一种液压挖掘机动臂势能回收系统.pdf

本发明提供了液压挖掘机动臂势能回收系统的技术方案，该方案还包括用于驱动动臂运动的两个主控油缸和一个辅助油缸，所述辅助油缸分别与两个主控油缸并联设置，所述两个主控油缸的缸杆和辅助油缸的缸杆同步运动，所述液压泵经第二换向阀与两个主控油缸的有杆腔、无杆腔以及辅助油缸的有杆腔连通，所述辅助油缸的无杆腔与蓄能器连通。使用本发明能将辅助油缸下降的势能回收在蓄能器中，蓄能器在动臂上升时释放储存的势能，整个液压系统较现有技术相比，大大降低了能耗，减小了发热，实现了能量的再次利用。

1.  一种液压挖掘机动臂势能回收系统，包括油箱和液压泵，其特征是：还包括用于驱动动臂运动的两个主控油缸和一个辅助油缸，所述辅助油缸分别与两个主控油缸并联设置，所述两个主控油缸的缸杆和辅助油缸的缸杆同步运动，所述液压泵经第二换向阀与两个主控油缸的有杆腔、无杆腔以及辅助油缸的有杆腔连通，所述辅助油缸的无杆腔与蓄能器连通。

2.  根据权利要求1所述的液压挖掘机动臂势能回收系统，其特征是：所述第二换向阀的高压油腔和低压油腔之间设置有单向阀。

3.  根据权利要求2所述的液压挖掘机动臂势能回收系统，其特征是：所述第二换向阀采用的是三位六通换向阀，所述第二换向阀的P口、N口均与液压泵连通，所述第二换向阀的O口与油箱连通，所述第二换向阀的A口与两个主控油缸的无杆腔连通，所述第二换向阀的B口与两个主控油缸有杆腔、辅助油缸的有杆腔连通，所述第二换向阀的M口与流量控制阀的进口连通，所述流量控制阀的出口与油箱连通。

4.  根据权利要求3所述的液压挖掘机动臂势能回收系统，其特征是：所述液压泵的出口连通有具有充能和放能功能的第一换向阀。

5.  根据权利要求4所述的液压挖掘机动臂势能回收系统，其特征是：所述第一换向阀采用的是三位六通换向阀，所述第一换向阀的P口、N口均与所述液压泵连通，所述第一换向阀的O口与油箱连通，所述第一换向阀的M口与所述流量控制阀连通，所述第一换向阀的B口经截止阀与所述蓄能器连通。

