一种挖掘机节能系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种挖掘机节能系统，主要由发动机直驱风扇传动回路、蓄能器控风扇马达回路和蓄能器控驱动马达回路构成，包括油箱、变量液压泵、第一变量液压马达、定量液压泵、发动机、分动箱、风扇、第二变量马达、第一开关阀、第一方向阀、第二方向阀、第二开关阀、第三方向阀、压力阀及蓄能器，发动机直驱风扇传动回路由发动机、分动箱、风扇和第一方向阀构成。本发明通过将存储于蓄能器中的回收能量直接驱动散热的液压马达，中间无其他环节，传动效率高；同时，与工作油缸和马达不发生耦合，不影响整机操控性能，提高了回收能量的利用。
【专利说明】
一种挖掘机节能系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种节能控制系统，具体是一种挖掘机节能系统，属于工程机械抛丸设备节能控制技术领域。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的迅速发展，能源短缺和环境污染问题日趋严重，各国都已将降低能源损耗、保护环境提上日程。同时，能效比是液压挖掘机市场竞争的关键参数之一，因此液压挖掘机的节能技术研究及应用尤为必要。
[0003]目前，油液混合动力技术研究已列入国家十三五科技支撑计划，如基于挖掘机能量回收的液压混合动力节能技术研究及应用，主要是对挖掘机动臂势能、回转制动能进行回收，回收的能量通过蓄能器存储。回收的能量再利用通常有直接和间接两种。直接用于驱动工作油缸或马达，虽然传动效率高，但影响了整机操控性能。间接利用指回收的能量通过辅助马达进行释放，与发动机共同驱动液压主栗，这种能量释放的方式对整机操控性无影响，但传递环节多，能量利用效率低。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种挖掘机节能系统，可将存储于蓄能器中的回收能量直接驱动散热的液压马达工作，中间无其他环节，传动效率高；同时，与工作油缸和马达不发生耦合，不影响整机操控性能，可使回收的能量高效利用。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的一种挖掘机节能系统，主要由发动机直驱风扇传动回路、蓄能器控风扇马达回路和蓄能器控驱动马达回路构成，包括油箱、变量液压栗、第一变量液压马达、定量液压栗、发动机、分动箱、风扇、第二变量马达、第一开关阀、第一方向阀、第二方向阀、第二开关阀、第三方向阀、压力阀及蓄能器，所述发动机直驱风扇传动回路由发动机、分动箱、风扇和第一方向阀构成，所述蓄能器控风扇马达回路由蓄能器、第一开关阀、第二变量马达和第二方向阀构成，所述蓄能器控驱动马达回路由蓄能器、第二开关阀、第三方向阀和第一变量液压马达构成，油箱与变量液压栗、第一变量液压马达相连，变量液压栗与发动机的输入接口相连，发动机的输出接口与分动箱的A 口连接;分动箱的B 口与第一方向阀的输出口相连，分动箱的C 口与第二变量马达相连，分动箱的D 口与风扇连接；第二变量马达的A 口与第一开关阀的输出口相连，第一开关阀的输入口与蓄能器相连，第一开关阀的先导控制口与第二方向阀的输出口相连;第二方向阀的输入口与定量液压栗的输出口相连;定量液压栗的输出口与第一方向阀的输入口相连，第一方向阀的输出口与分动箱的B口相连;蓄能器与第二开关阀的输入口、压力阀相连，第二开关阀的输出口与第一变量液压马达的输入口相连，第二开关阀的控制口与第三方向阀的输出口相连;第三方向阀的输入口通与定量液压栗的输出口相连。
[0006]优选地，所述分动箱包括可控离合器、第一齿轮、第二齿轮、轴及轴承构成，可控离合器为液压离合器或电控装置，第一方向阀为可控离合器的外控装置，为电控液压阀或纯电控装置。
[0007]优选地，所述蓄能器驱动第一变量液压马达通过第二开关阀实现开关独立控制，第二开关阀为可控开关阀，具有开关阀和单向阀功能，第一变量液压马达根据实际需要，为定量马达或变量马达形式，与变量液压栗集成在一起，或安装在发动机的取力口上。
[0008]优选地，所述第二变量马达与分动箱直联，与分动箱直联的液压马达数量根据实际需要设置，第一开关阀为可控开关阀，具有开关阀和单向阀功能。
[0009]优选地，所述变量液压栗、第一变量液压马达和定量液压栗集成在一起。
[0010]优选地，所述分动箱和第二变量马达集成在一起。
[0011]与现有技术相比，本发明可将存储于蓄能器中的回收能量直接驱动散热的液压马达工作，中间无其他环节，传动效率高；同时，与工作油缸和马达不发生耦合，不影响整机操控性能，可使回收的能量高效利用
