、溢流閥、電磁流量閥、單向閥、變量泵、油箱和發(fā)動機(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)明可以實現(xiàn)挖掘機(jī)在動臂下降過程中最佳節(jié)能狀態(tài)，減少液壓系統(tǒng)中的能量損耗，提高能量的利用率，延長挖掘機(jī)的使用壽命。

　　本發(fā)明涉及工程機(jī)械設(shè)備

，尤其是混 合動力液壓挖掘機(jī)的動臂流量再生系統(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。挖掘機(jī)動臂進(jìn)行著往復(fù)的運動

，需要頻繁的制動和舉升

，大部分勢能都消耗在多路閥口上，不僅造成能源浪費

，大量的勢能轉(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)動臂的節(jié)能方案主要有流量再生和勢能回收兩種，多數(shù)挖掘機(jī)上動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

。但是在動臂下降過程中利用節(jié)流閥（電磁流量閥）調(diào)節(jié)動臂液壓缸下降的速度時

， 較多的能量浪費在了節(jié)流閥口上，能量利用率較低

。隨著混合動力挖掘機(jī)的發(fā)展

，勢能回收技術(shù)逐漸成為動臂節(jié)能的一個重要技術(shù)分支，但是單獨利用液壓馬達(dá)回收動臂下降的勢能時

，動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

　　針對上述問題，本發(fā)明提供一種可回收勢能的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)

。

　　本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)

，包括動臂液壓缸、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)和勢能回收系統(tǒng)

，通過對伺服閥

、電磁流量閥、以及變量泵

、液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的綜合控制可以實現(xiàn)挖掘機(jī)在動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能，避免了在動臂下降過程中

，較多的勢能以熱能形式浪費在節(jié)流閥口

；相比一般的回收勢能的系統(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

。在動臂下降時，不僅能夠通過勢能回收裝置回收動臂下降過程中產(chǎn)生的勢能

，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為零

，從而減少液壓系統(tǒng)中的能量損耗

，提高能量的利用率，延長挖掘機(jī)的使用壽命

。

　　具體實施方式

　　下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明

。

　　參見圖1，帶勢能回收裝置的挖掘機(jī)動臂流量再生系統(tǒng)

，包括動臂液壓缸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。

　　動臂液壓缸1為兩個

。換向閥14為二位三通換向閥

。

　　具體工作過程如下：

　　動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右位一動臂液壓缸1下腔一動臂液壓缸1上腔一三位四通伺服閥2右位一換向閥14右位 —油箱8。

　　動臂下降過程（合流加回收）主油路流經(jīng)路徑：動臂液壓缸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左位一動臂液壓缸1上腔

�

？刂扑欧�閥2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)合流時流量不足時

，可以用變量泵7來補(bǔ)充

。

　　動臂液壓缸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的出口分為四個支路

，一個支路通過電磁流量閥5連接油箱8

，一個支路連接三位四通伺服閥2的進(jìn)口， 一個支路分別連接了溢流閥4和油箱8

，一個支路經(jīng)過單向閥6與變量泵7連接

，變量泵7 與發(fā)動機(jī)9同軸連接。

　　信號控制單元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)控制動臂的上升下降和勢能回收裝置的工作狀態(tài)；通過輸入電信號來控制電磁流量閥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)明是依靠在動臂下降過程中，動臂液壓缸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

，存儲到超級電容12中

，實現(xiàn)勢能回收；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流回動臂液壓缸1上腔

，實現(xiàn)油液的回流；動臂液 壓缸1的下降速度和勢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

，以保證在動臂正常下降時，勢能回收效率保持在較高區(qū)間

。