CN217078944U - 一种制动能量回收系统及其轮式挖掘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了挖掘机的节能技术领域的一种制动能量回收系统及其轮式挖掘机，旨在解决现有技术中轮式挖掘机下坡制动过程中能量损耗的问题。其包括主控系统和蓄能系统；所述主控系统包括主油路，主油路依次连接油箱、主泵、主阀、中心回转体及行走马达；所述蓄能系统包括蓄能油路，蓄能油路依次连接第一换向阀、溢流阀、蓄能器及第二换向阀；所述蓄能油路的蓄能油路的进油口与所述行走马达的出油口连接；所述蓄能油路的出油口通过所述中心回转体，连接于所述主泵和油箱之间；本实用新型适用于轮式挖掘机，能够利用制动能量回收系统收集下坡时由势能产生的动能；并能够加以利用，起到降低耗油的作用。

Description

一种制动能量回收系统及其轮式挖掘机

技术领域

本实用新型涉及一种制动能量回收系统及其轮式挖掘机，属于挖掘机的节能技术领域。

背景技术

现有技术的轮式挖掘机在下坡工作工况，车俩进行制动时，液压泵的高压油不在进入马达，此时工作在“液压泵”工况下，高压油不断的在油箱和马达的进出油口循环，并且产生的液压能白白浪费；同时，发动机继续工作的，驱动液压主泵吸油，并进行车辆的制动，这时发动机消耗的燃油大部分通过主阀回油箱了，没有产生实际价值，所以这部分的燃油也没有得到充分的利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种制动能量回收系统及其轮式挖掘机的其控制方法，能够保证在轮式挖掘机下坡时，行走马达工作的“液压泵”工况下，利用制动能量回收系统收集下坡时由势能产生的动能；并能够加以利用，起到降低耗油的作用。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本实用新型提供了一种制动能量回收系统，包括主控系统和蓄能系统；所述主控系统包括主油路，主油路依次连接油箱、主泵、主阀、中心回转体及行走马达；

所述蓄能系统包括蓄能油路，蓄能油路依次连接第一换向阀、溢流阀、蓄能器及第二换向阀；

所述蓄能油路的进油口与所述行走马达的出油口连接；所述蓄能油路的出油口通过所述中心回转体，连接于所述主泵和油箱之间。

进一步的，所述油箱与所述蓄能油路的出油口之间设有第一单向阀，有效防止蓄能器的油液进入主泵时流入油箱内。

进一步的，所述溢流阀和所述蓄能器之间设有第二单向阀，保证行走马达的出油口输出的高压油直接通向蓄能器内，防止回流到溢流阀。

进一步的，所述主泵还包括有分出油口和主出油口；所述主阀包括连通主泵的分出油口的主阀进油口、连通主泵的主出油口的主阀主油口以及连通油箱的主阀回油口。

进一步的，所述主阀为三位六通液压换向阀，所述主阀的左/中位进油口与主泵的分出油口/主出油口对接；所述主阀的右进油口与油箱对接；所述主阀的左/右/中位出油口与所述中心回转体的左/右/中位进油口对接；所述行走马达的第一压力油口/第二压力油口/吸油口与所述中心回转体的左/右/中位出油口对接。

进一步的，所述主阀的中位出油口与所述中心回转体的中位进油口之间设有分路；所述分路与所述油箱连接。

进一步的，所述分路上设有第三单向阀。

进一步的，所述溢流阀与所述油箱连接。

第二方面，本实用新型提供了一种轮式挖掘机，包括用于检测制动脚踏的压力信号和下坡开关的电信号的控制器以及上述第一方面任一制动能量回收系统。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型提供的制动能量回收系统，能够保证轮式挖掘机在下坡时，蓄能系统中各部件共同协作，使得蓄能器收集到由下坡势能转换而来的动能，可以加以利用，起到降低耗油的作用；在路面平缓状态下，蓄能器中储存的油液通过中心回转体进入主泵，主阀的阀芯处于左或右出油口，油液能够进入行走马达，能够驱动变速箱和驱动桥，最终能驱动车辆前进或后退，该过程能够降低轮式挖掘机的吸油消耗的功率，减少了燃油的油耗。