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
[0013]图中:1、油箱，2、变量液压栗，3、第一变量液压马达，4、定量液压栗，5、发动机，6、分动箱，6A、液压离合器，6B、第一齿轮，6C、第二齿轮，7、风扇，8、第二变量马达，9、第一开关阀，10、第一方向阀，11、第二方向阀，12、第二开关阀，13、第三方向阀，14、压力阀，15、蓄能器。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0015]如图1所示，一种挖掘机节能系统，主要由发动机直驱风扇传动回路、蓄能器控风扇马达回路和蓄能器控驱动马达回路构成，包括油箱1、变量液压栗2、第一变量液压马达3、定量液压栗4、发动机5、分动箱6、风扇7、第二变量马达8、第一开关阀9、第一方向阀10、第二方向阀11、第二开关阀12、第三方向阀13、压力阀14及蓄能器15，所述发动机直驱风扇传动回路由发动机5、分动箱6、风扇7和第一方向阀10构成，所述蓄能器控风扇马达回路由蓄能器15、第一开关阀9、第二变量马达8和第二方向阀11构成，所述蓄能器控驱动马达回路由蓄能器15、第二开关阀12、第三方向阀13和第一变量液压马达3构成，油箱I与变量液压栗2、第一变量液压马达3相连，变量液压栗2与发动机5的输入接口相连，发动机5的输出接口与分动箱6的A 口连接;分动箱6的B 口与第一方向阀1的输出口相连，分动箱6的C 口与第二变量马达8相连，分动箱6的D 口与风扇7连接;第二变量马达8的A 口与第一开关阀9的输出口相连，第一开关阀9的输入口与蓄能器15相连，第一开关阀9的先导控制口与第二方向阀11的输出口相连;第二方向阀11的输入口与定量液压栗4的输出口相连;定量液压栗4的输出口与第一方向阀10的输入口相连，第一方向阀10的输出口与分动箱6的B 口相连;蓄能器15与第二开关阀12的输入口、压力阀14相连，第二开关阀12的输出口与第一变量液压马达3的输入口相连，第二开关阀12的控制口与第三方向阀13的输出口相连;第三方向阀13的输入口通与定量液压栗4的输出口相连。
[0016]优选地，所述分动箱6包括可控离合器、第一齿轮6B、第二齿轮6C、轴及轴承构成，可控离合器为液压离合器6A或电控装置，第一方向阀10为可控离合器的外控装置，为电控液压阀或纯电控装置。
[0017]分动箱6输入联接口与发动机5和第二变量液压马达8联接，分动箱6输出联接口与风扇联接，这里，分动箱6与液压马达的联接口根据实际匹配需要，可为一个或多个联接口，液压马达根据实际需要，可设置为变量或定量液压马达形式，此外，分动箱6的B 口为液压离合器6A的离、合的控制接口。
[0018]优选地，所述蓄能器15驱动第一变量液压马达3通过第二开关阀12实现开关独立控制，第二开关阀12为可控开关阀，具有开关阀和单向阀功能，第一变量液压马达3根据实际需要，为定量马达或变量马达形式，与变量液压栗2集成在一起，或安装在发动机5的取力口上。
[0019]优选地，所述第二变量马达8与分动箱6直联，第二变量马达8根据实际需要，可以为定量马达或变量马达形式，与分动箱6直联的液压马达数量根据实际需要设置，第一开关阀9为可控开关阀，具有开关阀和单向阀功能。
[0020]优选地，所述变量液压栗2、第一变量液压马达3和定量液压栗4集成在一起。
[0021 ]优选地，所述分动箱6和第二变量马达8集成在一起。
[0022]工作过程:
[0023]第一方向阀10得电，定量液压栗4输出压力使液压离合器6A结合，发动机5输出动力通过液压离合器6A和第一齿轮6B直接驱动风扇7旋转，以控制发动机水温、中冷气温及液压油温;第一方向阀10断电，液压离合器6A通过B 口经第一方向阀10卸荷，使液压离合器6A断开，第二方向阀11得电，定量液压栗4输出压力使第一开关阀9开启，蓄能器15输出压力油液，驱动第二变量马达8旋转，第二变量马达8通过输出轴，经第二齿轮6C、第一齿轮6B，驱动风扇7旋转；第一方向阀10断电，第二方向阀11断电，第三方向阀13得电，液压离合器6A断开，第一开关阀9关闭，第二开关阀12开启，蓄能器15输出压力油液，经第二开关阀12驱动第一变量液压马达3旋转，第一变量液压马达3与发动机5共同驱动变量液压栗2，从而驱动挖掘机液压系统执行元件工作;第一方向阀10得电，定量液压栗4输出压力使液压离合器6A结合，发动机5输出动力通过液压离合器6A和第一齿轮6B直接驱动风扇7旋转，以控制发动机水温、中冷气温及液压油温，第三方向阀13得电，液压离合器6A断开，第一开关阀9关闭，第二开关阀12开启，蓄能器15输出压力油液，经第二开关阀12驱动第一变量液压马达3旋转，第一变量液压马达3与发动机5共同驱动变量液压栗2，从而驱动挖掘机液压系统执行元件工作。详见图1。
