[实用新型]动臂势能能量回收及再利用系统

说明书

一种动臂势能能量回收及再利用系统，发电机与液压泵同轴连接，液压泵的吸油口S与油箱连接，其排油口P通过第一单向阀与主换向阀的P口连接，主换向阀的A口和B口分别与动臂液压缸的有杆腔和无杆腔连接；第一换向阀的A口和P口分别与主换向阀的T口和液压泵马达的P口连接，第一换向阀的T口和液压泵马达的T口均与油箱连接，第一换向阀的B口通过第二单向阀分别与蓄能器、压力检测装置和第二换向阀的P口连接，第二换向阀的A口与液压马达的P口连接，液压马达的T与油箱连接，液压马达的输出轴连接风扇；液压泵马达的输出轴依次通过变速器和第一离合器与飞轮的传动轴连接。该系统可以对动臂势能能量进行有效的回收，且不会对原有系统产生影响。

技术领域

本实用新型属于液压控制技术领域，具体是一种动臂势能能量回收及再利用系统。

背景技术

大型工程机械设备的臂架具有非常大的质量。以挖掘机为例，其工作过程中，动臂的升降动作频繁，又由于工作装置和负载质量大，在下降过程中会释放出大量的势能。

图1为当前一种普遍的挖掘机结构示意图。其中，动臂100的端部铰接在转台200上，动臂液压缸4的缸筒铰接在转台200上，动臂液压缸4的活塞杆端铰接在动臂100的中部。当动臂液压缸4的活塞杆做伸缩运动时，即可带动动臂100做提升和下放动作。挖掘机在工作过程中，动臂升降动作频繁，又由于工作装置和负载质量大，在下降过程中会释放出大量的势能。图2是现有技术中挖掘机动臂液压系统的简化原理图。结合图1和图2可知，上述的势能绝大部分消耗在主换向阀3的阀口上并转换为热能，这不仅造成了能量的浪费，还使系统的发热量大大增加，同时，油液的高温也会降低液压元件的使用寿命。因此，研究动臂势能回收与再利用问题，对延长设备使用寿命，提高能量利用率具有重要意义。

目前，工程机械的动臂势能回收方式主要有电力式和液压式。电力式主要采用液压马达、发电机为能量转化元件，蓄电池和超级电容为储能元件，以实现能量的转换和回收。但是动臂下降过程的时间非常短，通常只有3～6s，其能量较大，所以功率很大。现有技术中的蓄电池难以承受如此大的充电功率。而超级电容价格极为昂贵，且其安装所需空间较大，因此电力式回收的实用性不强。液压式能量回收系统以变量液压泵或液压马达作为能量转换元件，以蓄能器为储能元件。其工作原理为，当回收系统重力势能时，通过变量液压泵或液压马达来回收动臂势能并转化为液压能，并储存于液压蓄能器中，当系统中需要用能时，储存的能量释放出来以辅助发动机对外做功。液压式回收方案利用了液压元件功率密度大，能吸收压力冲击等优点，但因蓄能器储存能量的密度低，如果需要储存较多能量时会需要较大体积的蓄能器，进而会占用较大的安装空间，且这种蓄能器的安装也非常不方便，因此这种回收的实用性也不强。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种动臂势能能量回收及再利用系统，该系统可以对动臂势能能量进行有效的回收，且不会对原有系统产生影响，同时，可将回收的能量直接作用于系统中，不仅能避免能量的浪费，同时，也能达到节能的目的。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种动臂势能能量回收及再利用系统，包括发电机、液压泵、油箱、第一单向阀、主换向阀、动臂液压缸和蓄能器、第一换向阀、液压泵马达、第二单向阀、压力检测装置、第二换向阀、液压马达、风扇、变速器、第一离合器和飞轮；发电机与液压泵同轴连接，液压泵的吸油口S与油箱连接，其排油口P通过第一单向阀与主换向阀的P口连接，主换向阀的A口和B口分别与动臂液压缸的有杆腔和无杆腔连接；

第一换向阀的A口和P口分别与主换向阀的T口和液压泵马达的P口连接，第一换向阀的T口和液压泵马达的T口均与油箱连接，第一换向阀的B口通过第二单向阀分别与蓄能器、压力检测装置和第二换向阀的P口连接，第二换向阀的A口与液压马达的P口连接，液压马达的T与油箱连接，液压马达的输出轴连接风扇；

所述液压泵马达的输出轴依次通过变速器和第一离合器与飞轮的传动轴连接。