具有势能回收的液压挖掘机驱动系统的制作方法

文档序号:5304875阅读:198来源:国知局
具有势能回收的液压挖掘机驱动系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种液压挖掘机驱动系统【技术领域】,特别是一种具有势能回收的液压挖掘机驱动系统,包括内燃机,与内燃机连接的变排量液压泵,还包括与变排量液压泵连接的动臂控制系统、回转控制系统、多路阀组,以及与多路阀组连接的铲斗执行器和斗杆执行器。本发明用于液压挖掘机,克服现有技术能量回收存在的节流损失、结构复杂、成本高等缺点。
【专利说明】具有势能回收的液压挖掘机驱动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压挖掘机驱动系统【技术领域】,特别是一种具有势能回收的液压挖掘机驱动系统。
【背景技术】
[0002]液压挖掘机由于工作循环周期比较短,动作频率高,因此在其工作过程中,动臂的下降势能是相当可观的。但是目前,一般的液压挖掘机对其动臂下降势能并没有进行回收利用,使得动臂下降势能在节流口以热能形式损耗,造成能源的浪费,同时散发的热量也影响机器元件的寿命。由此可见,对液压挖掘机动臂进行能量回收势在必行。
[0003]当前的液压系统能量回收多采用阀控系统或液压变压器实现能量回收,如在CN102094434A中,采用负流量控制变量泵、蓄能器、电液比例阀等实现系统的能量回收:当动臂下降时,利用蓄能器进行动臂势能回收,当蓄能器达到设定压力时,回油进入油箱;当动臂举升时,系统势能释放,蓄能器能量大于设定值时,蓄能器的高压油与液压泵的高压油混合进入动臂无杆腔,若蓄能器低于设定值,只有变量泵的高压油进入动臂无杆腔。由于该系统为阀控系统,因此存在较大节流损失,系统能量回收效率低。
[0004]在CN101845837中,采用两台电控变排量液压泵及一台泵-马达组成的液压变压器实现系统的能量回收:动臂下降时,对势能进行回收;而当提升动臂时,储存在蓄能器中的能量又通过液压变压器重新供给动臂液压缸。这种以液压变压器组成的系统结构复杂、成本高,不利于推广应用。

【发明内容】

[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种具有势能回收的液压挖掘机驱动系统,克服现有技术能量回收存在的节流损失、结构复杂、成本高等缺点。
[0006]为了解决上述技术问题,本发明包括内燃机,与内燃机连接的变排量液压泵,其特征在于,还包括与变排量液压泵连接的动臂控制系统、回转控制系统、多路阀组,以及与多路阀组连接的铲斗执行器和斗杆执行器;
所述动臂控制系统用于控制动臂液压缸实现液压挖掘机动臂的上下运动,包括与变排量液压泵通轴连接的三油口液压泵、用于采集动臂液压缸的位移信号并控制变排量液压泵和三油口液压泵转速的控制单元、蓄能器、第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一安全阀、第二安全阀,以及动臂液压缸;所述三油口液压泵的第I进出油口 PA与动臂液压缸的无杆腔相连通,第2进出油口 PB与动臂液压缸的有杆腔相连通,吸排油口 PT与蓄能器相连通,第一安全阀与第一液控单向阀并联,第一安全阀的O 口和第一液控单向阀的进油口接三油口液压泵的吸排油口 PT,第一安全阀的P 口和第一液控单向阀的出油口接三油口液压泵的进出油口 PA ;第二安全阀与第二液控单向阀并联,第二安全阀的O 口和第二液控单向阀的进油口接三油口液压泵的吸排油口 PT,第二安全阀的P 口和第二液控单向阀的出油口接三油口液压泵的进出油口 PB ; 所述的回转控制系统通过控制回转马达实现液压挖掘机上部旋转主体相对于下部行进主体的旋转,由4个二位二通比例节流阀和回转马达组成,第一二位二通比例节流阀和第二二位二通比例节流阀的A 口与回转马达的进油口相连,第三二位二通比例节流阀和第四二位二通比例节流阀的A 口与回转马达的回油口相连,第一二位二通比例节流阀和第三二位二通比例节流阀的B 口相连并连接变排量液压泵的出油口,第二二位二通比例节流阀和第四二位二通比例节流阀的B 口接油箱;
