CN214329069U - 动能回收能量再利用系统以及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动能回收能量再利用系统以及挖掘机，涉及工程机械领域，用以实现停机状态下的自动卸荷。该系统包括工作支路、蓄能支路、能量再利用支路和泄压支路。工作支路包括第一泵以及回转马达，第一泵与回转马达流体连通，以向回转马达提供油液。蓄能支路包括蓄能器，蓄能器与回转马达液压连通，以接收回转马达释放的油液。能量再利用支路包括辅助马达，辅助马达与蓄能器流体连通；辅助马达与第一泵驱动连接。泄压支路与蓄能器流体连通；泄压支路被构造为在停机状态下导通以自动释放蓄能器中的油液、在开机状态下控制泄压支路的导通压力。上述技术方案，在工作过程中实现回转动能的回收再利用，设备熄火后可自动卸荷蓄能器内的高压油。

Description

动能回收能量再利用系统以及挖掘机

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种动能回收能量再利用系统以及挖掘机。

背景技术

近年来，工程机械上逐渐开始使用混合动力技术。工程机械液压系统具有压力高、流量大的特点。为实现节能的目的，挖掘机混合动力技术对挖掘机回转动能进行回收、存储及再利用。挖掘机回转动能回收再利用，可实现整机节油5％以上的效果，采用液压混合动力回收回转动能，成本低、结构可靠。

挖掘机动能回收能量再利用系统回收的挖掘机回转动能，存储于蓄能器中。具体过程如下：通过回收阀回收回转动、制动过程中的高压油，并将高压油存储于蓄能器中。然后，将蓄能器中的油液释放到辅助马达，由辅助马达驱动油泵工作，这可降低发动机功率消耗。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：目前的挖掘机动能回收能量再利用系统，在停机熄火后，蓄能器内仍有大量高压油，对维修人员存在很大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提出一种动能回收能量再利用系统以及挖掘机，用以实现动能回收能量再利用系统在停机状态下自动卸荷。

本实用新型实施例提供了一种动能回收能量再利用系统，包括：

工作支路，包括第一泵以及回转马达，所述第一泵与所述回转马达流体连通，以向所述回转马达提供油液；

蓄能支路，包括蓄能器，所述蓄能器与所述回转马达液压连通，以接收所述回转马达释放的油液；

能量再利用支路，包括辅助马达，所述辅助马达与所述蓄能器流体连通；所述辅助马达与所述第一泵驱动连接；以及

泄压支路，与所述蓄能器流体连通；所述泄压支路被构造为在停机状态下导通以自动释放所述蓄能器中的油液、在开机状态下控制所述泄压支路的导通压力。

在一些实施例中，所述泄压支路包括：

卸荷安全阀，包括第一控制端和第二控制端；所述第一控制端的油口与所述蓄能器流体连通，所述第二控制端为电磁控制端；

其中，在开机状态下，所述第二控制端具有电控信号，所述卸荷安全阀断开所述泄压支路；在关机状态下，所述第二控制端无电控信号，所述卸荷安全阀导通所述泄压支路。

在一些实施例中，在所述回转马达的第一油口和所述蓄能器之间的油路上设置有第一顺序阀。

在一些实施例中，在所述回转马达的第二油口和所述蓄能器之间的油路上设置有第二顺序阀。

在一些实施例中，在所述回转马达的第一油口和所述蓄能器之间的油路以及所述回转马达的第二油口和所述蓄能器之间的油路上均设置有单向阀。

本实用新型实施例还提供一种挖掘机，包括本实用新型任一技术方案所提供的动能回收能量再利用系统。

上述技术方案提供的动能回收能量再利用系统，适用于带有回转马达的各类机械设备，在工作过程中实现回转动能的回收再利用，设备熄火后可自动卸荷蓄能器内的高压油，保障维修人员操作安全性。

附图说明

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

图1为本实用新型实施例提供的动能回收能量再利用系统的原理示意图。

附图标记：

1、工作支路；2、蓄能支路；3、能量再利用支路；4、泄压支路；5、第一顺序阀；6、第二顺序阀；7、单向阀；8、换向阀；9、液压油箱；10、离合器；

11、第一泵；12、回转马达；

21、蓄能器；

31、辅助马达；

41、卸荷安全阀。

具体实施方式

下面结合图1对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1，本实用新型实施例提供一种动能回收能量再利用系统，包括工作支路1、蓄能支路2、能量再利用支路3和泄压支路4。