[0024]由上述结构可见，本发明中的蓄能器直接驱动风扇马达进行能量释放，传动环节最少，另外，蓄能器控风扇马达回路为容积调速，相比阀控马达回路传动效率高。蓄能器所储存的能量管理高效，不仅可以通过蓄能器控风扇马达回路高效释放能量，同时，为充分利用已回收能量和吸收新的能量，可同时通过蓄能器控驱动马达回路释放能量。
[0025]再者，所采用蓄能器控风扇马达回路、蓄能器控驱动马达回路及发动机直驱风扇传动三种独立控制方式中，发动机直驱风扇传动与蓄能器控驱动马达回路不能同时启动，这样，不但充分利用已回收能量和吸收新的能量，同时，不影响整机操控性。
[0026]最终，蓄能器所储存的能量可直接利用于发动机水温和液压油温散热系统，传动效率高。使利用本发明所研制的装置，专用性好、性价比高、回收周期短，具有较高市场推广价值。
【主权项】
1.一种挖掘机节能系统，其特征在于，主要由发动机直驱风扇传动回路、蓄能器控风扇马达回路和蓄能器控驱动马达回路构成，包括油箱(1)、变量液压栗(2)、第一变量液压马达(3)、定量液压栗(4)、发动机(5)、分动箱(6)、风扇(7)、第二变量马达(8)、第一开关阀(9)、第一方向阀(10)、第二方向阀(11)、第二开关阀(12)、第三方向阀(13)、压力阀(14)及蓄能器(15)， 所述发动机直驱风扇传动回路由发动机(5)、分动箱(6)、风扇(7)和第一方向阀(10)构成，所述蓄能器控风扇马达回路由蓄能器(15)、第一开关阀(9)、第二变量马达(8)和第二方向阀(11)构成，所述蓄能器控驱动马达回路由蓄能器(15)、第二开关阀(12)、第三方向阀(13)和第一变量液压马达(3)构成， 油箱(I)与变量液压栗(2)、第一变量液压马达(3)相连，变量液压栗(2)与发动机(5)的输入接口相连，发动机(5)的输出接口与分动箱(6)的A 口连接;分动箱(6)的B 口与第一方向阀(1)的输出口相连，分动箱(6)的C口与第二变量马达(8)相连，分动箱(6)的D口与风扇(7)连接;第二变量马达(8)的A 口与第一开关阀(9)的输出口相连，第一开关阀(9)的输入口与蓄能器(15)相连，第一开关阀(9)的先导控制口与第二方向阀(11)的输出口相连;第二方向阀(11)的输入口与定量液压栗(4)的输出口相连;定量液压栗(4)的输出口与第一方向阀(10)的输入口相连，第一方向阀(10)的输出口与分动箱(6)的B口相连;蓄能器(15)与第二开关阀(12)的输入口、压力阀(14)相连，第二开关阀(12)的输出口与第一变量液压马达(3)的输入口相连，第二开关阀(12)的控制口与第三方向阀(13)的输出口相连；第三方向阀(13)的输入口通与定量液压栗(4)的输出口相连。2.根据权利要求1所述的一种挖掘机节能系统，其特征在于，所述分动箱(6)包括可控离合器、第一齿轮(6B)、第二齿轮(6C)、轴及轴承构成，可控离合器为液压离合器(6A)或电控装置，第一方向阀(1)为可控离合器的外控装置，为电控液压阀或纯电控装置。3.根据权利要求1所述的一种挖掘机节能系统，其特征在于，所述蓄能器(15)驱动第一变量液压马达(3)通过第二开关阀(12)实现开关独立控制，第二开关阀(12)为可控开关阀，具有开关阀和单向阀功能，第一变量液压马达(3)根据实际需要，为定量马达或变量马达形式，与变量液压栗(2)集成在一起，或安装在发动机(5)的取力口上。4.根据权利要求1所述的一种挖掘机节能系统，其特征在于，所述第二变量马达(8)与分动箱(6)直联，与分动箱(6)直联的液压马达数量根据实际需要设置，第一开关阀(9)为可控开关阀，具有开关阀和单向阀功能。5.根据权利要求1所述的一种挖掘机节能系统，其特征在于，所述变量液压栗(2)、第一变量液压马达(3)和定量液压栗(4)集成在一起。6.根据权利要求1所述的一种挖掘机节能系统，其特征在于，所述分动箱(6)和第二变量马达(8)集成在一起。
【文档编号】E02F9/22GK105971053SQ201610512683
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】李宗 , 费树辉, 张宏, 秦家升, 王振兴, 董永平, 金月峰
【申请人】徐州徐工挖掘机械有限公司