[发明专利]一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统

权利要求书

1.一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统，包括油源（1）、主换向阀（3）、液压缸（4）和操纵手柄（16），所述油源（1）通过第一单向阀（2）与主换向阀（3）的P口连接，主换向阀（3）的A口、B口分别通过管路与液压缸（4）的无杆腔、有杆腔连接；主换向阀（3）的T口通过管路与油箱（5）连接；

其特征在于，还包括液压泵/马达（6）、飞轮（8）、第二单向阀（11）、控制器（15）、设置在液压缸（4）的无杆腔中的第一压力传感器（12）、设置在液压泵/马达（6）的P口的第二压力传感器（13）、设置在飞轮（8）上的转速传感器（14）；

所述液压泵/马达（6）的P口通过第一换向阀（7）与液压缸（4）的无杆腔连接，液压泵/马达（6）的P口通过第二换向阀（17）与液压缸（4）的有杆腔连接；液压泵/马达（6）的A口通过管路与油箱（5）连接；液压泵/马达（6）输出轴通过离合器（9）与所述飞轮（8）的飞轮轴连接；

所述第二单向阀（11）的进油口通过管路与油箱（5）连接，第二单向阀（11）的出油口通过管路与液压泵/马达（6）的P口连接；

所述控制器（15）分别与主换向阀（3）、第一换向阀（7）、第二换向阀（17）、液压泵/马达（6）、离合器（9）、第一压力传感器（12）、第二压力传感器（13）、转速传感器（14）和操纵手柄（16）连接；

主换向阀（3）为三位四通电磁换向阀，其电磁铁Y1b得电后工作在左位，其电磁铁Y1a得电后工作在右位，其不加电时工作在中位,工作在左位时，其P口和A口之间的油路连接，其T口和B口之间的油路连通；工作在右位时，其P口和B口之间的油路连接，其T口和A口之间的油路连通；工作在中位时，其P口和A口之间的油路断开，其T口和B口之间的油路连通；

所述操纵手柄（16）上设有用于挖掘机增力功能的功能按钮，所述控制器（15）在功能按钮按下时控制第二换向阀（17）得电，并调整液压泵/马达（6)工作在泵工况的一个较小排量，然后控制离合器(9)接合；

液压泵/马达（6）的P口通过溢流阀（10）与油箱（5）连接，所述溢流阀（10）的压力高于油源（1）的最高工作压力；

当操作人员通过操纵手柄（16）控制动臂下放时，控制器（15）接收到操纵手柄（16）的控制信号，控制主换向阀（3）的电磁铁Y1a得电；当操纵手柄（16）的摆角继续增大，控制器（15）给主换向阀（3）的控制电流继续增大，使主换向阀（3）的阀口继续增大；当主换向阀（3）的控制电流超过一定值后，控制器（15）发出控制信号，使第一换向阀（7）和第二换向阀（17）得电，离合器（9）吸合，同时将液压泵/马达（6）的排量调整变大；控制器（15）根据转速传感器（14）的信号，判断飞轮（8）的充能情况，在飞轮（8）的加速度较小时控制液压泵/马达（6）的排量逐渐增加，使飞轮（8）继续加速；当控制器（15）检测到操纵手柄（16）摆角变小时，控制器（15）减小主换向阀（3）的控制电流以减小其阀口大小；同时，控制器（15）将液压泵/马达（6）的排量减小；当主换向阀（3）的控制电流减小到一定值后，控制器（15）控制离合器（9）断开液压泵/马达（6）和飞轮（8）的连接，同时第一换向阀（7）和第二换向阀（17）失电；

当操作人员通过操纵手柄（16）控制动臂提升时，控制器（15）接收到操纵手柄（16）的控制信号，控制主换向阀（3）的电磁铁Y1b得电；当控制器（15）给主换向阀（3）的电流超过一定值后，控制器（15）控制第一换向阀（7）得电，同时离合器（9）吸合，使飞轮（8）与液压泵/马达（6）的轴连接在一起；控制器（15）根据转速传感器（14）的信号，判断飞轮（8）的能量释放情况，在飞轮（8）的加速度较小时控制液压泵/马达（6）的排量逐渐增大，使飞轮（8）较快地减速，释放更多的能量；当控制器（15）检测到操纵手柄（16）摆角减小时，控制器（15）减小主换向阀（3）的控制电流以减小其阀口大小；同时，控制器（15）将液压泵/马达（6）的排量减小；当主换向阀（3）的控制电流减小到一定值后，控制器（15）控制离合器（9）断开液压泵/马达（6）和飞轮（8）的连接，同时第一换向阀（7）失电。

2.根据权利要求1所述的一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统，其特征在于，所述液压泵/马达（6）和离合器（9）之间还连接有变速器（18），所述变速器（18）与控制器（15）连接。