CN210829914U - 一种能量回收驱动液压系统和工程机械车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能量回收驱动液压系统，包括泵马达、液压蓄能器、溢流阀、三位四通换向阀、油箱、液阻和节流阀；泵马达的第一油口和第二油口分别与三位四通换向阀的第一油口和第二油口相连接；三位四通换向阀的第三油口与液压蓄能器相连接；三位四通换向阀的第四油口与油箱相连接；液压蓄能器通过溢流阀与油箱相连接；泵马达的第一油口通过液阻与三位四通换向阀的第一油口相连接，节流阀的两油口分别与泵马达的第一油口和第二油口相连接；液阻的两控制油口分别与节流阀的两控制油口相连接。能够对泵马达的最大转速进行限制，使泵马达的转速保持在合理的范围内。本实用新型还公开了一种工程机械车辆，包括所述的能量回收驱动液压系统。

Description

一种能量回收驱动液压系统和工程机械车辆

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种能量回收驱动液压系统和工程机械车辆。

背景技术

工程机械车辆为汽车起重机、垃圾运输车、泵车、装载机等轮式行走类工程机械。传统装载机等工程机械车辆通常采用并联液压混合动力系统驱动，此并联式液压混合动力系统主要由柴油机、液力变矩器、变速箱、泵马达、液压蓄能器、动臂油缸、扭矩耦合器、翻斗油缸等构成，其中柴油机的动力有两部分流向：一部分通过液力变矩器和变速器驱动行驶机构，实现车辆行驶，另一部分通过泵马达驱动油缸，实现转向和装载工作。当车辆制动时，离合器断开，泵马达工作于“泵”工况，提供再生制动转矩，同时吸收制动能，并存储于液压蓄能器中；当车辆起动时，泵马达工作于“马达”工况，释放液压能为车辆提供辅助功率，实现余能的再次利用；当车辆铲掘时，泵马达工作于“马达”工况，提供辅助牵引功率，避免发动机掉转现象，使其工作于最佳燃油经济区。

现有车辆在实际工作中，由于驾驶员超速行驶，或者由于下长坡自由滑行，都会导致车辆行驶速度超速，进而导致泵马达的转速超过最大允许速度，导致泵马达的摩擦副润滑不足，出现干摩擦和表面损坏，降低了泵马达的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种能量回收驱动液压系统，能够对泵马达的最大转速进行限制，使泵马达的转速保持在合理的范围内，防止泵马达受损，有效提高泵马达的使用寿命。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种能量回收驱动液压系统，包括泵马达、液压蓄能器、溢流阀、三位四通换向阀、油箱、液阻和节流阀；所述泵马达的第一油口和第二油口分别与所述三位四通换向阀的第一油口和第二油口相连接；所述三位四通换向阀的第三油口与所述液压蓄能器相连接；所述三位四通换向阀的第四油口与所述油箱相连接；所述液压蓄能器通过所述溢流阀与所述油箱相连接；所述泵马达的第一油口通过所述液阻与所述三位四通换向阀的第一油口相连接，所述节流阀的两油口分别与所述泵马达的第一油口和第二油口相连接；所述液阻的两控制油口分别与所述节流阀的两控制油口相连接。

本实用新型还提供了一种工程机械车辆，包括所述的能量回收驱动液压系统。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型车辆制动时，液压能存储于液压蓄能器中，实现车辆能量回收利用；当车辆前进启动和后退启动时，液压蓄能器释放液压能为车辆提供辅助功率，实现辅助驱动功能，实现余能再次利用，节能减耗。

2、本实用新型能够对泵马达的最大转速进行限制，使泵马达的转速保持在合理的范围内，防止泵马达受损，有效提高泵马达的使用寿命。

、本实用新型原理简单，操作方便，制造成本低，经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的原理图。

上述附图标记：

1泵马达，2液阻，3节流阀，4三位四通换向阀，5油箱，6液压蓄能器，7溢流阀。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施方式提供的一种能量回收驱动液压系统，包括泵马达1、液压蓄能器6、溢流阀7、三位四通换向阀4、油箱5、液阻3和节流阀2；所述泵马达1的第一油口和第二油口分别与所述三位四通换向阀4的第一油口和第二油口相连接；所述三位四通换向阀4的第三油口与所述液压蓄能器6相连接；所述三位四通换向阀4的第四油口与所述油箱5相连接；所述液压蓄能器6通过所述溢流阀7与所述油箱5相连接；所述泵马达1的第一油口通过所述液阻3与所述三位四通换向阀4的第一油口相连接，所述节流阀2的两油口分别与所述泵马达1的第一油口和第二油口相连接；所述液阻3的两控制油口分别与所述节流阀2的两控制油口相连接。

本实施方式中，三位四通换向阀4具有三个工作位，当三位四通换向阀4处于中位时，泵马达1的两油口与液压蓄能器6和油箱5均不通；当三位四通换向阀4处于上位时，泵马达1的第一油口通过三位四通换向阀4与所述液压蓄能器6连通，泵马达1的第二油口通过三位四通换向阀4与油箱5连通；当三位四通换向阀4处于下位时，泵马达1的第二油口通过三位四通换向阀4与液压蓄能器6连通，泵马达1的第一油口通过三位四通换向阀4与油箱5连通。

