在挖掘机上部车身进行回转制动时，动能储块的动能被回收转换为动能，降低挖掘机的能耗。
本发明与现有技术相比，本发回转动能回收装置和具有该装置的挖掘机，在回转制动停止时可回收部分回转动能转化为电能，降低机器的能耗。
附图说明
图1是本发明回转动能回收装置的结构示意图。
图2是本发明回转动能回收装置的侧视图。
图3是本发明回转动能回收装置的立体示意图。
图4是本发明回转动能回收装置在挖掘机上应用示意图。
图5是本发明回转动能回收装置的另一种结构示意图。。
图中零部件名称及序号：
发电机1、液压马达2、三通接头3、管路4、油缸排油控制阀51、油缸进油控制阀52、缸体6、缓冲回中弹簧7、动能储块8、进油管9、回油管10、柱塞油缸11、回转动能回收装置100、上部车身200、下部车身300。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
实施例一。
如图1至图3所示，回转动能回收装置100包括动能储块8、液压马达2、由液压马达2驱动的发电机1。
如图1所示，动能储块8充当柱塞油缸的柱塞，设置在油缸的缸体6中，与缸体6内腔壁配合并将缸体内腔分隔成两个不相通的油缸油腔。在动能储块8的运动方向上的两端均安装有用于对动能储块缓冲与回中的缓冲回中弹簧7。
动能储块8两侧的油腔都连接有油缸进油控制阀52和油缸排油控制阀51，两侧的油缸进油控制阀52的进油端经管路4和三通接头3与进油管9连接，两侧的油缸排油控制阀51的出油端经管路4和三通接头3与液压马达2的进油口连接。
油缸进油控制阀52和油缸排油控制阀51均为单向阀，其中油缸进油控制阀52向与其连接的油缸方向单向导通，油缸排油控制阀51向液压马达2的进油口方向单向导通。
如图3图4所示，上述回转动能回收装置100应用与挖掘机上。挖掘机包括下部车身300和回转安装于下部车身上的上部车身200，回转动能回收装置100的动能储块和缸体位于上部车身的尾部，缸体6相对上部车身的车架固定安装，动能储块则相对上部车身的车架可在一定行程范围内运动，其运动方向是上部车身作回转运动时的切线方向。动能储块8安装在上部车身上，其同时还起到配重的作用。液压马达2的出油端经回油管10与液压油箱连接。进油管与液压油箱连通。
在本发明中，挖掘机在作回转动作过程中进行回转制动停止时，上部车身的车架因制动而停止，而动能储块8因惯性作用而挤压其转动前进方向上的油腔，该油腔内的油液在动能储块8的惯性挤压下经油缸排油控制阀51流向液压马达2使其转动，液压马达2带动发电机1发电，从而将动能储块的动能转换为电能，实现部分回转能量的回收。回转制动时油箱内的油液经进油管和油缸进油控制阀进入到动能储块移动方向后侧的油腔内。
在本实施例中，油缸排油控制阀51可使用电磁阀替代，当挖掘机进行回转制动时，动能储块8移动方向前侧的柱塞油缸所连接的油缸排油控制阀51处于导通状态，而后方的油缸排油控制阀处于截止状态。另外在上部车身回转启动时，两油缸排油控制阀51均处于截止状态，油缸油腔中的油液不能排出，回转启动时动能储块与上部车身的车架无相对移动。
缓冲回中弹簧7起到缓冲与回中的作用，缓冲回中弹簧7避免在动能储块其行程终端发生激烈刚性冲击，同时在上部车身处于静止状态时，缓冲回中弹簧推动动能储块回中。
实施例二。
与实施例一相比，本实施例中的回转动能回收装置的不同点在于柱塞油缸和动能储块。如图5所示，在本实施中，两个独立的柱塞油缸11分别布置在动能储块8的运动方向上的两端，各柱塞油缸的柱塞各自与动能储块连接。在挖掘机上，柱塞油缸的缸体相对上部车架固定安装，回中制动时，动能储块推动其回转前方侧的柱塞油缸的活塞移动。本实施例中回收动能储块的动能与实施例一相同。
Claims (9)
1.一种回转动能回收装置，其特征在于包括动能储块、液压马达、由液压马达驱动的发电机、在所述动能储块的运动方向上的两端布置的柱塞油缸，柱塞油缸的柱塞与动能储块连接，缸体固定安装，各所述柱塞油缸的油腔同时与油缸进油控制阀和油缸排油控制阀连接，两油缸进油控制阀的进油端经管路和三通接头与进油管连接，两油缸排油控制阀的出油端经管路和三通接头与所述液压马达的进油口连接。
2.根据权利要求1所述的回转动能回收装置，其特征在于所述油缸排油控制阀为单向阀或者为电磁阀。
3.根据权利要求1所述的回转动能回收装置，其特征在于所述油缸进油控制阀为单向阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的回转动能回收装置，其特征在于在所述动能储块的运动方向上的两端均安装有用于对动能储块缓冲与回中的缓冲回中弹簧。
5.一种回转动能回收装置，其特征在于包括固定安装的缸体、动能储块、液压马达、由液压马达驱动的发电机，所述动能储块滑动设置于所述缸体内，与缸体内腔壁配合并将缸体内腔分隔成两个不相通的油缸油腔，各油缸油腔同时连接有油缸进油控制阀和油缸排油控制阀，两油缸进油控制阀的进油端经管路和三通接头与进油管连接，两油缸排油控制阀的出油端经管路和三通接头与所述液压马达的进油口连接。
6.根据权利要求5所述的回转动能回收装置，其特征在于所述油缸排油控制阀为单向阀或者为电磁阀。
7.根据权利要求6所述的回转动能回收装置，其特征在于所述油缸进油控制阀为单向阀。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的回转动能回收装置，其特征在于在所述动能储块的运动方向上的两端均安装有用于对动能储块缓冲与回中的缓冲回中弹簧。
9.一种挖掘机，其包括下部车身和回转安装于下部车身上的上部车身，其特征在于还包括权利要求1-8中任一项所述的回转动能回收装置，其中动能储块位于上部车身的尾部，缸体相对上部车身的车架固定安装，动能储块的运动方向是其随上部车身作回转运动时的切线方向。
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