能量回收阀组、卷扬机构的液压系统及工程机械技术方案

本发明专利技术公开了一种能量回收阀组、卷扬机构的液压系统及工程机械，以回收和利用卷扬下放时负载的重力势能，从而降低发动机能耗。能量回收阀组包括平衡阀、换向阀和补偿阀，其中：平衡阀具有关闭工作位置和开启工作位置，包括先导油口、第一进油口和第一出油口；换向阀具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，包括第二进油口、第二出油口、第一回油口以及第一控制油口和第二控制油口，第二进油口与平衡阀的第一出油口连通，第一控制油口和第二控制油口分别与第一出油口连通，且第二进油口至第一控制油口的油路上设置有阻尼元件；补偿阀具有第三进油口、第二回油口以及第三控制油口，第三进油口与阻尼元件的出油口连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压
，特别是涉及一种能量回收阀组、卷扬机构的液压系统及工程机械。
技术介绍
随着工业的发展，燃油等能源的短缺日益严重，工程机械的节能研究正成为研究热点。目前，工程机械在进行卷扬下放时，一般通过平衡阀来控制下放速度稳定，在该过程中，负载的重力势能被白白损失掉。如何回收和利用负载的重力势能，降低发动机能耗是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种能量回收阀组、卷扬机构的液压系统及工程机械，以回收和利用卷扬下放时负载的重力势能，从而降低发动机能耗。本专利技术实施例所提供的能量回收阀组，包括平衡阀、换向阀和补偿阀，其中：平衡阀具有关闭工作位置和开启工作位置，包括先导油口、第一进油口和第一出油口；先导油口可与卷扬下放供油油路连通，第一进油口可与卷扬下放压力油路连通；在关闭工作位置，第一进油口与第一出油口截止；在开启工作位置，第一进油口与第一出油口连通；换向阀具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，包括第二进油口、第二出油口、第一回油口以及第一控制油口和第二控制油口；第二进油口与平衡阀的第一出油口连通，第二出油口可与能量回收装置连通；第一控制油口和第二控制油口分别与第一出油口连通，且第二进油口至第一控制油口的油路上设置有阻尼元件；在第一工作位置，第二进油口、第二出油口和第一回油口截止；在第二工作位置，第二进油口和第二出油口连通，第一回油口截止；在第三工作位置，第二进油口与第二出油口和第一回油口分别连通；补偿阀具有第三进油口、第二回油口以及第三控制油口，第三进油口与阻尼元件的出油口连通，第三控制油口可与卷扬下放压力油路连通。在本专利技术实施例的技术方案中，当卷扬起升时，平衡阀处于关闭工作位置，换向阀处于第一工作位置，补偿阀未工作，卷扬起升供油可直接到达卷扬马达的高压腔油口，从而带动负载起升。当卷扬下放时，能量回收阀组的工作过程可分为三个阶段。在第一阶段，平衡阀在先导压力油的作用下切换至开启工作位置，卷扬下放压力油依次经过平衡阀、换向阀的阻尼元件和补偿阀后流回油箱。补偿阀可保持平衡阀的进出口压差基本等于补偿阀的调定压力，因此，流经平衡阀的流量取决于平衡阀的开度而与负载大小无关。在该阶段，换向阀的第一控制油口和第二控制油口之间建立压差，换向阀由第一工作位置逐渐向第二工作位置移动。在第二阶段，换向阀工作在第二工作位置。流经平衡阀的压力油，大部分经过换向阀后充入能量回收装置，小部分经过阻尼元件和补偿阀后流回油箱。随着能量回收装置充液的逐渐增加，换向阀第二出油口处的压力逐渐增大，换向阀的进出口压差逐渐减小，这时换向阀会在第一控制油口和第二控制油口的压差推动下增大开度，以匹配压差的减小，从而使得充入能量回收装置的流量稳定。在第三阶段，当能量回收装置的压力接近换向阀的进口压力时，压力油无法再经过换向阀充入能量回收装置中，这时换向阀会在第一控制油口和第二控制油口的压差推动下移动至第三工作位置，以使压力油经过换向阀的第一回油口流回油箱。在该阶段，如果能量回收装置压力降低，压力油仍然会经过换向阀的第二出油口向能量回收装置充液。当卷扬再次起升时，能量回收装置给辅助马达供油，由辅助马达和发动机共同给泵提供驱动力。本方案通过回收和利用卷扬下放时负载的重力势能，大大降低了发动机能耗。优选的，能量回收阀组还包括防爆阀，所述防爆阀的进油口与卷扬下放压力油路连通，所述防爆阀的出油口与平衡阀的先导油口连通。优选的，所述能量回收阀组为集成阀组，包括先导压力油口、负载压力油口、回油口、油路切换油口和能量回收油口，其中：所述先导压力油口与平衡阀的先导油口连通；所述负载压力油口与平衡阀的第一进油口和补偿阀的第三控制油口连通；所述回油口与补偿阀的第二回油口连通；所述油路切换油口至负载压力油口单向连通，且所述油路切换油口与换向阀的第一回油口连通；所述能量回收油口与换向阀的第二出油口连通。优选的，所述能量回收阀组还包括第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与油路切换油口连通，所述第一单向阀的出油口与负载压力油口连通。本专利技术实施例还提供了一种卷扬机构的液压系统，包括发动机、泵、主换向阀、卷扬马达、如前述任一技术方案所述的能量回收阀组、能量回收装置，以及辅助马达，其中：所述能量回收阀组中，平衡阀的先导油口与卷扬马达的低压腔油口连通，平衡阀的第一进油口与卷扬马达的高压腔油口连通；换向阀的第二出油口与能量回收装置连通；所述辅助马达的进油口与能量回收装置连通，所述辅助马达的出油口与泵的吸油口连通。该液压系统由辅助马达和发动机共同给泵提供驱动，大大降低了发动机能耗。较佳的，液压系统还包括：设置于能量回收装置与辅助马达之间油路上的压力继电器，所述压力继电器在卷扬起升时将能量回收装置与辅助马达之间的油路导通，在卷扬下放时将能量回收装置与辅助马达之间的油路截止。较佳的，液压系统还包括：第二单向阀，所述第二单向阀的进油口与能量回收阀组中换向阀的第二出油口连通，所述第二单向阀的出油口与能量回收装置连通。较佳的，液压系统还包括：设置于能量回收装置至辅助马达的进油口之间油路上的溢流阀。优选的，所述能量回收装置包括蓄能器。本专利技术实施例还提供了一种工程机械，包括前述任一技术方案所述的卷扬机构的液压系统。该工程机械通过回收和利用卷扬下放时负载的重力势能，大大降低了发动机能耗。附图说明图1为本专利技术实施例的能量回收阀组结构示意图；图2为本专利技术实施例的卷扬机构的液压系统结构示意图。具体实施方式为了回收和利用卷扬下放时负载的重力势能，从而降低发动机能耗，本发明实施例提供了一种能量回收阀组、卷扬机构的液压系统及工程机械。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术一实施例提供的能量回收阀组，包括平衡阀31、换向阀32和补偿阀33，其中：平衡阀31具有关闭工作位置(即图1所示平衡阀的右位)和开启工作位置(即图1所示平衡阀的左位)，包括先导油口313、第一进油口311和第一出油口312；先导油口313可与卷扬下放供油油路(即向图2中A口供油的油路)连通，第一进油口311可与卷扬下放压力油路(即从图2中B口出油的油路)连通；在关闭工作位置，第一进油口311与第一出油口312截止；在开启工作位置，第一进油口311与第一出油口312连通；换向阀32具有第一工作位置(即图1所示换向阀的右位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量回收阀组，其特征在于，包括平衡阀、换向阀和补偿阀，其中：所述平衡阀具有关闭工作位置和开启工作位置，包括先导油口、第一进油口和第一出油口；所述先导油口可与卷扬下放供油油路连通，所述第一进油口可与卷扬下放压力油路连通；在所述关闭工作位置，所述第一进油口与所述第一出油口截止；在所述开启工作位置，所述第一进油口与所述第一出油口连通；所述换向阀具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，包括第二进油口、第二出油口、第一回油口以及第一控制油口和第二控制油口；所述第二进油口与所述平衡阀的第一出油口连通，所述第二出油口可与能量回收装置连通；所述第一控制油口和所述第二控制油口分别与所述第一出油口连通，且所述第二进油口至所述第一控制油口的油路上设置有阻尼元件；在所述第一工作位置，所述第二进油口、所述第二出油口和所述第一回油口截止；在所述第二工作位置，所述第二进油口和所述第二出油口连通，所述第一回油口截止；在所述第三工作位置，所述第二进油口与所述第二出油口和所述第一回油口分别连通；所述补偿阀具有第三进油口、第二回油口以及第三控制油口，所述第三进油口与所述阻尼元件的出油口连通，所述第三控制油口可与所述卷扬下放压力油路连通。...

