一种能量回收和再利用液压系统技术方案

一种能量回收和再利用液压系统，主换向阀分别与回转马达和高压切换阀相并联；回转马达通过回转支承和转台连接；高压切换阀的上位、下位控制口分别与回转马达的A口、B口连接；第一液压泵/马达和第二液压泵/马达同轴串联；第一液压泵/马达的A口与高压切换阀的C口连接，还通过第三补油单向阀与油箱连接；第一液压泵/马达的B口分别与第一蓄能器和辅助阀的P口连接，还通过第四补油单向阀与油箱连接，辅助阀的A口通过汇流单向阀与主换向阀的P口连接；第二液压泵/马达的A口与第二蓄能器连接，还通过第五补油单向阀与油箱连接，第二液压泵/马达的B口与油箱连接。该系统能在制动时回收转台的动能，并能实现回收能量的再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种能量回收和再利用液压系统
本专利技术属于液压传动
，具体涉及一种能量回收和再利用液压系统。
技术介绍
液压挖掘机在各类施工领域中被广泛应用，液压挖掘机具有高油耗的缺点。如何提高挖掘机的能量利用效率，一直是相关技术人员研究的重点，也一直是难以攻克的技术难题。液压挖掘机在回转制动时，由于转台的巨大惯性，回转马达并不会马上停止转动，它将继续回转并压缩出油口的油液，使回转马达出油口产生瞬时高压油液，并从溢流阀溢流。在此过程中，转台的动能转化为油液的热能，从而达到转台制动的目的。在挖掘机的典型工作循环中，回转马达需启动和制动两次。长时间工作下，回转马达制动溢流浪费掉的能量非常巨大，如果能回收制动时转台的动能，并在合适的时机对回收能量进行利用，必能节省挖掘机能量消耗，提高液压系统的工作效率。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种能量回收和再利用液压系统，该系统能在制动时回收转台的动能，并能实现回收能量的再利用，能减少挖掘机能量的消耗，有助于提高液压系统的能量利用效率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种能量回收和再利用液压系统，包括原动机、回转液压泵、主换向阀、回转马达、转台、油箱、第一溢流阀、第二溢流阀、第一补油单向阀和第二补油单向阀；所述原动机与回转液压泵同轴连接；所述回转液压泵的出油口P通过供油单向阀与主换向阀的P口连接；所述主换向阀的A口和B口分别与回转马达的A口和B口连接；回转液压泵的吸油口S和主换向阀的T口均与油箱连接；所述回转马达通过回转支承和转台连接，回转马达的A口、B口分别通过第一溢流阀、第二溢流阀与油箱连接；所述第一补油单向阀和第二补油单向阀分别与第一溢流阀和第二溢流阀并联安装；还包括高压切换阀、第一液压泵/马达、第二液压泵/马达用于控制转台动作的操纵手柄和用于处理控制信号的控制器；高压切换阀的A口和上位控制口均与回转马达的A口连接；高压切换阀的B口和下位控制口均与回转马达的B口连接；第一液压泵/马达和第二液压泵/马达同轴串联；第一液压泵/马达的A口分别与高压切换阀的C口和第三补油单向阀的出油口连接，第三补油单向阀的进油口与油箱连接；第一液压泵/马达的B口分别与第一蓄能器、第四补油单向阀的出油口和辅助阀的P口连接，第四补油单向阀的进油口与油箱连接，辅助阀的A口通过汇流单向阀与主换向阀的P口连接；第二液压泵/马达的A口分别与第二蓄能器、第五补油单向阀的出油口连接，第五补油单向阀的进油口与油箱连接，第二液压泵/马达的B口与油箱连接；控制器的输入端与操纵手柄的控制信号输出端连接，其输出端分别与主换向阀、辅助阀连接。本专利技术可以在不影响挖掘机动作性能的前提下，对挖掘机回转制动能量进行回收和再利用。与直接使用回转马达作为能量转换元件的能量回收方案相比，由于使用了相串联的第一和第二液压泵/马达，并采用了分别与第一和第二液压泵/马达相连接的第一和第二蓄能器，可以在第一蓄能器和第二蓄能器均进行充能的基础上，再利用第二蓄能器中储存的液压能对第一蓄能器进行二次蓄能，使回收到第一蓄能器内的油液具有更高的压力，第一蓄能器通过辅助阀和汇流单向阀与主换阀连接，能在原动机功率不足时对系统的能量进行补足，从而有利于回收能量的再利用。