专利名称：挖掘机液压回油能量收集系统的制作方法
技术领域：
本发明主要广泛应用于挖掘机、旋挖钻等工程机械领域以及其它液压系统回油能耗浪费严重但有回收利用空间的领域，节能减排，属于混合动力控制装置技术领域。
背景技术：
现有挖掘机基本上都是使用液压系统进行操作控制，液压系统带来大功率密集传动的同时也造成能量的大量浪费，由于液压系统的工作特性，液压系统的功率利用率一般为30% 40%，其余能量全部转化成动能、热能损失掉，怎样提高液压系统的利用率也是挖掘机行业争相研究的热点，混合动力挖掘机(回转电马达驱动)就是其中一例，提高液压利用率与降低发动机匹配能耗。由于挖掘机等工程行走机械的特性，为解决液压马达因惯性的存在而造成吸空损坏，在液压主回油路上设置了 0. 3 0. 5MPa的背压阀进行补油，由 于背压的利用几率低而造成了液压能量的白白浪费，回油的液压压力能和动能全部转化成热量而浪费掉，同时过大的流速冲击着液压油箱与油滤，引起振动，带来噪音以及加快油滤的寿命。在21吨以上的中大吨位挖掘机电控系统中，发电机的匹配参数一般为60A, 24V,即P = UI = I. 44KW ;而液压回油一般在300L/min左右，压力平均损失0. 38MPa，压力损失功率为Pffi= pq/60 = I. 74KW,动能约为E = mv2/2 = 0. 044KW,实际液压回油功率损失为Pa =P压+E= 1.784KW。回收这部分能量完全可以满足挖掘机普通电控系统(照明、仪表、风扇、空调)的使用，在混合动力的挖掘机电控系统中还可以将多余的能量储存起来备电回转马达使用，可以防止匹配系统ISG电机发电的不足，加大系统功率匹配存储，减少发动机匹配功率要求。这部分能量一直处于持续性工作状态，回收量可观，尽可能的提高液压能量利用率，节能减排。
发明内容
本发明的目的在于向液压挖掘机提供一套结构紧凑、安装方便、系统控制简单、价格便宜、维护方便、实现液压回油能量收集的系统。当发动机带动主泵工作，回油路上的液压马达或叶轮将液压能和动能转化为马达的机械能传递给发电机发电，由于整个系统属于低压工作系统(最高压力约为0. 5MPa)，可靠性大为提高。本发明的技术解决方案是这样的，一种挖掘机液压回油能量收集系统，其特征在于油箱、发动机、主泵、先导操纵液压工作系统、挖掘机液压主工作系统、液压马达或叶轮、发电机、蓄电池、电控系统、油冷器构成部件的油路匹配走向与原理控制油路。主工作回油路是能量的转换和回收油路。液压马达或叶轮在回油能量回收的同时向主液压系统提供背压补油。回收回路上的液压马达或叶轮是液压能、动能向机械能旋转、扭矩转化的装置。液压马达或叶轮、发电机分开和/或整合成一体。本发明的优点是系统控制简单、结构紧凑、系统匹配成本低、维护容易、低压工作系统可靠性高寿命长；能够在现有部件上就能实现该功能，充分利用系统能量，吸收动能、降低流速、提高热交换能力，在固定功率匹配下向系统提供储备电力，减少浪费，做到节能减排，吸振；具有持续性能量回收优势。
本发明的结构构成是这样的图I为挖掘机液压回油能量收集系统原理图，同时也是其在挖掘机上的应用示例原理图。图I中，油箱①、发动机②、主泵③、先导操纵液压工作系统④、挖掘机液压主工作系统⑤、液压马达或叶轮⑥、发电机⑦、蓄电池⑧、电控系统⑨、油冷器⑩。
具体实施例方式本发明的技术解决方案是这样的下面以应用示例图I进行说明在挖掘机液压控制系统中，按本发明所示原理图将所需部件进行连接构成一个挖掘机液压回油能量收集系统。当挖掘机处于正常工作的状态下时，安装在回油路上的液压马达或叶轮⑥将回油路上的流体动能、液压能(P =Pq/60+mv2/2)转化成液压马达或叶轮⑥的机械能(转速、扭矩)，液压马达或叶轮⑥通过减速机构带动发电机⑦旋转，发电机⑦将机械能再转换为电能，发电机⑦同蓄电池⑧并联向电控系统⑨供电。当蓄电池⑧的电压低时发电机⑦向蓄电池⑧蓄电，蓄电池⑧电满后，发电机⑦向电控系统⑨供电，电控系统⑨控制发电机⑦电能的其它利用以及储存。同时由于液压马达或叶轮⑥在回油路上构建了背压约为0. 3MPa，这个背压在行走马达或者其它需要补油的部件在需要补油时进行补油，不影响原有部件的正常工作，一举两得。权利要求
1.一种挖掘机液压回油能量收集系统，其特征在于油箱①、发动机②、主泵③、先导操纵液压工作系统④、挖掘机液压主工作系统⑤、液压马达或叶轮⑥、发电机⑦、蓄电池⑧、电控系统⑨、油冷器⑩构成部件的油路匹配走向与原理控制油路。
2.按照权利要求I所述的挖掘机液压回油能量收集系统，其特征在于主工作回油路是能量的转换和回收油路。
3.按照权利要求I所述的挖掘机液压回油能量收集系统，其特征在于液压马达或叶轮⑥在回油能量回收的同时向主液压系统提供背压补油。
4.按照权利要求I所述的挖掘机液压回油能量收集系统，其特征在于回收回路上的液压马达或叶轮⑥是液压能、动能向机械能旋转、扭矩转化的装置。
5.按照权利要求I所述的挖掘机液压回油能量收集系统，其特征在于液压马达或叶轮⑥、发电机⑦分开和/或整合成一体。
全文摘要
本发明公开了一种挖掘机液压回油能量收集系统，包括油箱、发动机、主泵、先导操纵液压工作系统、挖掘机液压主工作系统、液压马达或叶轮、发电机、蓄电池、电控系统、油冷器。主要应用于挖掘机、旋挖钻等工程机械混合动力领域以及其它液压系统回油能耗浪费严重但有回收利用空间的领域，节能减排。系统控制简单、结构紧凑、系统匹配成本低、维护容易、低压工作系统可靠性高寿命长；能够在现有部件上就能实现该功能，充分利用系统能量，吸收动能、降低流速、提高热交换能力，在固定功率匹配下向系统提供储备电力，减少浪费，做到节能减排、吸振；具有持续性能量回收优势。
文档编号E02F9/22GK102748344SQ20121016963
公开日2012年10月24日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者卢青, 周东, 姚健, 李武, 梁晓东, 莫有瑜, 谭俊 申请人:广西玉柴重工有限公司