所述多路阀组与变排量液压泵相连,用于控制铲斗执行器和斗杆执行器的运动。
[0007]优选地,所述二位二通比例节流阀为直动式比例节流阀或先导型比例节流阀。
[0008]本发明的优点在于:
1.由三油口液压泵直接控制动臂油缸工作,方便实现控制动臂势能的回收和释放,而不需要通过液压阀过多交换能量,能量效率高,避免了液压变压器结构复杂、成本高、不利于推广等缺点。
[0009]2.回转机构的液压解决方式采用进出口独立调节即通过改变二位二通比例节流阀的电磁铁驱动电压来控制调节节流口的开启来控制液压马达的运动速度,进一步降低系统的能耗,达到节能效果。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构框图。
【具体实施方式】
[0011]本发明所列举的实施例,只是用于帮助理解本发明,不应理解为对本发明保护范围的限定,对于本【技术领域】的普通技术人员来说,在不脱离本发明思想的前提下,还可以对本发明进行改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
[0012]如图1所示,包括内燃机1,与内燃机连接的变排量液压泵2,其特征在于,还包括与变排量液压泵2连接的动臂控制系统、回转控制系统、多路阀组18,以及与多路阀组18连接的铲斗执行器14和斗杆执行器16 ;
所述动臂控制系统用于控制动臂液压缸实现液压挖掘机动臂的上下运动,包括与变排量液压泵2通轴连接的三油口液压泵3、用于采集动臂液压缸的位移信号并控制变排量液压泵和三油口液压泵转速的控制单元4、蓄能器5、第一液控单向阀61、第二液控单向阀62、第一安全阀71、第二安全阀72以及动臂液压缸8 ;所述三油口液压泵3的第I进出油口 PA与动臂液压缸8的无杆腔相连通,第2进出油口 PB与动臂液压缸8的有杆腔相连通,吸排油口 PT与蓄能器5相连通,第一安全阀71与第一液控单向阀61并联,第一安全阀71的O口和第一液控单向阀61的进油口接三油口液压泵3的吸排油口 PT,第一安全阀71的P 口和第一液控单向阀61的出油口接三油口液压泵3的进出油口 PA ;第二安全阀72与第二液控单向阀62并联,第二安全阀72的O 口和第二液控单向阀62的进油口接三油口液压泵3的吸排油口 PT,第二安全阀72的P 口和第二液控单向阀62的出油口接三油口液压泵3的进出油口 PB ;
所述的回转控制系统通过控制回转马达实现液压挖掘机上部旋转主体相对于下部行进主体的旋转,由4个二位二通比例节流阀和回转马达10组成,所述二位二通比例节流阀为直动式比例节流阀或先导型比例节流阀,其中第一二位二通比例节流阀91和第二二位二通比例节流阀92的A 口与回转马达10的进油口相连,第三二位二通比例节流阀93和第四二位二通比例节流阀94的A 口与回转马达10的回油口相连,第一二位二通比例节流阀91和第三二位二通比例节流阀93的B 口相连并连接变排量液压泵的出油口,第二二位二通比例节流阀92和第四二位二通比例节流阀94的B 口接油箱;
所述多路阀组18与变排量液压泵2相连,用于控制铲斗执行器14和斗杆执行器16的运动。
