CN211922768U - 挖掘机动臂势能再利用液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种挖掘机动臂势能再利用液压系统，其属于工程机械技术领域。它解决了现有技术中传统挖掘机液压系统存在的动臂下降时的能量利用率低的缺陷。其主体结构包括工作泵、先导泵、动臂油缸和主控阀，所述主控阀分别与工作泵和动臂油缸连接，所述动臂油缸大腔油路处的a点与主控阀进油口处的b点之间设有背压阀和通断阀，所述背压阀的进油口和出油口分别与通断阀的出油口和主控阀的进油口处b点连接，通断阀的进油口与动臂油缸大腔油路连接，所述通断阀与动臂油缸之间还设有压力传感器A；所述先导泵与通断阀信号端之间设有比例电磁阀。本实用新型主要用于挖掘机液压系统中。

Description

挖掘机动臂势能再利用液压系统

技术领域：

本实用新型属于工程机械技术领域，具体地说，尤其涉及一种挖掘机动臂势能再利用液压系统。

背景技术：

随着经济的发展，社会的进步，能源节约已经成为必然和社会共识。挖掘机是最常见的工程机械种类之一，其国内保有量也一直再不断增加，政策、市场、客户都对挖掘机的油耗提出了越来越严的要求，挖掘机整机厂也在不断地去降低挖掘机的油耗。

图3是现有的挖掘机液压系统普遍的液压原理简图，系统有两个工作油泵P1和P2，分别向主控阀的左阀体与右阀体供油，以及一个先导泵P3，用以提供先导压力油。左阀体上安装有左行走阀杆、回转阀杆、斗杆一阀杆，分别控制左行走、回转、斗杆；右阀体上安装有右行走阀杆、动臂阀杆、铲斗阀杆，分别控制右行走、动臂、铲斗。

动臂在下降时，动臂油缸大腔的压力油经主控阀回油，动臂油缸大腔内的油液压力较大，目前的主控阀对这部分油液势能的利用率并不高，即使想优化主控阀，但目前国内大部分主机厂是没有能力研发主控阀的，因此这部分能量一直不能有效利用；如果将这部分能量回收利用，势必会使整机的油耗大幅降低，同时效率大幅提升。

受制于主控阀的研发，在动臂下降时，动臂势能大部分在主控阀内部的节流孔处损失殆尽，造成能量浪费，即使利用主控阀，实现动臂油缸大腔的压力油向小腔再生，小腔也只能利用很少一部分的能量，能量再利用率不够高，在不改变主控阀的前提下，优化设计液压系统，在动臂下降时，重复利用动臂大腔势能，不仅可以使系统油耗降低，而且可以使系统作业效率提升。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种挖掘机动臂势能再利用液压系统，其使得动臂下降时，动臂大腔的势能得以重复利用，能量损失较大幅度减小，提高了回转及斗杆的动作速度，实现了节能、提高整机效率的目的。

为了实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一种挖掘机动臂势能再利用液压系统，包括工作泵、先导泵、动臂油缸和主控阀，所述主控阀分别与工作泵和动臂油缸连接，所述动臂油缸大腔油路处的a点与主控阀进油口处的b点之间设有背压阀和通断阀，所述背压阀的进油口和出油口分别与通断阀的出油口和主控阀的进油口处b点连接，通断阀的进油口与动臂油缸大腔油路连接，所述通断阀与动臂油缸之间还设有压力传感器A；所述先导泵与通断阀信号端之间设有比例电磁阀。

优选地，所述挖掘机动臂势能再利用液压系统还包括斗杆油缸和回转马达，所述斗杆油缸与主控阀的斗杆一阀杆连接，回转马达与主控阀的回转阀杆连接，斗杆油缸的大腔油路和小腔油路处各设有一处压力传感器C和压力传感器B，回转马达的两端油路处各设有一处压力传感器D和压力传感器E。

优选地，所述工作泵包括工作泵P1和工作泵P2。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

连通动臂大腔及P1油路，并在油路设计控制零部件，在考虑安全、操控性的同时，使得动臂下降时，动臂大腔的势能得以重复利用，能量损失较大幅度减小，提高了回转及斗杆的动作速度，实现了节能、提高整机效率的目的。

附图说明：

图1为本实用新型中实施例1的液压原理图；

图2为本实用新型中实施例2的液压原理图；

图3为现有技术的液压原理图。

图中：1、工作泵；2、先导泵；3、比例电磁阀；4、背压阀；5、通断阀；6、压力传感器A；7、动臂油缸；8、主控阀；9、压力传感器B；10、斗杆油缸；11、压力传感器C；12、压力传感器D；13、回转马达；14、压力传感器E。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种挖掘机动臂势能再利用液压系统，包括工作泵1、先导泵2、动臂油缸7和主控阀8，先导泵2用以提供先导压力油，所述主控阀8分别与工作泵1和动臂油缸7连接，所述动臂油缸7大腔油路处的a点与主控阀8进油口处的b点之间设有背压阀4和通断阀5，所述背压阀4的进油口和出油口分别与通断阀5的出油口和主控阀8的进油口处b点连接，通断阀5的进油口与动臂油缸7大腔油路处连接，所述通断阀5与动臂油缸7之间还设有压力传感器A6；所述先导泵2与通断阀5信号端之间设有比例电磁阀3。动臂油缸7与主控阀8的动臂阀杆连接；a点位于动臂油缸7大腔与主控阀8之间的油路上，b点位于工作泵1与主控阀8之间的油路上。通断阀5受比例电磁阀3的控制，比例电磁阀3对通断阀5不起作用时，通断阀5可以阻止动臂油缸7大腔的压力油流向P1油路，比例电磁阀3受整机信号的控制，根据整机需求通电或断电。