附图说明

图1为制动能量回收系统原理图；

图2为控制原理图；

图中：100、第一单向阀；101、油箱；102、主泵；103、主阀；104、第三单向阀；105、中心回转体；106、第二换向阀；107、蓄能器；108、第二单向阀；109、溢流阀；110、第一换向阀；111、行走马达；112、主油路；113、蓄能油路；200、控制器；201、脚踏装置；202、下坡开关；P、左进油口；T、右进油口；A、右出油口；B、左出油口；A1、第二压力油口；B1、第一压力油口；S、吸油口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过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：

参见图1示出的本实施例提供的制动能量回收系统原理图，该制动能量回收系统包括主控系统和蓄能系统。主控系统包括有主油路112、油箱101、主泵102、主阀103、中心回转体105以及行走马达111。 主油路112依次将油箱101、主泵102、主阀103、中心回转体105以及行走马达111连接。行走马达111包括有第一压力油口B1、第二压力油口A1；第一压力油口B1与中心回转体105的左出油口对接；第二压力油口A1与中心回转体105的右出油口对接。行走马达111这样的对接方式，能够保证系统操控行走马达111，使得车辆前进或后退。

蓄能系统包括蓄能油路113，蓄能油路113依次连接第一换向阀110、溢流阀109、蓄能器107以及第二换向阀106。蓄能油路113的进油口与行走马达111的出油口F连接，车辆处于下坡制动状态情况下，行走马达111内的高压油通过行走马达111的出油口F进入蓄能油路113，保证蓄能系统能够进行能量回收，防止浪费。蓄能油路113的出油口通过中心回转体105，并连接在主泵102和油箱101之间。当处于平缓路面时，蓄能器107的油液通过中心回转体105进入主泵102和油箱101之间的主油路112上，油液再由主泵102的出油口进入主阀103，通过中心回转体104，进入行走马达111，最终驱动车辆前进或者后退。利用已经回收的液压能，同时降低了主泵102吸油消耗的功率，减少了燃油的油耗。

优选的，在油箱101和蓄能油路的出油口连接之间设置第一单向阀100。第一单向阀100的设置，能够保证蓄能器107内的油液在通过主泵102和油箱101之间的主油路112时，避免直接回到油箱101内的情况，能够提高液压能的回收利用率。

优选的，在溢流阀109和蓄能器107之间设有第二单向阀108，能够有效保证行走马达111的高压油被蓄能器107更好的回收，防止了行走马达111出油口流出的高压油出现回流情况。

优选的，主泵102上还设置有分出油口和主出油口。主出油口是主油路112与主泵102连接处的油口。主阀103上还设置主阀进油口、主阀主油口以及主阀回油口。主泵102的分出油口与主阀103的主阀进油口连通；主出油口与主阀103的主阀主油口连通；主阀回油口与油箱101连通。

优选的，如图1示出，主阀103为三位六通液压换向阀，该主阀103的左进油口P与主泵102的分出油口对接；主阀103的中位进油口与主泵102的主出油口对接；主阀103的右进油口T与油箱101对接。主阀103的左出油口B与中心回转体105的左进油口对接；主阀103的右出油口A与中心回转体105的右进油口对接；主阀103的中位出油口与中心回转体105的中位进油口对接。行走马达111包括有的第一压力油口B1、第二压力油口A1；第一压力油口B1与中心回转体105的左出油口对接；第二压力油口A1与中心回转体105的右出油口对接。行走马达111这样对接方式，能够保证系统操控行走马达111，使得车辆前进或后退。行走马达111还设置有吸油口S，该吸油口S与中心回转体105的中位出油口对接。在蓄能系统进行能量回收时，防止行走马达111出现空吸现象，对行走马达111进行补油。

优选的，主阀103的中位出口和中心回转体105的中位进油口之间设有分路，即主阀103与中心回转体105之间的主油路112上设置有分路。该分路与油箱101连接；行走马达111的补油时，吸油口S通过中心回转体105能够直接吸入油箱101内的油液进行补油。

