專利名稱：挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要廣泛應(yīng)用于挖掘機(jī)、旋挖鉆等工程機(jī)械領(lǐng)域以及其它液壓系統(tǒng)回油能耗浪費(fèi)嚴(yán)重但有回收利用空間的領(lǐng)域，節(jié)能減排，屬于混合動(dòng)力控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有挖掘機(jī)基本上都是使用液壓系統(tǒng)進(jìn)行操作控制，液壓系統(tǒng)帶來大功率密集傳動(dòng)的同時(shí)也造成能量的大量浪費(fèi)，由于液壓系統(tǒng)的工作特性，液壓系統(tǒng)的功率利用率一般為30% 40%，其余能量全部轉(zhuǎn)化成動(dòng)能、熱能損失掉，怎樣提高液壓系統(tǒng)的利用率也是挖掘機(jī)行業(yè)爭相研究的熱點(diǎn)，混合動(dòng)力挖掘機(jī)(回轉(zhuǎn)電馬達(dá)驅(qū)動(dòng))就是其中一例，提高液壓利用率與降低發(fā)動(dòng)機(jī)匹配能耗。由于挖掘機(jī)等工程行走機(jī)械的特性，為解決液壓馬達(dá)因慣性的存在而造成吸空損壞，在液壓主回油路上設(shè)置了 0. 3 0. 5MPa的背壓閥進(jìn)行補(bǔ)油，由 于背壓的利用幾率低而造成了液壓能量的白白浪費(fèi)，回油的液壓壓力能和動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成熱量而浪費(fèi)掉，同時(shí)過大的流速?zèng)_擊著液壓油箱與油濾，引起振動(dòng)，帶來噪音以及加快油濾的壽命。在21噸以上的中大噸位挖掘機(jī)電控系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)的匹配參數(shù)一般為60A, 24V,即P = UI = I. 44KW ;而液壓回油一般在300L/min左右，壓力平均損失0. 38MPa，壓力損失功率為Pffi= pq/60 = I. 74KW,動(dòng)能約為E = mv2/2 = 0. 044KW,實(shí)際液壓回油功率損失為Pa =P壓+E= 1.784KW?；厥者@部分能量完全可以滿足挖掘機(jī)普通電控系統(tǒng)(照明、儀表、風(fēng)扇、空調(diào))的使用，在混合動(dòng)力的挖掘機(jī)電控系統(tǒng)中還可以將多余的能量儲(chǔ)存起來備電回轉(zhuǎn)馬達(dá)使用，可以防止匹配系統(tǒng)ISG電機(jī)發(fā)電的不足，加大系統(tǒng)功率匹配存儲(chǔ)，減少發(fā)動(dòng)機(jī)匹配功率要求。這部分能量一直處于持續(xù)性工作狀態(tài)，回收量可觀，盡可能的提高液壓能量利用率，節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于向液壓挖掘機(jī)提供一套結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、系統(tǒng)控制簡單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、實(shí)現(xiàn)液壓回油能量收集的系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主泵工作，回油路上的液壓馬達(dá)或葉輪將液壓能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為馬達(dá)的機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，由于整個(gè)系統(tǒng)屬于低壓工作系統(tǒng)(最高壓力約為0. 5MPa)，可靠性大為提高。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣的，一種挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)，其特征在于油箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、主泵、先導(dǎo)操縱液壓工作系統(tǒng)、挖掘機(jī)液壓主工作系統(tǒng)、液壓馬達(dá)或葉輪、發(fā)電機(jī)、蓄電池、電控系統(tǒng)、油冷器構(gòu)成部件的油路匹配走向與原理控制油路。主工作回油路是能量的轉(zhuǎn)換和回收油路。液壓馬達(dá)或葉輪在回油能量回收的同時(shí)向主液壓系統(tǒng)提供背壓補(bǔ)油?；厥栈芈飞系囊簤厚R達(dá)或葉輪是液壓能、動(dòng)能向機(jī)械能旋轉(zhuǎn)、扭矩轉(zhuǎn)化的裝置。液壓馬達(dá)或葉輪、發(fā)電機(jī)分開和/或整合成一體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)控制簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)匹配成本低、維護(hù)容易、低壓工作系統(tǒng)可靠性高壽命長；能夠在現(xiàn)有部件上就能實(shí)現(xiàn)該功能，充分利用系統(tǒng)能量，吸收動(dòng)能、降低流速、提高熱交換能力，在固定功率匹配下向系統(tǒng)提供儲(chǔ)備電力，減少浪費(fèi)，做到節(jié)能減排，吸振；具有持續(xù)性能量回收優(yōu)勢(shì)。


