專利名稱：一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓挖掘機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，尤其是涉及一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液壓挖掘機(jī)是一種進(jìn)行土方開挖作業(yè)的施工機(jī)械，由于其適應(yīng)性強(qiáng)、作業(yè)效率高等優(yōu)越性，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑、交通運(yùn)輸、水利水電工程、農(nóng)田改造、礦山挖掘以及現(xiàn)代化軍事工程等各行業(yè)的機(jī)械化施工過程中，但是液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置在施工過程中產(chǎn)生的能量損失主要是由以下三方面產(chǎn)生的1、液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置在啟動(dòng)及制動(dòng)過程中，尤其是在鏟斗滿載工況下，由于大慣量而造成的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的壓力沖擊，致使回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)溢流發(fā)熱；2、液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置在滿斗提升等瞬時(shí)大負(fù)荷工況下需要大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)配置；而在卸載階段等小負(fù)荷工況下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率匹配過大，造成發(fā)動(dòng)機(jī)在小負(fù)荷工況下能量利用不足而形成的能量浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，它解決了液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置在滿斗提升及回轉(zhuǎn)和空斗回轉(zhuǎn)的制動(dòng)過程中的能量浪費(fèi)問題，并在液壓挖掘機(jī)的卸載階段等小負(fù)荷工況下將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率充分地利用，將浪費(fèi)的能量進(jìn)行再利用并提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的利用率，實(shí)現(xiàn)了液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)過程中的節(jié)能功能，具有廣闊的發(fā)展前景。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，包括安裝在液壓挖掘機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過分動(dòng)箱與所述液壓泵連接，其特征在于還包括總控制器，所述總控制器連接有與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端連接的發(fā)電機(jī)、與所述發(fā)電機(jī)的輸出端連接的整流器，以及與所述整流器的輸入端連接的逆變器、與所述逆變器的輸入端連接的直流伺服電機(jī)和與所述直流伺服電機(jī)連接的蓄電裝置，所述直流伺服電機(jī)的輸入端和所述蓄電裝置的輸入端均與所述整流器的輸出端連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述總控制器相接。上述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊與所述總控制器相接。上述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)控制模塊與所述總控制器相接。上述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述直流伺服電機(jī)通過直流伺服電機(jī)控制模塊與所述總控制器相接。上述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述總控制器為PLC控制器。[0011]上述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述整流器為可控硅整流器。上述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電裝置為高性能聚合物固體蓄電池或超級(jí)電容。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精度高，實(shí)用性強(qiáng)。2、保證了液壓挖掘機(jī)運(yùn)行過程中的能量充分利用和液壓挖掘機(jī)的工作效率，實(shí)現(xiàn)了液壓挖掘機(jī)工作過程中的節(jié)能功能，具有廣闊的發(fā)展空間。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I一總控制器； 2—發(fā)動(dòng)機(jī)；3—發(fā)電機(jī)；4 一整流器； 5—蓄電裝置；6—直流伺服電機(jī)；7—逆變器； 8—分動(dòng)箱；9—液壓泵；2-1 一發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊； 3_1—發(fā)電機(jī)控制模塊；6-1—直流伺服電機(jī)控制模塊。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，包括安裝在液壓挖掘機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)2和液壓泵9，所述發(fā)動(dòng)機(jī)2通過分動(dòng)箱8與所述液壓泵9連接，還包括總控制器1，所述總控制器I連接有與所述發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出端連接的發(fā)電機(jī)3、與所述發(fā)電機(jī)3的輸出端連接的整流器4，以及與所述整流器4的輸入端連接的逆變器7、與所述逆變器7的輸入端連接的直流伺服電機(jī)6和與所述直流伺服電機(jī)6連接的蓄電裝置5，所述直流伺服電機(jī)6的輸入端和所述蓄電裝置5的輸入端均與所述整流器4的輸出端連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)2與所述總控制器I相接。如圖2所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)2通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊2-1與所述總控制器I相接。如圖2所示，所述發(fā)電機(jī)3通過發(fā)電機(jī)控制模塊3-1與所述總控制器I相接。如圖2所示，所述直流伺服電機(jī)6通過直流伺服電機(jī)控制模塊6-1與所述總控制器I相接。本實(shí)施例中，所述總控制器I為PLC控制器。本實(shí)施例中，所述整流器4為可控硅整流器。本實(shí)施例中，所述蓄電裝置5為高性能聚合物固體蓄電池或超級(jí)電容。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的工作原理為所述發(fā)動(dòng)機(jī)2通過所述分動(dòng)箱8與所述發(fā)電機(jī)3連接，因而所述發(fā)動(dòng)機(jī)2產(chǎn)生的動(dòng)力既能夠?yàn)樗鲆簤罕?