6.  根据权利要求1-5任一所述的液压挖掘机动臂油缸势能回收系统，其特征是：所述辅助油缸的无杆腔与蓄能器通过油管直接连通。

7.  根据权利要求1-5任一所述的液压挖掘机动臂油缸势能回收系统，其特征是：所述液压泵的出口处连通有溢流阀，该溢流阀的出口与油箱连通。

8.  根据权利要求1-5任一所述的液压挖掘机动臂势能回收系统，其特征是：所述蓄能器采用的是活塞式蓄能器。

一种液压挖掘机动臂势能回收系统
技术领域
本发明涉及的是工程机械液压传动领域，尤其是一种液压挖掘机动臂势能回收系统。
背景技术
液压挖掘机是一种应用广泛的工程机械，工作装置重量约占整机重量1/4，在挖掘机作业过程中，每一个作业循环都要举升和下降一次工作装置，举升时需要大量的能量，下降时的势能又白白浪费。现有技术中这是现有技术所存在的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种液压挖掘机动臂势能回收系统的技术方案，使用本发明能将工作装置下降的势能回收在蓄能器中，蓄能器在动臂上升时释放储存的势能，整个液压系统较现有技术相比，大大降低了能耗，减小了发热，实现了能量的再次利用。
本方案是通过如下技术措施来实现的：一种液压挖掘机动臂势能回收系统，包括油箱和液压泵，还包括用于驱动动臂运动的两个主控油缸和一个辅助油缸，所述辅助油缸分别与两个主控油缸并联设置，所述两个主控油缸的缸杆和辅助油缸的缸杆同步运动，所述液压泵经第二换向阀与两个主控油缸的有杆腔、无杆腔以及辅助油缸的有杆腔连通，所述辅助油缸的无杆腔与蓄能器连通。
本发明的进一步改进还有，所述第二换向阀的高压油腔和低压油腔之间设置有单向阀。通过单向阀可以实现在短时间回油侧高压油返回进油侧，这样进油侧流量增大，速度提高，实现了流量再生功能。
本发明的进一步改进还有，所述第二换向阀采用的是三位六通换向阀，所述第二换向阀的P口、N口均与液压泵连通，所述第二换向阀的O口与油箱连通，所述第二换向阀的A口与两个主控油缸的无杆腔连通，所述第二换向阀的B口与两个主控油缸有杆腔、辅助油缸的有杆腔连通，所述第二换向阀的M口与流量控制阀的进口连通，所述流量控制阀的出口与油箱连通。
为了避免蓄能器初次使用或因泄露造成蓄能系统压力的降低，本发明的进一步改进还有，所述液压泵的出口连通有具有充能和放能功能的第一换向阀，通过控制第一换向阀的阀芯运动，使蓄能器能够完成充能和放能。
本发明的进一步改进还有，所述第一换向阀采用的是三位六通换向阀，所述第一换向阀的P口、N口均与所述液压泵连通，所述第一换向阀的O口与油箱连通，所述第一换向阀的M口与所述流量控制阀连通，所述第一换向阀的B口经截止阀与所述蓄能器连通。
本发明的进一步改进还有，所述辅助油缸的无杆腔与蓄能器通过油管直接连通，也就是在油管上没有设置任何控制机构，具有能量回收率高，动作快捷高效的特点。
本发明的进一步改进还有，所述液压泵的出口处连通有溢流阀，该溢流阀的出口与油箱连通。
本发明的进一步改进还有，所述蓄能器采用的是活塞式蓄能器。
本发明的技术特点和积极效果为： （1）本发明包括油箱和液压泵，还包括用于驱动动臂运动的两个主控油缸和一个辅助油缸，所述辅助油缸分别与两主控油缸并联设置，所述两个主控油缸的缸杆和辅助油缸的缸杆同步运动，本发明的液压挖掘机动臂采用三油缸结构驱动，这与现有技术中的一个油缸或两个油缸相比，主控油缸需要的压力较现有技术大大减小，从而节省了能源，缩短了动臂油缸提升的时间，提高了整机的工作效率；
（2）所述液压泵经第二换向阀与两个主控油缸的有杆腔、无杆腔以及辅助油缸的有杆腔连通，所述辅助油缸的无杆腔与蓄能器连通，通过将所述辅助油缸的无杆腔与蓄能器连通，辅助油缸下降的势能储存在蓄能器中，在辅助油缸的缸杆上升时蓄能器中存储的能量释放用以推动动臂上升，使能量再次利用，达到了降低能耗，减少发热的目的；辅助油缸的无杆腔直接与蓄能器连通，中间没有设置任何控制机构，因而具有能量回收利用率高，动作快捷高效的特点；