本实施方式工作原理如下：

一、当车辆匀速前进行驶时，三位四通换向阀4处于中位，此时三位四通换向阀4关闭泵马达1两油口，泵马达1不工作。

二、当车辆在匀速前进状态下开始制动时，三位四通换向阀4的工作位从中位过渡到上位，此时泵马达1在车辆惯性的驱动下开始工作，泵马达1的第一油口排出的液压油通过三位四通换向阀4进入液压蓄能器6，泵马达1的第二油口通过三位四通换向阀4从油箱5中吸油；当液压蓄能器6中的压力达到溢流阀7设定的开启压力时，溢流阀7打开，溢流阀7溢流，限制液压蓄能器6中的压力继续上升，此过程实现车辆前进时制动能量回收，节能环保。

三、当车辆制动停止时，三位四通换向阀4的工作位从上位恢复到中位，泵马达1两端油口均被三位四通换向阀4关闭，泵马达1停止工作，液压蓄能器6中没有液压油进出，此时，液压蓄能器6处于充液状态，其能量来自于车辆前进行驶的动能。

四、当车辆从静止状态开始后退启动时，三位四通换向阀4的工作位从中位过渡到上位，液压蓄能器6中的液压油通过三位四通换向阀4进入泵马达1的第一油口，驱动泵马达1工作，泵马达1驱动车轮转动，泵马达1第二油口排出的液压油通过三位四通换向阀4回到油箱5，此过程实现车辆后退启动时的辅助驱动。

五、当车辆后退行驶达到一定速度时，液压蓄能器6中的液压油释放完毕，此时三位四通换向阀4的工作位从上位恢复到中位，泵马达1停止工作。

六、当车辆在匀速后退状态开始制动时，三位四通换向阀4的工作位从中位过渡到下位，此时泵马达1在三位四通换向阀4惯性的驱动下开始工作，泵马达1第二油口排出的液压油通过三位四通换向阀4进入液压蓄能器6，泵马达1的第一油口通过三位四通换向阀4从油箱5中吸油；当液压蓄能器6中的压力达到溢流阀7设定的开启压力时，溢流阀7打开，限制液压蓄能器6中的压力继续上升，此过程实现车辆后退时制动能量回收，节能环保。

七、当车辆制动停止时，三位四通换向阀4的工作位从下位恢复到中位，车辆两端油口均被三位四通换向阀4关闭，此时泵马达1停止工作，液压蓄能器6中没有液压油进出，此时液压蓄能器6处于充液状态，其能量来自于车辆后退行驶的动能。

八、当车辆从静止状态开始前进启动时，三位四通换向阀4的工作位从中位过渡到下位，液压蓄能器6中的液压油通过三位四通换向阀4进入泵马达1的第二油口，驱动泵马达1工作，泵马达1驱动车轮转动，泵马达1第一油口排出的液压油通过三位四通换向阀4回到油箱，此过程实现车辆前进启动时的辅助驱动。

九、当车辆前进行驶达到一定速度时，液压蓄能器6中的液压油释放完毕，此时三位四通换向阀4的工作位从下位恢复到中位，泵马达1停止工作。

以上为本实施方式液压系统正常工作时的一个完整工作循环过程，本实施方式中车辆制动时，泵马达1工作于“泵”工况，液压能存储于液压蓄能器6中，实现车辆能量回收利用；当车辆前进启动和后退启动时，泵马达1工作于“马达”工况，液压蓄能器6释放液压能为车辆提供辅助功率，实现辅助驱动功能，实现余能再次利用，节能减耗。本实施方式液压系统原理简单，操作方便，制造成本低，经济实用。

本实施方式中，当泵马达1的转速超过最大允许速度，此时泵马达1的流量也随转速升高并超过允许值；

Q=V×D；

其中，Q为泵马达1的输出流量；V为泵马达1的速度；D为泵马达1的排量。

该流量Q在流经液阻时，在液阻3的两端产生一个压差ΔP；

Q=K×A×

其中，K为常数，A为液阻3的通流面积。

泵马达1的转速过大时，会导致流量Q超过最大值，进而导致液阻3两端的压差ΔP持续升高。

液阻3产生的压差ΔP作用于节流阀2，当压差ΔP超过节流阀2的弹簧压力时，节流阀2开始逐渐关闭，进而降低流量Q，从而保持Q不超过最大允许流量。

本实施方式液压系统能够对泵马达1的最大转速进行限制，使泵马达1的转速保持在合理的范围内，防止泵马达1受损，有效提高泵马达1的使用寿命。

实施例二

本实施方式提供的一种工程机械车辆，包括实施例一所述的能量回收驱动液压系统。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种能量回收驱动液压系统，其特征在于，包括泵马达、液压蓄能器、溢流阀、三位四通换向阀、油箱、液阻和节流阀；所述泵马达的第一油口和第二油口分别与所述三位四通换向阀的第一油口和第二油口相连接；所述三位四通换向阀的第三油口与所述液压蓄能器相连接；所述三位四通换向阀的第四油口与所述油箱相连接；所述液压蓄能器通过所述溢流阀与所述油箱相连接；所述泵马达的第一油口通过所述液阻与所述三位四通换向阀的第一油口相连接，所述节流阀的两油口分别与所述泵马达的第一油口和第二油口相连接；所述液阻的两控制油口分别与所述节流阀的两控制油口相连接。

2.一种工程机械车辆，其特征在于，包括权利要求1所述的能量回收驱动液压系统。

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