本专利技术可用于挖掘机、起重机、旋挖钻机等具有回转机构的工程机械和其它类似液压设备中。进一步，在需要的时候可以通过调小液压泵/马达的排量，使回收到蓄能器内的油液具有更高的压力。第一液压泵/马达和第二液压泵/马达均为变量泵/马达，第一蓄能器和第二蓄能器上分别连接有第一压力传感器和第二压力传感器，第一液压泵/马达、第二液压泵/马达、第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器连接。第一压力传感器和第二压力传感器能便于实时监测第一蓄能器和第二蓄能器内的压力情况。进一步，为了避免第一液压泵/马达的B口的油压过高，还包括第四溢流阀，第一液压泵/马达的B口通过第四溢流阀和油箱连接。进一步，为了避免第二液压泵/马达的A口的油压过高，还包括第五溢流阀，第二液压泵/马达的A口通过第五溢流阀和油箱连接。进一步，回转液压泵的出油口P还通过主溢流阀与油箱连接。主溢流阀用于控制回转液压泵的最高工作压力。进一步，为了避免第一液压泵/马达的A口的油压过高，第一液压泵/马达的A口通过第三溢流阀与油箱连接。本专利技术能实现对挖掘机回转制动能量的回收和再利用一体化功能，可以提高系统的能量利用效率。附图说明图1是本专利技术的液压原理图。图中：1、原动机，2、回转液压泵，3、供油单向阀，4、主换向阀，5、回转马达，6、油箱，701、第一溢流阀，702、第二溢流阀，801、第一补油单向阀，802、第二补油单向阀，9、高压切换阀，10、回转支承，11、转台，12、主溢流阀，13、第一液压泵/马达，14、第二液压泵/马达，15、第三溢流阀，16、第一蓄能器，171、第三补油单向阀，172、第四补油单向阀，18、辅助阀，19、第四溢流阀，20、汇流单向阀，21、第二蓄能器，22、第五溢流阀，23、第五补油单向阀。具体实施方式下面对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种能量回收和再利用液压系统，包括原动机1、回转液压泵2、主换向阀4、回转马达5、转台11、油箱6、第一溢流阀701、第二溢流阀702、第一补油单向阀801和第二补油单向阀802；所述原动机1与回转液压泵2同轴连接，原动机1为液压泵提供动力，其可以采用柴油机等发动机，也可以采用电动机。所述回转液压泵2的出油口P通过供油单向阀3与主换向阀4的P口连接；所述主换向阀4的A口和B口分别与回转马达5的A口和B口连接；回转液压泵2的吸油口S和主换向阀4的T口均与油箱连接；主换向阀4优选为三位四通电磁换向阀；所述回转马达5通过回转支承10和转台11连接，回转马达5的A口、B口分别通过第一溢流阀701、第二溢流阀702与油箱6连接；所述第一补油单向阀801和第二补油单向阀802分别与第一溢流阀701和第二溢流阀702并联安装；第一溢流阀701和第二溢流阀702分别用于限制回转马达5的A口和B口的最高工作压力。所述第一补油单向阀801和第二补油单向阀802用于对回转马达5进行补油，当回转马达5的A口压力小于油箱6的压力时，油箱6内的油液可以对回转马达5的A口进行补油。同理，当回转马达5的B口压力小于油箱6的压力时，油箱6内的油液可以对回转马达5的B口进行补油。防止回转马达5出现吸空现象。还包括高压切换阀9、第一液压泵/马达13、第二液压泵/马达14用于控制转台动作的操纵手柄和用于处理控制信号的控制器；高压切换阀9的A口和上位控制口均与回转马达5的A口连接；高压切换阀9的B口和下位控制口均与回转马达5的B口连接；第一液压泵/马达13和第二液压泵/马达14同轴串联；第一液压泵/马达13的A口分别与高压切换阀9的C口和第三补油单向阀171的出油口连接，第三补油单向阀171的进油口与油箱6连接；第一液压泵/马达13的B口分别与第一蓄能器16、第四补油单向阀172的出油口和辅助阀18的P口连接，第四补油单向阀172的进油口与油箱连接，辅助阀18的A口通过汇流单向阀20与主换向阀4的P口连接；第二液压泵/马达14的A口分别与第二蓄能器21、第五补油单向阀23的出油口连接，第五补油单向阀23的进油口与油