工作支路1包括第一泵11以及回转马达12。第一泵11与回转马达12流体连通，以向回转马达12提供油液。第一泵11驱动回转马达12转动。具体来说，第一泵11输出的油液经过换向阀8进入到回转马达12中。换向阀8采用三位四通阀，通过换向阀8改变油液进入回转马达12的方向，进而改变回转马达12的转动方向，以实现回转马达12的正转和反转。

蓄能支路2包括蓄能器21，蓄能器21与回转马达12液压连通，以接收回转马达12释放的油液。回转马达2输出的油液通过蓄能器21存储起来，以实现二次利用。

能量再利用支路3包括辅助马达31。辅助马达31与蓄能器21流体连通；辅助马达31与第一泵11驱动连接。蓄能器21驱动辅助马达31工作，辅助马达31驱动第一泵11工作。这样可以减少驱动第一泵11工作的油耗，根据目前现有的挖掘机型号计算，实现了节能5％以上。

泄压支路4与蓄能器21流体连通。泄压支路4被构造为在停机状态下导通以自动释放蓄能器21中的油液、在开机状态下控制泄压支路4的导通压力。泄压支路4有两个作用：在挖掘机正常作业的过程中，泄压支路4是截至的，并且在泄压支路4中的油压到达一定的数值之后才会打开，即泄压支路4起到了安全阀的作用。在挖掘机停机之后，泄压支路4自动打开，以泄露蓄能器21中的油液，这样可以增加停机后检修操作时，操作人员的安全性。

参见图1，在一些实施例中，泄压支路4包括卸荷安全阀41，卸荷安全阀41包括第一控制端(即图1所示的左端)和第二控制端(即图1所示的右端)。第一控制端的油口与蓄能器21流体连通，第二控制端为电磁控制端。其中，在开机状态下，第二控制端具有电控信号，该电控信号产生的电磁力与第一控制端的油压进行平衡。卸荷安全阀41断开泄压支路4。在关机状态下，第二控制端无电控信号，卸荷安全阀41的阀芯在第一控制端的油压作用下右移，以导通卸荷安全阀41所在的泄压支路4。

在一些实施例中，在回转马达12的第一油口和蓄能器21之间的油路上设置有第一顺序阀5。在回转马达12的第一油口出油时，第一顺序阀5导通，使得油液经由回转马达12的第一油口进入蓄能器21。

在一些实施例中，在回转马达12的第二油口和蓄能器21之间的油路上设置有第二顺序阀6。在回转马达12的第二油口出油时，第二顺序阀6导通，使得油液经由回转马达12的第二油口进入蓄能器21。第一顺序阀5和第二顺序阀6不同时导通。

在一些实施例中，在回转马达12的第一油口和蓄能器21之间的油路以及回转马达12的第二油口和蓄能器21之间的油路上均设置有单向阀7。设置单向阀7，使得油液单向流通，油液只能从回转马达12流入到蓄能器21中，而不能从蓄能器21流回回转马达12。

下面整体介绍一下图1中各个部分的连接关系。参见图1，第一泵11的进油口与液压油箱9连接，第一泵11的出油口与换向阀8的第四油口连接。另外，第一泵11与离合器10的输出口机械传动连接，辅助马达31的进油口与蓄能器21的油口连接。蓄能器21的油口同时还与单向阀7出油口连接，以及卸荷安全阀41进油口连接。辅助马达31的出油口与液压油箱9连接，辅助马达31与离合器10输入口机械传动连接。换向阀8的第一油口a与回转马达12左侧油口连接，换向阀8的第一油口a还与第一顺序阀5进口油连接。换向阀8的第二油口b与回转马达12右侧油口连接，换向阀8的第二油口b同时与第二顺序阀6进口油连接。换向阀8的第三油口c与液压油箱9连接。第一顺序阀5泄油口m与第二顺序阀6泄油口n连接，两个泄油口与液压油箱9连接。第一顺序阀5的出油口d与第二顺序阀6的出油口e连接。两个出油口同时与单向阀7进油口连接，安全卸荷阀11出油口与液压油箱9连接。