（3）所述第二换向阀的高压油腔和低压油腔之间设置有单向阀，液压系统中高压油腔的液压油通过单向阀直接进入低压油腔，使进油侧的流量增大，提高了动臂下降的速度。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
图中，1为油箱，2为液压泵，3为第二换向阀，4为溢流阀，5为蓄能器，6为流量控制阀，7为主控油缸，8为辅助油缸，9为截止阀，10为第一换向阀，11为单向阀。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
通过附图可以看出，一种液压挖掘机动臂势能回收系统，包括油箱1和液压泵2，还包括用于驱动动臂运动的两个主控油缸7和一个辅助油缸8，所述辅助油缸8分别与两个主控油缸7并联设置，所述两个主控油缸7的缸杆和辅助油缸8的缸杆同步运动，共同控制动臂的上升或下降，主控油缸7为常规的液压油缸，辅助油缸8具有能量回收功能，辅助油缸8位于两个主控油缸7之间。所述液压泵2经第二换向阀3与两个主控油缸7的有杆腔、无杆腔以及辅助油缸8的有杆腔连通，所述辅助油缸8的无杆腔与蓄能器5通过一根油管直接连通，辅助油缸8和蓄能器5之间没有控制构件。
因两个主控油缸7和一辅助油缸8的小腔同时供油，为保证动臂下降速度，液压系统中的流量需求就比较大，本发明在所述第二换向阀3的高压油腔和低压油腔之间设置有单向阀11，通过单向阀11可以实现在短时间回油侧高压油返回进油侧，这样进油侧流量增大，速度提高，实现了流量再生功能。
本发明中，所述第二换向阀3采用的是三位六通换向阀，所述第二换向阀3的P口、N口均与液压泵2连通，所述第二换向阀3的O口与油箱1连通，所述第二换向阀3的A口与两个主控油缸7的无杆腔连通，所述第二换向阀3的B口与两个主控油缸7有杆腔、辅助油缸8的有杆腔连通，所述第二换向阀3的M口与流量控制阀6连通，所述流量控制阀6的出口与油箱1连通。
动臂下降的蓄能过程：     当操纵动臂先导手柄时，先导压力推动第二换向阀3的阀芯向左移动，此时，由液压泵2输出的液压油经第二换向阀3的P口、B口进入到两个主控油缸7的有杆腔和辅助油缸8的有杆腔，使动臂下降，两个主控油缸7的无杆腔的液压油经第二换向阀3的A口、O口流回至油箱1，同时辅助油缸8的无杆腔与蓄能器5连通，无杆腔的液压油流入蓄能器5，使蓄能器5的体积变小，压力升高，从而储存势能。
动臂上升的放能过程：
当操纵动臂先导手柄时，先导压力推动第二换向阀3的阀芯向右移动，此时，由液压泵2出书的液压油经第二换向阀3P口、A口进入到两个主控油缸7的无杆腔，两个主控油缸7的有杆腔的液压油经第二换向阀3的B口、O口流回至油箱1，同时，辅助油缸8的无杆腔与蓄能器5连通，因蓄能器5内高压气体的压力作用，推动辅助油缸8的缸杆向上运动，辅助做工，蓄能器5内气体体积变大，压力降低，能量释放。
为了避免蓄能器5初次使用或因泄露等原因造成压力下降而影响蓄能器5的效果，本发明在所述液压泵2的出口连通有第一换向阀10，所述第一换向阀10和第二换向阀3并联设置。所述第一换向阀10采用的是三位六通换向阀，所述第一换向阀10的P口、N口均与所述液压泵2连通，所述第一换向阀10的O口与油箱1连通，所述第一换向阀10的M口与所述流量控制阀6连通，所述第一换向阀10的B口经截止阀9与蓄能器5连通。通过控制第一换向阀10的阀芯移动，实现了蓄能器5的充能和放能，具体的为：首先打开截止阀9，操纵第一换向阀10的阀芯向左移动，液压泵2输出的液压油经第一换向阀10的P口、B口输入到蓄能器5的液压油侧，达到设定压力后，第一换向阀10的阀芯回到中位，关闭截止阀9，充能结束。放能过程与之相反，打开换向阀，操纵第一换向阀10的阀芯向右移动，蓄能器5内的压力油经第一换向阀10的B口、O口流回至油箱1，蓄能器5内压力降低，放能结束后，关闭截止阀9。
所述液压泵2的出口处连通有溢流阀4，该溢流阀4的出口与油箱1连通，用于控制系统的压力。所述液压泵2采用的是变量泵。所述蓄能器5采用的是活塞式蓄能器。所述第一换向阀10和第二换向阀3均采用的是电液换向阀。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。