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量回收和再利用液压系统，包括原动机(1)、回转液压泵(2)、主换向阀(4)、回转马达(5)、转台(11)、油箱(6)、第一溢流阀(701)、第二溢流阀(702)、第一补油单向阀(801)和第二补油单向阀(802)；所述原动机(1)与回转液压泵(2)同轴连接；所述回转液压泵(2)的出油口P通过供油单向阀(3)与主换向阀(4)的P口连接；所述主换向阀(4)的A口和B口分别与回转马达(5)的A口和B口连接；回转液压泵(2)的吸油口S和主换向阀(4)的T口均与油箱连接；所述回转马达(5)通过回转支承(10)和转台(11)连接，回转马达(5)的A口、B口分别通过第一溢流阀(701)、第二溢流阀(702)与油箱(6)连接；所述第一补油单向阀(801)和第二补油单向阀(802)分别与第一溢流阀(701)和第二溢流阀(702)并联安装；其特征在于，还包括高压切换阀(9)、第一液压泵/马达(13)、第二液压泵/马达(14)用于控制转台动作的操纵手柄和用于处理控制信号的控制器；高压切换阀(9)的A口和上位控制口均与回转马达(5)的A口连接；高压切换阀(9)的B口和下位控制口均与回转马达(5)的B口连接；第一液压泵/马达(13)和第二液压泵/马达(14)同轴串联；第一液压泵/马达(13)的A口分别与高压切换阀(9)的C口和第三补油单向阀(171)的出油口连接，第三补油单向阀(171)的进油口与油箱(6)连接；第一液压泵/马达(13)的B口分别与第一蓄能器(16)、第四补油单向阀(172)的出油口和辅助阀(18)的P口连接，第四补油单向阀(172)的进油口与油箱(6)连接，辅助阀(18)的A口通过汇流单向阀(20)与主换向阀(4)的P口连接；第二液压泵/马达(14)的A口分别与第二蓄能器(21)、第五补油单向阀(23)的出油口连接，第五补油单向阀(23)的进油口与油箱(6)连接，第二液压泵/马达(14)的B口与油箱(6)连接；控制器的输入端与操纵手柄的控制信号输出端连接，其输出端分别与主换向阀(4)、辅助阀(18)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种能量回收和再利用液压系统，包括原动机(1)、回转液压泵(2)、主换向阀(4)、回转马达(5)、转台(11)、油箱(6)、第一溢流阀(701)、第二溢流阀(702)、第一补油单向阀(801)和第二补油单向阀(802)；所述原动机(1)与回转液压泵(2)同轴连接；所述回转液压泵(2)的出油口P通过供油单向阀(3)与主换向阀(4)的P口连接；所述主换向阀(4)的A口和B口分别与回转马达(5)的A口和B口连接；回转液压泵(2)的吸油口S和主换向阀(4)的T口均与油箱连接；所述回转马达(5)通过回转支承(10)和转台(11)连接，回转马达(5)的A口、B口分别通过第一溢流阀(701)、第二溢流阀(702)与油箱(6)连接；所述第一补油单向阀(801)和第二补油单向阀(802)分别与第一溢流阀(701)和第二溢流阀(702)并联安装；其特征在于，还包括高压切换阀(9)、第一液压泵/马达(13)、第二液压泵/马达(14)用于控制转台动作的操纵手柄和用于处理控制信号的控制器；高压切换阀(9)的A口和上位控制口均与回转马达(5)的A口连接；高压切换阀(9)的B口和下位控制口均与回转马达(5)的B口连接；第一液压泵/马达(13)和第二液压泵/马达(14)同轴串联；第一液压泵/马达(13)的A口分别与高压切换阀(9)的C口和第三补油单向阀(171)的出油口连接，第三补油单向阀(171)的进油口与油箱(6)连接；第一液压泵/马达(13)的B口分别与第一蓄能器(16)、第四补油单向阀(172)的出油口和辅助阀(18)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建松，孙金海，周波，黎少辉，张文婷，
申请(专利权)人：徐州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32