[发明专利]用于工程机械的回转制动的能量回收及释放的电液系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用于工程机械能量回收的系统，尤其涉及一种用于工程机械回转制动能量回收及释放的电液系统。

背景技术

随着科技的发展，能源的消耗以及环境的恶化已经成为全球性的问题，目前，世界各国都将节能减排工作放在十分重要的位置。工程机械在使用中能源消耗大，排放污染多，而且使用量极大，对能源的浪费和环境的污染带来很大的影响，因此研究工程机械的节能问题具有十分重要的意义。许多工程机械存在频繁的回转工况，而在回转过程中，由于负载惯性较大，制动过程中会释放出大量的能量，在目前绝大多数回转工程机械中，这部分能量是通过溢流损失消耗掉，这不仅造成了能量的浪费，溢流产生的热量也会缩短器件的使用寿命，甚至对系统的稳定性造成影响。

目前，工程机械节能的形式主要是混合动力。其中，油电混合方式因其结构简单，易于实现，成为混合动力的主要形式。油电混合动力将工程机械回转制动或者液压缸下降的能量转换为电能储存起来。释放的时候，再将这部分能量转化为机械能，为发动机提供功率。转换成电能需要超级电容或者蓄电池，由于超级电容和蓄电池的功率密度小，且造价很高，在频繁回转的工况下，效果欠佳。

发明内容

本发明提供一种用于工程机械回转制动能量回收及释放的电液系统，能够自动将工程机械回转制动时产生的能量通过液压能存储单元储存起来，控制器根据主泵需求控制第一电磁换向阀释放液压能存储单元所存储的能量，驱动变量液压马达为主泵提供扭矩，以降低发动机的负载功率，减少工程机械的油耗，提高工程机械的工作效率。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明一种用于工程机械的回转制动的能量回收及释放的电液系统包括能量回收及释放机构和控制单元，所述控制单元包括控制器和第一压力传感器，能量回收及释放机构包括液压能存储单元、第一电磁换向阀、液压马达、顺序阀、第一单向阀和第二单向阀，所述液压马达与工程机械的主变量泵同轴连接，液压马达的A口与第一电磁换向阀的一个端口连通，第一电磁换向阀的另一个端口、液压能存储单元、顺序阀的出口和第一压力传感器相互连通，液压马达的B口与工程机械的油箱连通，顺序阀的入口同时与第一单向阀的出口、第二单向阀的出口连通，第一单向阀的入口与工程机械的回转马达的一个油口连通，第二单向阀（13）的入口与工程机械的回转马达的另一个油口连通；控制器分别与第一压力传感器、液压马达、第一电磁换向阀电连接；

当第一压力传感器检测到液压能存储单元的压力值大于或等于液压能存储单元的最低工作压力值时，控制器使第一电磁换向阀得电开启，液压能存储单元内的高压油经液压马达释放出去；当第一压力传感器检测到液压能存储单元的压力值低于液压能存储单元的最低工作压力值时，控制器使第一电磁换向阀断电关闭，同时控制器调节液压马达的排量至最小排量值。

本发明另一种用于工程机械回转制动能量回收及释放的电液系统包括能量回收及释放机构和控制单元，所述控制单元包括控制器、第一压力传感器和第二压力传感器，能量回收及释放机构包括液压能存储单元、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、液压马达、顺序阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀，液压马达与工程机械的主变量泵的泵轴同轴连接，液压马达的A口同时与第一电磁换向阀的一个端口、第四单向阀的出口连通，第一电磁换向阀的另一个端口、液压能存储单元、顺序阀的出口、第三单向阀的出口和第一压力传感器相互连通，液压马达的B口与第二电磁换向阀的P口连通，第二电磁换向阀的A口与第三单向阀的入口连通，第二电磁换向阀的B口与工程机械的油箱连通，顺序阀的入口同时与第一单向阀、第二单向阀的出口连通，第一单向阀的入口与工程机械的回转马达的一个油口连通，第二单向阀的入口与所述回转马达的另一个油口连通，第二压力传感器与工程机械的主变量泵的出口连通；控制器分别与第一压力传感器、第二压力传感器、液压马达、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀电连接；

控制器能够根据第二压力传感器检测到的主变量泵的出口压力获得工程机械的发动机的负载功率，当所述发动机的负载功率大于其额定功率时，控制器使第一电磁换向阀得电，控制器通过调节液压马达的排量使发动机的负载功率等于额定功率；当所述发动机的负载功率低于其额定功率时，控制器使第一电磁换向阀断电且使第二电磁换向阀得电，控制器通过调节液压马达的排量使发动机的负载功率等于其额定功率。

进一步地，本发明还包括安全阀，所述安全阀的入口与液压能存储单元连通，安全阀的出口与所述油箱连通。 

进一步地，本发明所述液压马达为变量马达或定量马达。