本發(fā)明涉及工程機(jī)械設(shè)備，尤其是混 合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)的動(dòng)臂流量再生系統(tǒng)，屬于工程機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。 背景技術(shù)
目前，面對(duì)當(dāng)今世界的能源危機(jī)和環(huán)境的惡化，節(jié)能減排已經(jīng)成為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。挖掘機(jī)在土方施工中存在著能耗高、能源利用率低的缺點(diǎn)。挖掘機(jī)動(dòng)臂進(jìn)行著往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，需要頻繁的制動(dòng)和舉升，大部分勢(shì)能都消耗在多路閥口上，不僅造成能源浪費(fèi)，大量的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成熱能，增加了燃料的消耗，而且容易引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱，降低元件的壽命。用于挖掘機(jī)動(dòng)臂的節(jié)能方案主要有流量再生和勢(shì)能回收兩種，多數(shù)挖掘機(jī)上動(dòng)臂采用了流量再生回路，以提高工作裝置的作業(yè)速度，改善復(fù)合操縱性能，使液壓系統(tǒng)的能耗降低。但是在動(dòng)臂下降過程中利用節(jié)流閥（電磁流量閥）調(diào)節(jié)動(dòng)臂液壓缸下降的速度時(shí)， 較多的能量浪費(fèi)在了節(jié)流閥口上，能量利用率較低。隨著混合動(dòng)力挖掘機(jī)的發(fā)展，勢(shì)能回收技術(shù)逐漸成為動(dòng)臂節(jié)能的一個(gè)重要技術(shù)分支，但是單獨(dú)利用液壓馬達(dá)回收動(dòng)臂下降的勢(shì)能時(shí)，動(dòng)臂液壓缸下腔的能量仍需要主泵提供，能量綜合效率并不高。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種可回收勢(shì)能的挖掘機(jī)動(dòng)臂流量再生系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：帶勢(shì)能回收裝置的挖掘機(jī)動(dòng)臂流量再生系統(tǒng)，包括動(dòng)臂液壓缸、三位四通伺服閥、控制器、溢流閥、電磁流量閥、單向閥、變量泵、油箱和發(fā)動(dòng)機(jī)；控制器與伺服閥、電磁流量閥、變量泵電聯(lián)接；三位四通伺服閥依次與換向閥、液壓馬達(dá)連接；液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)同軸連接，發(fā)電機(jī)的輸出端與超級(jí)電容電聯(lián)接； 液壓馬達(dá)的出口壓力經(jīng)馬達(dá)單向閥由電磁流量閥控制；換向閥與油箱連接；控制器與換向閥、發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)電聯(lián)接。
本發(fā)明的有益效果是，綜合了傳統(tǒng)的流量再生系統(tǒng)和勢(shì)能回收系統(tǒng)，通過對(duì)伺服閥、電磁流量閥、以及變量泵、液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的綜合控制可以實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)在動(dòng)臂下降過程中最佳節(jié)能狀態(tài)，并且還可以通過調(diào)節(jié)元件不同參數(shù)的組合，達(dá)到所需的工作狀態(tài)。相比普通流量再生系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過回收多余的勢(shì)能，避免了在動(dòng)臂下降過程中，較多的勢(shì)能以熱能形式浪費(fèi)在節(jié)流閥口 ；相比一般的回收勢(shì)能的系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過流量再生，大大降低主泵的能耗，提高能量利用率。在動(dòng)臂下降時(shí)，不僅能夠通過勢(shì)能回收裝置回收動(dòng)臂下降過程中產(chǎn)生的勢(shì)能，而且能夠通過流量再生系統(tǒng)，將回流的液壓油部分供給液壓缸上腔，使系統(tǒng)所需主泵流量最小或?yàn)榱�，從而減少液壓系統(tǒng)中的能量損耗，提高能量的利用率，延長(zhǎng)挖掘機(jī)的使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
