本发明专利技术公开了一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，包括负载敏感液压泵，先导控制阀块，主控制阀块，及动臂油缸，还包括节能装置的外部设有三个工作油口，节能装置内部包括四口液压变压器、伺服电机、单向阀、配流盘、常闭电磁阀、常开电磁阀、蓄能器、压力传感器；优点在于：本发明专利技术提出了一种基于四口液压变压器的挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，根据各压力传感器测得的压力值，通过控制器控制相应的电磁阀动作，将本发明专利技术的节能装置切入液压回路，并通过控制器调节伺服电机，改变四口液压变压器配流盘的控制角，从而改变其变压比，使挖掘机动臂下降过程中重力势能转换的液压能储存到蓄能器中。压能储存到蓄能器中。压能储存到蓄能器中。
【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置
[0001]本专利技术涉及液压传动与控制
，具体是指一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置。
技术介绍
[0002]能量回收研究是液压挖掘机等工程机械领域的热点问题之一，在液压挖掘机典型工况中，动臂的可回收能量约占整机总可回收能量的40％以上，是进行能量回收的首选对象。
[0003]现有的挖掘机液能回收装置有的采用发电—储能—电动释放的方式，装置复杂，能量转化环节多，回收效率低下；液压式回收大部分采用定量马达和变量泵对拖的方案，结构复杂，体积大，重量较重，成本高，还有采用新型液压变压器，由于其自身结构及原理决定，在改变变压比的同时流量也发生变化，对挖掘机的操控性能产生影响，并导致执行元件运动不稳定。
[0004]由于挖掘机在工作过程中，动臂需要频繁举升和下落，动臂下落时，在没有势能回收装置的系统中动臂的势能经过阀口节流作用转化为热能，不仅浪费能量，还会使液压油质量变差。
[0005]液压挖掘机在工作时，大质量动臂举升时产生的势能在其下降时经液压阀口节流转化为热能耗散，不仅浪费能源导致挖掘机液压系统效率低下，还使得液压油温度升高，为防止油液因过热而导致粘度下降而无法使用，需另加大规格冷却装置降温，增加了液压挖掘机的装机成本和工作功率。为提高液压挖掘机的能量利用率，减轻日益严重的环境问题，因此，亟待研究一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置来解决上述提出的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置以解决上述技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，包括负载敏感液压泵，先导控制阀块，主控制阀块，及动臂油缸，还包括节能装置的外部设有三个工作油口，分别记为A，B，O，节能装置内部包括四口液压变压器、伺服电机、单向阀一、单向阀二、单向阀三、单向阀四、配流盘、常闭电磁阀一、常闭电磁阀二、常开电磁阀、蓄能器、压力传感器一、压力传感器二、压力传感器三、压力传感器四、压力传感器五；
[0008]四口液压变压器包括四个油口，四个油口分别记为PA口、PB口、PO口、PT口，其中PA口与常闭电磁阀一相连，PB口经单向阀四(43d)与挖掘机两动臂油缸活塞杆腔相连，PO口经单向阀一与蓄能器相连，蓄能器油液进出口处连有压力传感器一，PT口与油箱连接；
[0009]四口液压变压器的PA口和PT口分布在配流盘的进油侧，PO口和PB口分布在配流盘的出油侧，PA口作为高压进油口，则PB口为低压出油口，PO口为回收出油口，PT为低压吸油口，各口在配流盘上对称分布，PA口的进油量等于PB口的出油量，PT口的进油量等于PO口的
出油量；
[0010]负载敏感液压泵从油箱吸油，输出口与主控阀块中的P供油管路、先导控制阀块中的减压阀进油口相连。
[0011]进一步的，伺服电机和四口液压变压器配流盘的伸出轴同轴连接，伺服电机驱动改变四口液压变压器上配流盘的控制角。
[0012]进一步的，常闭电磁阀一和常闭电磁阀二分别有两个油口，当其电磁铁失电时，在阀芯复位弹簧的作用下阀口处于关闭状态；当其电磁铁得电时，阀口处于连通状态，使两个油口导通。
[0013]进一步的，常开电磁阀有两个油口，当其电磁铁失电时，常开电磁阀在阀芯复位弹簧的作用下使阀口处于连通状态；当其电磁铁得电时，阀口处于关闭状态。
[0014]进一步的，蓄能器一路接常闭电磁阀二，另一路接单向阀一，并接有压力传感器一；动臂油缸二的下腔接有压力传感器二。
[0015]进一步的，先导控制阀块包括减压阀，先导控制阀一、先导控制阀二、压力传感器六、压力传感器七。
[0016]进一步的，主控制阀块包括主溢流阀、冲洗阀、LS溢流阀、过载阀一、过载阀二、动臂换向阀、压力补偿器。
[0017]进一步的，由负载敏感液压泵输出的压力油进入先导控制阀块，经减压阀后供给先导控制阀一和先导控制阀二，先导控制阀一出口接主控制阀块中的动臂换向阀阀芯的左控制口，并接有压力传感器六，先导控制阀二出口接主控制阀块中的动臂换向阀阀芯的右控制口，并接有压力传感器七。
[0018]进一步的，主控制阀块有两个工作油口，分别记为B1和B2，工作油口B1接动臂油缸一和动臂油缸二的活塞杆腔，工作油口B2接动臂油缸一和接动臂油缸二的活塞腔；当节能装置不工作时，则常闭电磁阀一、常闭电磁阀二和常开电磁阀均不得电，此时，节能装置不被串入挖掘机原有液压系统，对液压挖掘机不起作用。