提供動(dòng)力，也能為所述發(fā)電機(jī)3提供動(dòng)力，所述總控制器I根據(jù)液壓挖掘機(jī)的運(yùn)行情況對(duì)所述發(fā)電機(jī)3和液壓泵9進(jìn)行動(dòng)力分配。當(dāng)液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置在空載回轉(zhuǎn)、空載或滿載制動(dòng)、卸載等工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力富足時(shí)，通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)2所產(chǎn)生的一部分動(dòng)力帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)3運(yùn)行，所述發(fā)電機(jī)3運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的交流電通過所述整流器4后所產(chǎn)生的直流電能夠?qū)λ鲂铍娧b置5進(jìn)行充電，而當(dāng)液壓挖掘機(jī)的鏟斗裝置進(jìn)行挖掘、回轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行啟動(dòng)、滿斗提升及回轉(zhuǎn)等大負(fù)荷工況時(shí)，所述發(fā)電機(jī)3所產(chǎn)生的交流電經(jīng)過所述整流器4整流后的直流電和所述蓄電裝置5 —起對(duì)所述直流伺服電機(jī)6進(jìn)行供電，當(dāng)液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置工作在制動(dòng)階段時(shí)，所述直流伺服電機(jī)6作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，所述直流伺服電機(jī)6所產(chǎn)生的直流電經(jīng)過所述逆變器7后逆變?yōu)榻涣麟?，逆變后的交流電再?jīng)過所述整流器4后整流成直流電，這時(shí)整流后的直流電對(duì)所述蓄電裝置5進(jìn)行充電，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)2在制動(dòng)過程中將所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，所產(chǎn)生的交流電經(jīng)過所述整流器4后轉(zhuǎn)化為直流電，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)蓄電裝置的充電，這樣就將原本浪費(fèi)掉的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成了可以利用的電能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能的回收，同時(shí)液壓挖掘機(jī)的所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊2-1、發(fā)電機(jī)控制模塊3-1和直流伺服電機(jī)控制模塊6-1能夠?qū)⑺霭l(fā)動(dòng)機(jī)2、發(fā)電機(jī)3和直流伺服電機(jī)6的實(shí)際運(yùn)行情況實(shí)時(shí)傳送到所述總控制器I中，所述總控制器接收到信號(hào)后進(jìn)行處理，處理后的結(jié)果用于控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)2、發(fā)電機(jī)3和直流伺服電機(jī)6的運(yùn)行。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，包括安裝在液壓挖掘機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)和液壓泵(9 )，所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2 )通過分動(dòng)箱(8 )與所述液壓泵(9 )連接，其特征在于還包括總控制器(1)，所述總控制器(I)連接有與所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的輸出端連接的發(fā)電機(jī)(3)、與所述發(fā)電機(jī)(3)的輸出端連接的整流器(4)，以及與所述整流器(4)的輸入端連接的逆變器(7)、與所述逆變器(7 )的輸入端連接的直流伺服電機(jī)(6 )和與所述直流伺服電機(jī)(6 )連接的蓄電裝置(5)，所述直流伺服電機(jī)(6)的輸入端和所述蓄電裝置(5)的輸入端均與所述整流器(4) 的輸出端連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2)與所述總控制器(I)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2 )通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(2-1)與所述總控制器(I)相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)電機(jī)(3)通過發(fā)電機(jī)控制模塊(3-1)與所述總控制器(I)相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述直流伺服電機(jī)(6 )通過直流伺服電機(jī)控制模塊(6-1)與所述總控制器(I)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)利要求所述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述總控制器(I)為PLC控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)利要求所述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述整流器(4)為可控硅整流器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)利要求所述的一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電裝置(5)為高性能聚合物固體蓄電池或超級(jí)電容。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)，包括安裝在液壓挖掘機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過分動(dòng)箱與所述液壓泵連接，還包括總控制器，所述總控制器連接有與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端連接的發(fā)電機(jī)、與所述發(fā)電機(jī)的輸出端連接的整流器，以及與所述整流器的輸入端連接的逆變器、與所述逆變器的輸入端連接的直流伺服電機(jī)和與所述直流伺服電機(jī)連接的蓄電裝置，所述直流伺服電機(jī)的輸入端和所述蓄電裝置的輸入端均與所述整流器的輸出端連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述總控制器相接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精度高，實(shí)用性強(qiáng)，保證了液壓挖掘機(jī)運(yùn)行過程中的能量充分利用實(shí)現(xiàn)了液壓挖掘機(jī)工作過程中的節(jié)能功能，具有廣闊的發(fā)展空間。
文檔編號(hào)E02F9/22GK202850085SQ20122054952
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者周龍剛, 王艷, 翁軍良, 李偉, 馮忠緒 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)