本發(fā)明的結(jié)構(gòu)構(gòu)成是這樣的圖I為挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)原理圖，同時(shí)也是其在挖掘機(jī)上的應(yīng)用示例原理圖。圖I中，油箱①、發(fā)動(dòng)機(jī)②、主泵③、先導(dǎo)操縱液壓工作系統(tǒng)④、挖掘機(jī)液壓主工作系統(tǒng)⑤、液壓馬達(dá)或葉輪⑥、發(fā)電機(jī)⑦、蓄電池⑧、電控系統(tǒng)⑨、油冷器⑩。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣的下面以應(yīng)用示例圖I進(jìn)行說明在挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)中，按本發(fā)明所示原理圖將所需部件進(jìn)行連接構(gòu)成一個(gè)挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)。當(dāng)挖掘機(jī)處于正常工作的狀態(tài)下時(shí)，安裝在回油路上的液壓馬達(dá)或葉輪⑥將回油路上的流體動(dòng)能、液壓能(P =Pq/60+mv2/2)轉(zhuǎn)化成液壓馬達(dá)或葉輪⑥的機(jī)械能(轉(zhuǎn)速、扭矩)，液壓馬達(dá)或葉輪⑥通過減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)⑦旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)⑦將機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能，發(fā)電機(jī)⑦同蓄電池⑧并聯(lián)向電控系統(tǒng)⑨供電。當(dāng)蓄電池⑧的電壓低時(shí)發(fā)電機(jī)⑦向蓄電池⑧蓄電，蓄電池⑧電滿后，發(fā)電機(jī)⑦向電控系統(tǒng)⑨供電，電控系統(tǒng)⑨控制發(fā)電機(jī)⑦電能的其它利用以及儲(chǔ)存。同時(shí)由于液壓馬達(dá)或葉輪⑥在回油路上構(gòu)建了背壓約為0. 3MPa，這個(gè)背壓在行走馬達(dá)或者其它需要補(bǔ)油的部件在需要補(bǔ)油時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油，不影響原有部件的正常工作，一舉兩得。權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)，其特征在于油箱①、發(fā)動(dòng)機(jī)②、主泵③、先導(dǎo)操縱液壓工作系統(tǒng)④、挖掘機(jī)液壓主工作系統(tǒng)⑤、液壓馬達(dá)或葉輪⑥、發(fā)電機(jī)⑦、蓄電池⑧、電控系統(tǒng)⑨、油冷器⑩構(gòu)成部件的油路匹配走向與原理控制油路。
2.按照權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)，其特征在于主工作回油路是能量的轉(zhuǎn)換和回收油路。
3.按照權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)，其特征在于液壓馬達(dá)或葉輪⑥在回油能量回收的同時(shí)向主液壓系統(tǒng)提供背壓補(bǔ)油。
4.按照權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)，其特征在于回收回路上的液壓馬達(dá)或葉輪⑥是液壓能、動(dòng)能向機(jī)械能旋轉(zhuǎn)、扭矩轉(zhuǎn)化的裝置。
5.按照權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)，其特征在于液壓馬達(dá)或葉輪⑥、發(fā)電機(jī)⑦分開和/或整合成一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)液壓回油能量收集系統(tǒng)，包括油箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、主泵、先導(dǎo)操縱液壓工作系統(tǒng)、挖掘機(jī)液壓主工作系統(tǒng)、液壓馬達(dá)或葉輪、發(fā)電機(jī)、蓄電池、電控系統(tǒng)、油冷器。主要應(yīng)用于挖掘機(jī)、旋挖鉆等工程機(jī)械混合動(dòng)力領(lǐng)域以及其它液壓系統(tǒng)回油能耗浪費(fèi)嚴(yán)重但有回收利用空間的領(lǐng)域，節(jié)能減排。系統(tǒng)控制簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)匹配成本低、維護(hù)容易、低壓工作系統(tǒng)可靠性高壽命長；能夠在現(xiàn)有部件上就能實(shí)現(xiàn)該功能，充分利用系統(tǒng)能量，吸收動(dòng)能、降低流速、提高熱交換能力，在固定功率匹配下向系統(tǒng)提供儲(chǔ)備電力，減少浪費(fèi)，做到節(jié)能減排、吸振；具有持續(xù)性能量回收優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)E02F9/22GK102748344SQ20121016963
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者盧青, 周東, 姚健, 李武, 梁曉東, 莫有瑜, 譚俊 申請(qǐng)人:廣西玉柴重工有限公司