优选的，分路上设置有第三单向阀104，用于建立背压，方便补油；

优选的，溢流阀109与油箱101连接，此处相当于安全阀，确保进入蓄能器107的压力不超过它本身压力；

实施例二：

本实施例提供了一种轮式挖掘机，该轮式挖掘机包括有用于检测制动脚踏装置201的压力信号和下坡开关202的电信号的控制器200以及上述实施例一中任一所述的制动能量回收系统。由于本实施例提供的轮式挖掘机采用了实施例一所述的制动能量回收系统，至少能够产生实施例一所述的技术效果，再此不做赘述。

实施例三：

结合图1、图2，本实施例提供了实施例二中的轮式挖掘机的控制方法。该方法包括两种控制方法：驱动工况时的控制方法和制动工况能量回收的控制方法。

控制方法一：驱动工况情况下

主阀103的阀芯处于左位时，主泵102输出的高压油通过主阀103的左出油口B及中心回转体105进入行走马达111的第一压力油口B1；行走马达111内的低压油内通过第二压力油口A1、中心回转体105及分路进入油箱101，实现车辆前进；

主阀103的阀芯处于右位时，主泵102输出的高压油通过主阀103的右出油口A及中心回转体105进入行走马达111的第二压力油口A1；行走马达111内的低压油通过第一压力油口B1、中心回转体105及分路进入油箱101，实现车辆后退；

控制方法二：制动工况能量回收情况下

车辆处于下坡制动状态：主阀103的阀芯处于中位，且控制器200检测到制动脚踏的压力信号以及下坡开关202的电信号；第一换向阀110得电，重力势能逐渐转为车辆行驶的动能，惯性使得转动，形成“泵”工况，行走马达111的出油口F压力升高，行走马达111内的高压油通过第一换向阀110、第二单向阀108进入蓄能器107，在此过程中，溢流阀109用于保护蓄能器107。

车辆处于平缓路面制动状态：控制器200检测不到制动脚踏的压力信号以及下坡开关202的电信号；此时，第一换向阀得电110，蓄能器107的油液通过中心回转体105进入主泵102的吸油口；主阀103阀芯处于左或右出油口（B或A）时，油液进入行走马达111，驱动变速箱和驱动桥，最终驱动车辆前进或后退。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种制动能量回收系统，其特征在于，包括主控系统和蓄能系统；所述主控系统包括主油路，主油路依次连接油箱、主泵、主阀、中心回转体及行走马达；

所述蓄能系统包括蓄能油路，蓄能油路依次连接第一换向阀、溢流阀、蓄能器及第二换向阀；

所述蓄能油路的进油口与所述行走马达的出油口连接；所述蓄能油路的出油口通过所述中心回转体，连接于所述主泵和油箱之间。

2.根据权利要求1所述的一种制动能量回收系统，其特征在于，所述油箱与所述蓄能油路的出油口之间设有第一单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种制动能量回收系统，其特征在于，所述溢流阀和所述蓄能器之间设有第二单向阀。

4.根据权利要求1所述的一种制动能量回收系统，其特征在于，所述主泵还包括有分出油口和主出油口；所述主阀包括连通主泵的分出油口的主阀进油口、连通主泵的主出油口的主阀主油口以及连通油箱的主阀回油口。

5.根据权利要求1所述的一种制动能量回收系统，其特征在于，所述主阀为三位六通液压换向阀，所述主阀的左/中位进油口与主泵的分出油口/主出油口对接；所述主阀的右进油口与油箱对接；所述主阀的左/右/中位出油口与所述中心回转体的左/右/中位进油口对接；所述行走马达的第一压力油口/第二压力油口/吸油口与所述中心回转体的左/右/中位出油口对接。

6.根据权利要求5所述的一种制动能量回收系统，其特征在于，所述主阀的中位出油口与所述中心回转体的中位进油口之间设有分路；所述分路与所述油箱连接。

7.根据权利要求6所述的一种制动能量回收系统，其特征在于，所述分路上设有第三单向阀。

8.根据权利要求1所述的一种制动能量回收系统，其特征在于，所述溢流阀与所述油箱连接。

9.一种轮式挖掘机，其特征在于，包括用于检测制动脚踏的压力信号和下坡开关的电信号的控制器以及如权利要求1至8任一项所述的制动能量回收系统。

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