起重机卷扬能量回收与再利用系统及起重机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种起重机卷扬能量回收与再利用系统及起重机。
【背景技术】
[0002]起重机是一种重力作业机械，目前，吊重起升时重力做功，重物下降时通过控制平衡阀的节流口面积实现下降过程的节流调速，重物下降过程的能量全部转化为热能，造成能量的浪费。
[0003]现有的重物卷扬下落控制方案具有以下缺点:
[0004]1、节流调速将重物势能转换成热能，从而导致液压系统油温飞升，降低液压元件的使用寿命，并且增大了系统的泄漏量，降低了液压系统的作业效率。
[0005]2、重物势能转换成热能，势必要求系统增加散热装置，增加了设计成本。
[0006]3、重物势能转换成热能，系统不能利用有效利用重物势能，导致能量的浪费。
【实用新型内容】
[0007]鉴于以上技术问题，本实用新型提供了一种起重机卷扬能量回收与再利用系统及起重机，通过将重物下降的重力势能进行回收，并加以利用，从而实现节能减排，同时降低了液压系统的发热，提高了液压系统的作业效率。
[0008]根据本实用新型的一个方面，提供一种起重机卷扬能量回收与再利用系统，其特征在于，包括:卷扬马达、平衡阀、主换向阀、主泵、第一液压动力装置、分动箱、第二液压动力装置、蓄能器和发动机，其中:
[0009]主泵的出油口与主换向阀的第一工作油口连通，主换向阀的第二工作油口与平衡阀的第一工作油口连通，主换向阀的第三工作油口与卷扬马达的落口连通，平衡阀的第二工作油口与卷扬马达的起口连通；
[0010]平衡阀的第一工作油口与第一液压动力装置的进油口连通，第一液压动力装置与主泵同轴连通，分动箱连通在发动机到主泵的输出轴上，发动机通过分动箱与第二液压动力装置并联，第二液压动力装置与蓄能器连通；
[0011]卷扬马达将起重机吊重下落过程中重物产生的重力势能转换为液压能；第一液压动力装置将卷扬马达产生的液压能转换为主传动轴的机械能；主传动轴的机械能通过分动箱带动第二液压动力装置进行旋转；第二液压动力装置通过给蓄能器充液，将第二液压动力装置的机械能转换成液压能；蓄能器存储第二液压动力装置转换的液压能。
[0012]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括先导泵和第一换向阀，其中:
[0013]先导泵的出油口与第一换向阀的第一工作油口连通，第一换向阀的第二工作油口与平衡阀的控制油口连通；
[0014]起重机吊重下落时，第一换向阀处于下位，先导泵的压力油到达平衡阀的控制油口，平衡阀反向导通；起重机吊重起升时，平衡阀正向导通。
[0015]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括第一插装阀，其中:
[0016]第一插装阀的第一工作油口与平衡阀的第一工作油口连通，第一插装阀的第二工作油口与第一液压动力装置的进油口连通；
[0017]起重机吊重下落时，第一插装阀导通，卷扬马达和第一液压动力装置组成泵控马达回路；起重机吊重起升时，第一插装阀关闭。
[0018]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括第一排量调节装置，其中:
[0019]第一排量调节装置与第一液压动力装置连接；
[0020]第一排量调节装置在起重机吊重下落过程中，调整第一液压动力装置的排量，以控制重物下降速度。
[0021]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括第一力矩获取装置、第二力矩获取装置、触发器、第二排量调节装置、第一开关和第二开关，其中:
[0022]第一力矩获取装置与第一液压动力装置连接，第二力矩获取装置与第二液压动力装置连接；第一开关设置在第二液压动力装置与分动箱之间，第二开关设置在发动机与分动箱之间；触发器分别与第一力矩获取装置、第二力矩获取装置、第二排量调节装置、第一开关和第二开关连接；
[0023]第一力矩获取装置在起重机吊重下落过程中，实时获取第一液压动力装置输出给分动箱的负载扭矩Th;第二力矩获取装置获取第二液压动力装置的最大回收扭矩T x _;触发器在Tx _小于T h时，触发第二排量调节装置将第二液压动力装置的排量调整到最大，使得第二液压动力装置的回收扭矩Tx等于Tx _，同时触发第一开关和第二开关闭合，通过Tx和发动机制动力矩来共同平衡Th。
[0024]在本实用新型的一个实施例中，触发器在Tx _不小于Th时，触发第二排量调节装置通过调整第二液压动力装置的排量使得第二液压动力装置的回收扭矩Tx等于Th，同时触发第一开关闭合、第二开关断开，完全依靠通过Tx来平衡T ho
[0025]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括第一压力传感器，其中:
[0026]第一压力传感器分别与蓄能器和触发器连接；
[0027]第一压力传感器，用于检测蓄能器的压力；触发器在第一压力传感器检测的压力达到预定最大工作压力时，触发第一开关断开、第二开关闭合，完全依靠发动机制动力矩来平衡Th。
[0028]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括第二插装阀，其中:
[0029]第二插装阀的第一工作油口与平衡阀的第一工作油口连通，第二插装阀的第二工作油口与主换向阀的第二工作油口连通；
[0030]第一主换向阀在起重机吊重起升时，处于作为左位，在起重机吊重下落时，处于作为右位；第二液压动力装置将蓄能器释放的液压能转换为主传动轴的机械能；主泵将主传动轴的机械能转换为液压能，以驱动卷扬马达实现重物起升。
[0031]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括第三排量调节装置，其中:
[0032]第三排量调节装置与主泵连接；
[0033]第三排量调节装置在起重机吊重起升过程中，调整主泵的排量，以控制重物起升速度。
[0034]在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括第三力矩获取装置、第四力矩获取装置，其中:
[0035]第三力矩获取装置与主泵连接，第四力矩获取装置与第二液压动力装置连接；触发器分别与第三力矩获取装置和第四力矩获取装置连接；
[0036]第三力矩获取装置在起重机吊重起升过程中，实时获取主泵输出的负载扭矩Td;第四力矩获取装置获取第二液压动力装置可提供的最大驱动扭矩Tx。_;触发器在T xc max小于Td时，触发第二排量调节装置将第二液压动力装置的排量调到最大，使得第二液压动力装置提供的驱动扭矩Tx。等于T xc _，同时触发第一开关和第二开关闭合，通过Tx。和发动机驱动力矩来共同驱动主泵。
[0037]在本实用新型的一个实施例中，触发器在Tx。max不小于T ^寸，触发第二排量调节装置调整第二液压动力装置的排量，使第二液压动力装置提供的驱动扭矩Tx。等于T d，同时触发第一开关闭合、第二开关断开，完全依靠第二液压动力装置来驱动主泵。
[0038]在本实用新型的一个实施例中，触发器在第一压力传感器检测的压力达到预定最低工作压力时，触发第一开关断开、第二开关闭合，完全依靠发动机来驱动主泵。
[0039]根据本实用新型的另一方面，提供一种起重机，包括上述任意一项实施例中所述的起重机卷扬能量回收与再利用系统。
[0040]本实用新型可以有效的回收起重机起升作业重物下降过程的能量，然后加以再利用，降低了起重作业燃油消耗，节能减排。在重物下降过程，采用的是通过给蓄能器充液的方式调节重物下降速度，取代了目前的采用平衡阀调速的方式，降低了系统的发热量，延长了液压元件的使用寿命，并且可以减小起重机散热系统功率。
【附图说明】
[0041]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施