动能回收能量再利用系统的工作原理如下，挖掘机上电后，卸荷安全阀41得电，此时卸荷安全阀41作为安全阀使用，起到系统超压保护的作用。

在挖掘机左回转过程中(此处的“左”是以图1所示意方向为例)，第一泵11输出高压油，经过换向阀8左位后进入回转马达12左侧油口，回转马达12右侧油口内液压油经过换向阀8左位进入液压油箱9。回转马达12转动带动挖掘机上车转动。第一泵11停止供油，换向阀8中间位工作，回转马达12在挖掘机上车转动惯性的带动下继续转，换向阀8油路切断，回转马达12右侧油口内液压油经过第一顺序阀5，再经过单向阀7后进入蓄能器21和辅助马达31，直到上车回转完全停止。存储于蓄能器21内的液压油继续进入辅助马达31，辅助马达31通过离合器10带动第一泵11转动，完成能量的回收再利用。

挖掘机右回转过程中(此处的“右”是以图1所示意方向为例)，第一泵11输出高压油，经过换向阀8右位后进入回转马达12右侧油口，回转马达12左侧油口内液压油经过换向阀8右位进入液压油箱9，回转马达12转动带动挖掘机上车转动。第一泵11停止供油，换向阀8中间位工作，回转马达12在挖掘机上车转动惯性的带动下继续转，换向阀8油路切断，回转马达12左侧油口内液压油经过第二顺序阀6，再经过单向阀7后进入蓄能器21和辅助马达31，直到上车回转完全停止，存储于蓄能器21内的液压油继续进入辅助马达31，辅助马达31通过离合器10带动第一泵11转动，完成能量的回收再利用。

挖掘机熄火后，卸荷安全阀41断电后，此时卸荷安全阀41作为卸荷阀使用，蓄能器21内存储的高压油会经过此卸荷阀进入液压油箱9，完成了熄火泄压功能。

上述技术方案，蓄能器21内液压油在挖掘机工作的过程中要释放到辅助马达31，不能到油箱中，即蓄能器21到液压油箱9之间的泄压支路4是断开状态，卸荷安全阀41作为溢流阀使用，起到稳定系统压力的作用。熄火后要将蓄能器21内高压油连通到油箱中，即蓄能器21到液压油箱9之间的泄压支路4是通路状态。泄压支路4实现了得电断开，断电接通的功能。卸荷安全阀41，在得电状态下作为安全阀使用，断电状态下作为卸荷阀使用，将蓄能器21内高压油卸荷掉，实现自动泄压，保证液压管路维护检修过程中操作人员安全，大大提高了维修的安全性，通用性好，适合产业化推广应用。

本实用新型实施例还提供一种挖掘机，包括本实用新型任一技术方案所提供的动能回收能量再利用系统。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种动能回收能量再利用系统，其特征在于，包括：

工作支路(1)，包括第一泵(11)以及回转马达(12)，所述第一泵(11)与所述回转马达(12)流体连通，以向所述回转马达(12)提供油液；

蓄能支路(2)，包括蓄能器(21)，所述蓄能器(21)与所述回转马达(12)液压连通，以接收所述回转马达(12)释放的油液；

能量再利用支路(3)，包括辅助马达(31)，所述辅助马达(31)与所述蓄能器(21)流体连通；所述辅助马达(31)与所述第一泵(11)驱动连接；以及

泄压支路(4)，与所述蓄能器(21)流体连通；所述泄压支路(4)被构造为在停机状态下导通以自动释放所述蓄能器(21)中的油液、在开机状态下控制所述泄压支路(4)的导通压力。

2.根据权利要求1所述的动能回收能量再利用系统，其特征在于，所述泄压支路(4)包括：

卸荷安全阀(41)，包括第一控制端和第二控制端；所述第一控制端的油口与所述蓄能器(21)流体连通，所述第二控制端为电磁控制端；

其中，在开机状态下，所述第二控制端具有电控信号，所述卸荷安全阀(41)断开所述泄压支路(4)；在关机状态下，所述第二控制端无电控信号，所述卸荷安全阀(41)导通所述泄压支路(4)。

3.根据权利要求1所述的动能回收能量再利用系统，其特征在于，在所述回转马达(12)的第一油口和所述蓄能器(21)之间的油路上设置有第一顺序阀(5)。

4.根据权利要求1所述的动能回收能量再利用系统，其特征在于，在所述回转马达(12)的第二油口和所述蓄能器(21)之间的油路上设置有第二顺序阀(6)。

5.根据权利要求1所述的动能回收能量再利用系统，其特征在于，在所述回转马达(12)的第一油口和所述蓄能器(21)之间的油路以及所述回转马达(12)的第二油口和所述蓄能器(21)之间的油路上均设置有单向阀(7)。

6.一种挖掘机，其特征在于，包括权利要求1～5任一所述的动能回收能量再利用系统。

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