[0013]整机工作时,内燃机I驱动变排量液压泵2和三油口液压泵3,三油口液压泵3采用变排量控制方式,当动臂下降时,动臂液压缸8的活塞杆收回,三油口液压泵3的第I进出油口 PA从动臂液压缸8的无杆腔吸油,三油口液压泵3的第2进出油口 PB向动臂液压缸8的有杆腔供油,动臂液压缸8无杆腔多出的高压油经三油口液压泵3的吸排油口 PT进入蓄能器5,实现势能回收;当动臂举升时,动臂液压缸8的活塞杆伸出,三油口液压泵3的进出油口改变方向,第I进出油口 PA向无杆腔供油,第2进出油口 PB从有杆腔吸油,无杆腔不够的油液通过蓄能器5经吸排油口 PT补充;控制单元4通过采集动臂液压缸8的位移信号控制变排量液压泵2和三油口液压泵3的转速。回转控制系统的第一二位二通比例节流阀91和第二二位二通比例节流阀92分别控制回转马达10进油口和出油口的进油量,第二二位二通比例节流阀92和第四二位二通比例节流阀94分别控制回转马达10进油口和出油口的回油量,从而实现对回转马达10进出油口的独立调节。
【权利要求】
1.具有势能回收的液压挖掘机驱动系统,包括内燃机(1),与内燃机连接的变排量液压泵(2),其特征在于,还包括与变排量液压泵(2)连接的动臂控制系统、回转控制系统、多路阀组(18),以及与多路阀组(18)连接的铲斗执行器(14)和斗杆执行器(16); 所述动臂控制系统用于控制动臂液压缸实现液压挖掘机动臂的上下运动,包括与变排量液压泵(2)通轴连接的三油口液压泵(3)、用于采集动臂液压缸(8)的位移信号并控制变排量液压泵和三油口液压泵转速的控制单元(4)、蓄能器(5)、第一液控单向阀(61)、第二液控单向阀(62)、第一安全阀(71)、第二安全阀(72)以及动臂液压缸(8);所述三油口液压泵(3)的第I进出油口 Pa与动臂液压缸(8)的无杆腔相连通,第2进出油口 Pb与动臂液压缸(8)的有杆腔相连通,吸排油口 Pt与蓄能器(5)相连通,第一安全阀(71)与第一液控单向阀(61)并联,第一安全阀(71)的O 口和第一液控单向阀(61)的进油口接三油口液压泵(3)的吸排油口 Ρτ,第一安全阀(71)的P 口和第一液控单向阀(61)的出油口接三油口液压泵(3)的进出油口 ΡΑ;第二安全阀(72)与第二液控单向阀(62)并联,第二安全阀(72)的O口和第二液控单向阀(62 )的进油口接三油口液压泵(3 )的吸排油口 Ρτ,第二安全阀(72 )的P 口和第二液控单向阀(62)的出油口接三油口液压泵(3)的进出油口 Pb ; 所述的回转控制系统通过控制回转马达实现液压挖掘机上部旋转主体相对于下部行进主体的旋转,由4个二位二通比例节流阀和回转马达(10)组成,第一二位二通比例节流阀(91)和第二二位二通比例节流阀(92)的A 口与回转马达(10)的进油口相连,第三二位二通比例节流阀(93)和第四二位二通比例节流阀(94)的A 口与回转马达(10)的回油口相连,第一二位二通比例节流阀(91)和第三二位二通比例节流阀(93)的B 口相连并连接变排量液压泵的出油口,第二二位二通比例节流阀(92)和第四二位二通比例节流阀(94)的B口接油箱; 所述多路阀组(18)与变排量液压泵(2)相连,用于控制铲斗执行器(14)和斗杆执行器(16)的运动。
2.根据权利要求1所述的具有势能回收的液压挖掘机驱动系统,其特征在于,所述二位二通比例节流阀为直动式比例节流阀或先导型比例节流阀。
【文档编号】E02F9/22GK103924629SQ201410151998
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】庄静伟, 刘津, 盛锋, 宣惠平, 张欲保, 潘晟菡, 陈赣, 邵立福 申请人:中国人民解放军63983部队
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