參見圖1，帶勢(shì)能回收裝置的挖掘機(jī)動(dòng)臂流量再生系統(tǒng)，包括動(dòng)臂液壓缸1、三位四通伺服閥2、控制器3、溢流閥4、電磁流量閥5、單向閥6、變量泵7、油箱8和發(fā)動(dòng)機(jī)9 ；控制器3與伺服閥2、電磁流量閥5、變量泵7電聯(lián)接；三位四通伺服閥2依次與換向閥14、液壓馬達(dá)11連接；液壓馬達(dá)11與發(fā)電機(jī)13同軸連接，發(fā)電機(jī)13的輸出端與超級(jí)電容12電聯(lián)接；液壓馬達(dá)11的出口壓力經(jīng)馬達(dá)單向閥10由電磁流量閥5控制；換向閥14與油箱8 連接；控制器3與換向閥14、發(fā)電機(jī)13、液壓馬達(dá)11電聯(lián)接。
動(dòng)臂液壓缸1為兩個(gè)。換向閥14為二位三通換向閥。
具體工作過程如下：
動(dòng)臂上升過程中油路流經(jīng)路徑：油箱8 —變量泵7 —單向閥6 —三位四通伺服閥 2右位一動(dòng)臂液壓缸1下腔一動(dòng)臂液壓缸1上腔一三位四通伺服閥2右位一換向閥14右位 —油箱8。
動(dòng)臂下降過程（合流加回收）主油路流經(jīng)路徑：動(dòng)臂液壓缸1下腔一三位四通伺服閥2左位一換向閥14左位一液壓馬達(dá)11 —馬達(dá)單向閥10 —三位四通伺服閥2左位一動(dòng)臂液壓缸1上腔�？刂扑欧y2和電磁流量閥5的開口、液壓馬達(dá)11和發(fā)電機(jī)13參數(shù)可以調(diào)節(jié)回收能量的比率，當(dāng)合流時(shí)流量不足時(shí)，可以用變量泵7來補(bǔ)充。
動(dòng)臂液壓缸1的上、下腔出口接三位四通伺服閥2，伺服閥2的一個(gè)分支連接換向閥14，換向閥14連接液壓馬達(dá)11，發(fā)電機(jī)13與液壓馬達(dá)11同軸連接，并將發(fā)電機(jī)13輸出端與超級(jí)電容12連接；液壓馬達(dá)11的出油端與單向閥10連接，馬達(dá)單向閥10的出口分為四個(gè)支路，一個(gè)支路通過電磁流量閥5連接油箱8，一個(gè)支路連接三位四通伺服閥2的進(jìn)口， 一個(gè)支路分別連接了溢流閥4和油箱8，一個(gè)支路經(jīng)過單向閥6與變量泵7連接，變量泵7 與發(fā)動(dòng)機(jī)9同軸連接。
信號(hào)控制單元3分別與三位四通伺服閥2、換向閥14的控制端連接，負(fù)責(zé)控制動(dòng)臂的上升下降和勢(shì)能回收裝置的工作狀態(tài)；通過輸入電信號(hào)來控制電磁流量閥5和三位四通伺服閥2的開度，然后控制動(dòng)臂液壓缸1下降的速度和液壓馬達(dá)11兩端的壓差；并根據(jù)工況需求，來控制變量泵7和液壓馬達(dá)11的排量；最后與發(fā)電機(jī)13的控制扭矩輸入端連接， 負(fù)責(zé)輸入發(fā)電機(jī)13的發(fā)電扭矩，從而控制發(fā)電機(jī)13的發(fā)電效率。
本發(fā)明是依靠在動(dòng)臂下降過程中，動(dòng)臂液壓缸1下腔的高壓液壓油經(jīng)過三位四通伺服閥2和換向閥14后，沖擊液壓馬達(dá)11，將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并通過與液壓馬達(dá)11 同軸連接的發(fā)電機(jī)13將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，存儲(chǔ)到超級(jí)電容12中，實(shí)現(xiàn)勢(shì)能回收；經(jīng)過液壓馬達(dá)11的液壓油，流經(jīng)馬達(dá)單向閥10后，一部分通過電磁流量閥5流回油箱8，一部分油液由于電磁流量閥5存在一定背壓，通過三位四通伺服閥2流回動(dòng)臂液壓缸1上腔，實(shí)現(xiàn)油液的回流；動(dòng)臂液 壓缸1的下降速度和勢(shì)能回收裝置的能量回收效率，可以通過調(diào)節(jié)電磁流量閥5、三位四通伺服閥2的開口和發(fā)電機(jī)13的輸入扭矩綜合進(jìn)行控制，以保證在動(dòng)臂正常下降時(shí)，勢(shì)能回收效率保持在較高區(qū)間。
