一种电液复合的动臂能量回收系统技术方案

本发明专利技术专利提供一种电液复合的动臂能量回收系统。平衡油缸活塞与电动‑发电机通过直线转旋转运动副相连，平衡油缸筒与电动/发电机相对位置保持不变。当动臂下降时，平衡油缸无杆腔中的高压油流进液压蓄能器中，将动臂下放过程中的部分势能和动能转化成液压能进行存储；同时，平衡油缸活塞带动运动副运动，运动副驱动动臂的部分势能和动能转换成电能存储在电储能单元中。当动臂上升时，液压蓄能器中的高压油流进平衡油缸无杆腔驱动动臂活塞上升；同时，电动/发电机从电储能单元中汲取电能驱动运动副旋转带动平衡油缸的活塞上升，平衡部分动臂和负载重量与原驱动油缸共同驱动动臂上升，以此来减小液压泵的输出能量。

An Electro-hydraulic Composite Energy Recovery System for Moving Arm

The invention patent provides an electro-hydraulic composite energy recovery system for a boom. The piston of the balancing cylinder is connected with the electric generator through the linear rotating motion pair, and the relative position between the balancing cylinder and the electric/generator remains unchanged. When the boom drops, the high-pressure oil in the rodless chamber of the balancing cylinder flows into the hydraulic accumulator, which converts part of the potential energy and kinetic energy of the boom into hydraulic energy for storage. At the same time, the piston of the balancing cylinder drives the motion of the pair, and part of the potential energy and kinetic energy of the driving arm of the moving pair are converted into electric energy stored in the electric energy storage unit. When the boom rises, the high-pressure oil in the hydraulic accumulator flows into the balancing cylinder to drive the piston of the boom to rise without rod chamber. At the same time, the motor/generator drives the piston of the balancing cylinder to rise by rotating the moving pair driven by electric energy from the electric energy storage unit, and the balancing arm and load weight drive the boom to rise together with the original driving cylinder, so as to reduce the output energy of the hydraulic pump.

【技术实现步骤摘要】
一种电液复合的动臂能量回收系统
本专利技术涉及一种能量回收系统，特别是涉及一种电液复合的动臂能量回收系统。
技术介绍
随着社会发展，大气污染和能源紧缺等问题日益凸显。为改善空气质量提高能源利用率，众多国际组织、机构先后推出严格的发动机尾气排放限制法规，各政府部门倡导开发与推广节能减排技术。液压挖掘机作为一种典型的工程机械机种，被广泛应用于建筑、煤矿以及水利等领域，但由于其低效率、高排放引起了工业界与学术界的高度关注。目前，国内外针对挖掘机的节能技术开展了大量的研究工作。其中，动臂的能量回收是一种典型有效的节能方案。对于液压挖掘机动臂势能的回收，主要分为电气式和液压式两种。电气式能量回收是在动臂油缸的无杆腔连接液压马达-发电机将机械能转化为液压能再转化成电能进行能量存储来实现。动臂下放的速度通过液压马达-发电机的转速或通过液压马达-发电机和比例换向阀复合控制实现。其中，采用液压马达-发电机控制动臂下放速度往往存在控制特性差的问题。而采用液压马达-发电机和比例换向阀复合控制虽然可以较好的解决操控性问题，但是能量的再利用与能量的回收不是同一条途径，所有动臂能量需经过从机械能-驱动油缸-液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电液复合的动臂能量回收系统，其特征在于：包括电动机、液压泵、溢流阀、多路阀、控制器、动臂先导控制手柄、原驱动油缸、平衡油缸、液压储能器、2/2换向阀、第一3/4换向阀、第二3/4换向阀、直线转旋转运动副、电动‑发电机、电动‑发电机控制器、电动机控制器和电能储能单元；所述液压泵由所述电动机同轴连接并驱动，溢流阀连接至所述液压泵；所述液压泵的出口与溢流阀的入口和多路阀的P口相连，同时液压泵的出口压力信号输入到控制器中；多路阀的T口连油箱，多路阀的A口与原驱动油缸无杆腔相连，多路阀的B口与原驱动油缸有杆腔和第一3/4换向阀的P口相连；多路阀A口和B口的压力信号输入到控制器中；多路阀的C口连油...

【技术特征摘要】
1.一种电液复合的动臂能量回收系统，其特征在于：包括电动机、液压泵、溢流阀、多路阀、控制器、动臂先导控制手柄、原驱动油缸、平衡油缸、液压储能器、2/2换向阀、第一3/4换向阀、第二3/4换向阀、直线转旋转运动副、电动-发电机、电动-发电机控制器、电动机控制器和电能储能单元；所述液压泵由所述电动机同轴连接并驱动，溢流阀连接至所述液压泵；所述液压泵的出口与溢流阀的入口和多路阀的P口相连，同时液压泵的出口压力信号输入到控制器中；多路阀的T口连油箱，多路阀的A口与原驱动油缸无杆腔相连，多路阀的B口与原驱动油缸有杆腔和第一3/4换向阀的P口相连；多路阀A口和B口的压力信号输入到控制器中；多路阀的C口连油箱；所述多路阀的A口与所述原驱动油缸的无杆腔相连接，多路阀的B口与原驱动油缸的有杆腔相连；第一3/4换向阀的A口与第二3/4换向阀的T口相连；第二3/4换向阀的P口通过所述2/2换向阀连接至所述液压储能器，第二3/4换向阀的A口连接至所述平衡油缸的无杆腔，第二3/4换向阀的B口连接至所述平衡油缸的有杆腔；平衡油缸与原驱动油缸机械并联连接，并通过力在动臂上耦合；平衡油缸活塞与直线转旋转运动副机械相连；直线转旋转运动副与发电机电动-发电机机械相连；平衡油缸筒与发电机电动-发电机的相对位置保持不变；电动-发电机与发电机电动-发电机控制器相连，发电机电动-发电机控制器与电能储能单元相连；发电机电动-发电机控制器与控制器相连，由控制器向发电机电动-发电机发布控制指令；动臂先导控制手柄的输出信号输入到控制器中，实现动臂的上升下放。2.根据权利要求1所述的一种电液复合的动臂能量回收系统，其特征在于：当动臂操作手柄处于表征动臂下放位置时，此时所述控制器输出信号使所述多路阀右侧控制油路接高压油，使多路阀处于右位工作，此时其油口P与B相通，油口A与油口T相通；控制器输出信号使2/2换向阀处于上位工作，此时其油口A与B相通；控制器输出信号使第一3/4换向阀处于上位工作，此时其油口P与A相通，其油口T与B相通；控制器输出信号使第二3/4换向阀处于上位工作，此时其油口P与A相通，油口T与B相通；控制器向电动机控制器发布转速控制指令，电动机带动液压泵输出的液压油部分进入到动臂原驱动油缸，部分液压油经第一3/4换向阀和第二3/4换向阀进入平衡油缸的有杆腔，动臂原驱动油缸的无杆腔通过多路阀的阀口A经阀口T回油箱，平衡油缸的无杆腔通过第二3/4换向阀和2/2换向阀流进蓄能器，动臂下放；平衡油缸活塞带动直线转旋转运动副向下运动，此时控制器向电动-发电机控制器发布转速控制指令，控制电动-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈其怀，林添良，任好玲，付胜杰，缪骋，吕若曦，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35