【技术特征摘要】
1.一种能量回收阀组，其特征在于，包括平衡阀、换向阀和补偿阀，其
中：
所述平衡阀具有关闭工作位置和开启工作位置，包括先导油口、第一进油
口和第一出油口；所述先导油口可与卷扬下放供油油路连通，所述第一进油口
可与卷扬下放压力油路连通；在所述关闭工作位置，所述第一进油口与所述第
一出油口截止；在所述开启工作位置，所述第一进油口与所述第一出油口连通；
所述换向阀具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，包括第二
进油口、第二出油口、第一回油口以及第一控制油口和第二控制油口；所述第
二进油口与所述平衡阀的第一出油口连通，所述第二出油口可与能量回收装置
连通；所述第一控制油口和所述第二控制油口分别与所述第一出油口连通，且
所述第二进油口至所述第一控制油口的油路上设置有阻尼元件；在所述第一工
作位置，所述第二进油口、所述第二出油口和所述第一回油口截止；在所述第
二工作位置，所述第二进油口和所述第二出油口连通，所述第一回油口截止；
在所述第三工作位置，所述第二进油口与所述第二出油口和所述第一回油口分
别连通；
所述补偿阀具有第三进油口、第二回油口以及第三控制油口，所述第三进
油口与所述阻尼元件的出油口连通，所述第三控制油口可与所述卷扬下放压力
油路连通。
2.如权利要求1所述的能量回收阀组，其特征在于，还包括防爆阀，所
述防爆阀的进油口与所述卷扬下放压力油路连通，所述防爆阀的出油口与所述
平衡阀的先导油口连通。
3.如权利要求1或2所述的能量回收阀组，其特征在于，所述能量回收
阀组为集成阀组，包括先导压力油口、负载压力油口、回油口、油路切换油口
和能量回收油口，其中：
所述先导压力油口与所述平衡阀的先导油口连通；所述负载压力油口与所

\t述平衡阀的第一进油口和所述补偿阀的第三控制油口连通；所述回油口与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁野，马忠孝，赵光明，刘昆朋，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43