[0019]进一步的，四口液压变压器的变压比定义为回收出油口PO和低压吸油口PT的压力差与高压进油口PA和低压出油口PT压力差的比值，λ＝ΔP
OT
/ΔP
AB
＝tanθ，θ为四口液压变压器配流盘控制角。
[0020]本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术提出了一种基于四口液压变压器的挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，根据各压力传感器测得的压力值，通过控制器控制相应的电磁阀动作，将本专利技术的节能装置切入液压回路，并通过控制器调节伺服电机，改变四口液压变压器配流盘的控制角，从而改变其变压比，使挖掘机动臂下降过程中重力势能转换的液压能储存到蓄能器中，当蓄能器内存储的能量达到设定值时，通过控制器控制相应的电磁阀，在不影响挖掘机操控性和动臂运动稳定性的前提下，将蓄能器内存储的能量释放，用于挖掘机动臂举升工况，避免了原液压系统中动臂下降时油液经液压阀而产生的节流损失，此外，在挖掘机动臂下降过程中经过四口液压变压器实现动臂油缸活塞杆腔流量再生，进一步提高了液压系统的效率，很大程度上避免了因油液温度升高而导致系统发热的现象，降低了系统配备的散热器设备的规格，具有明显的节能效果。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置的液压系统原理图。
[0022]图2是本专利技术一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置的控制系统硬件组成框图。
[0023]如图所示：1、负载敏感液压泵；2、先导控制阀块；3、主控制阀块；4、节能装置；41、四口液压变压器；42、伺服电机；43a、单向阀一；43b、单向阀二；43c、单向阀三；43d、单向阀四；44a、常闭电磁阀一；44b、常闭电磁阀二；44c、常闭电磁阀三；45、常开电磁阀；46、蓄能器；47a、压力传感器一；47b、压力传感器二；47c、压力传感器三；47d、压力传感器四；47e、压力传感器五；21、减压阀；22a、先导控制阀一；22b、先导控制阀二；23a、压力传感器六；23b、压力传感器七；31、主溢流阀；32、冲洗阀；33、LS溢流阀；34a、过载阀一；34b、过载阀二；35、动臂换向阀；35、压力补偿器；51a、动臂油缸一；51b、动臂油缸二；I、原液压系统。
具体实施方式
[0024]下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，包括负载敏感液压泵(1)，先导控制阀块(2)，主控制阀块(3)，及动臂油缸(5)，其特征在于，还包括节能装置的外部设有三个工作油口，分别记为A，B，O，节能装置(4)内部包括四口液压变压器(41)、伺服电机(42)、单向阀一(43a)、单向阀二(43b)、单向阀三(43c)、单向阀四(43d)、配流盘、常闭电磁阀一(44a)、常闭电磁阀二(44b)、常开电磁阀(45)、蓄能器(46)、压力传感器一(47a)、压力传感器二(47b)、压力传感器三(47c)、压力传感器四(47d)、压力传感器五(47e)；四口液压变压器(41)包括四个油口，四个油口分别记为PA口、PB口、PO口、PT口，其中PA口与常闭电磁阀一(44a)相连，PB口经单向阀四(43d)与挖掘机两动臂油缸活塞杆腔相连，PO口经单向阀一(43a)与蓄能器(46)相连，蓄能器(46)油液进出口处连有压力传感器一(47a)，PT口与油箱连接；四口液压变压器(41)的PA口和PT口分布在配流盘的进油侧，PO口和PB口分布在配流盘的出油侧，PA口作为高压进油口，则PB口为低压出油口，PO口为回收出油口，PT为低压吸油口，各口在配流盘上对称分布，PA口的进油量等于PB口的出油量，PT口的进油量等于PO口的出油量；负载敏感液压泵(1)从油箱吸油，输出口与主控阀块(3)中的P供油管路、先导控制阀块(2)中的减压阀(21)进油口相连。2.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，其特征在于，伺服电机(42)和四口液压变压器(41)配流盘的伸出轴同轴连接，伺服电机驱动改变四口液压变压器上配流盘的控制角。3.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，其特征在于，常闭电磁阀一(44a)和常闭电磁阀二(44b)分别有两个油口，当其电磁铁失电时，在阀芯复位弹簧的作用下阀口处于关闭状态；当其电磁铁得电时，阀口处于连通状态，使两个油口导通。4.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂流量再生和势能回收节能装置，其特征在于，常开电磁阀(45)有两个油口，当其电磁铁失电时，常开电磁阀(45)在阀芯复位弹簧的作用下使阀口处于连通状态；当其电磁铁得电时，阀口处于关闭状态。...
【专利技术属性】
技术研发人员：乐天，刘强，陈曦，邹宇龄，乐鹏，陈伟，孟波，
申请(专利权)人：江苏图南液控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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