比例电磁阀3的信号至少来自两部分，一是动臂油缸7大腔的压力信号，即压力传感器A6的输出信号，如图1所示的实施例1；二是斗杆及回转的动作信号；斗杆及回转的动作信号可以取工作压力信号，如图2所示的实施例2；如果主控阀8为液控，可以取先导压力信号；如果主控阀8的先导为电磁阀控制，可以取先导压力信号，或者相关电磁阀的输入信号。

实施例2：

如图2所示，一种挖掘机动臂势能再利用液压系统，所述挖掘机动臂势能再利用液压系统还包括斗杆油缸10和回转马达13，所述斗杆油缸10与主控阀8的斗杆一阀杆连接，回转马达13与主控阀8的回转阀杆连接，斗杆油缸10的大腔油路和小腔油路处各设有一处压力传感器C11和压力传感器B9，回转马达13的两端油路处各设有一处压力传感器D12和压力传感器E14；所述工作泵1包括工作泵P1和工作泵P2，工作泵P1与主控阀8的左阀体连通，工作泵P2与主控阀8的右阀体连通。其他部分与实施例1相同。

本实用新型的工作原理为：

当动臂单作用下降时，系统检测无其它动作，不需要动臂油缸7大腔势能的再利用，此时比例电磁阀3不对通断阀5提供控制油，通断阀5处在截止位置，动臂油缸7里的压力油通过主控阀8回油。

当动臂下降，同时斗杆或者回转有动作时，比例电磁阀3向通断阀5提供控制压力，通断阀5处于接通位置，动臂油缸7大腔的压力油通过通断阀5、背压阀4合流到工作泵P1油路，这部分压力油再通过主控阀8分配到斗杆或者回转中，提高斗杆或者回转的速度，从而提高整机效率；同时，动臂的这部分势能，用于挖掘机作业循环上，使整机液压系统油耗降低。

背压阀4的作用有两个：一是防止工作泵P1的压力油无条件的供向动臂油缸7大腔，而导致整机液压系统失调；二是提供一定的背压，减小油液在通断阀5上的压降，降低对通断阀5的性能要求，并且起到一定的安全作用。

通断阀5为两位两通阀，通断阀5的作用在于：不需要动臂油缸7大腔的压力油再利用时，截止油路；需要动臂油缸7大腔的压力油再利用时，连通油路，同时，通断阀5的通流面积是可调的。

压力传感器A6的作用在于监测动臂油缸7大腔的压力大小，在比例电磁阀3的信号源中，处于优先控制级别。例如，当斗杆与动臂下降同时动作时，斗杆油缸10大腔对油液的需求量较大，往往压力处于较低水平，甚至有负压趋势，此时P1压力也较小，如果不加以控制，动臂油缸7大腔的油液压力也必然会很小，从而导致动臂油缸7大腔快速下降，操控性不好的同时，带来一定安全隐患。这种情况下，比例电磁阀3的输出控制压力会变小，从而使得通断阀5的通流面积变小，保证动臂大腔的压力在合理区间。

比例电磁阀3为两位三通阀，其作用是根据设定的逻辑提供控制压力油控制通断阀5，使通断阀5关闭，或者开启不同面积，从而使得动臂压力稳定在某一区间。

Claims (3)

1.一种挖掘机动臂势能再利用液压系统，包括工作泵(1)、先导泵(2)、动臂油缸(7)和主控阀(8)，所述主控阀(8)分别与工作泵(1)和动臂油缸(7)连接，其特征在于：所述动臂油缸(7)大腔油路处的a点与主控阀(8)进油口处的b点之间设有背压阀(4)和通断阀(5)，所述背压阀(4)的进油口和出油口分别与通断阀(5)的出油口和主控阀(8)的进油口处b点连接，通断阀(5)的进油口与动臂油缸(7)大腔油路连接，所述通断阀(5)与动臂油缸(7)之间还设有压力传感器A(6)；所述先导泵(2)与通断阀(5)信号端之间设有比例电磁阀(3)。

2.根据权利要求1所述的挖掘机动臂势能再利用液压系统，其特征在于：所述挖掘机动臂势能再利用液压系统还包括斗杆油缸(10)和回转马达(13)，所述斗杆油缸(10)与主控阀(8)的斗杆一阀杆连接，回转马达(13)与主控阀(8)的回转阀杆连接，斗杆油缸(10)的大腔油路和小腔油路处各设有一处压力传感器C(11)和压力传感器B(9)，回转马达(13)的两端油路处各设有一处压力传感器D(12)和压力传感器E(14)。

3.根据权利要求1或2所述的挖掘机动臂势能再利用液压系统，其特征在于：所述工作泵(1)包括工作泵P1和工作泵P2。

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