本发明专利技术公开了一种用于工程机械重力势能回收及释放的电液系统。它包括控制系统、动力源、执行机构、换向机构和能量回收释放机构，所述控制系统包括控制器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器；动力源包括发动机、主变量泵和油箱；执行机构包括升降液压缸；换向机构包括多路阀和先导控制手柄；能量回收释放机构包括蓄能器、第一液控两位三通阀、电磁两位三通阀和变量泵-马达。本发明专利技术能够将工程机械下降工况时大量的重力势能回收，并用于驱动主泵，降低发动机消耗功率，减少能量浪费，提高工程机械的工作效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工程机械能量回收系统，尤其涉及一种用于工程机械重力势能回收及释放的电液系统。
技术介绍
目前，节能和环保已经成为全世界普遍的话题，工程机械是能源消耗的主要领域之一，因此节约能源、保护环境工作在工程机械应用中尤为重要。工程机械中应用广泛的挖掘机、装载机、履带吊等设备最主要的工况是起升和回转，而在现有的绝大部分工程机械中，并没有能量回收系统，在下降和回转制动过程中大量的势能和动能由溢流、节流损失掉，这不仅造成极大的能源浪费，而且制动产生的热量会导致液压系统不稳定，缩短原件的使用寿命。近年来，利用蓄电池的混合动力系统开始应用到工程机械中，依靠超级电容或蓄 电池将工程机械重力势能或者回转的动能转换为电能储存起来，释放时用蓄电池驱动电动机为系统提供功率。但是这种系统所采用的超级电容或蓄电池造价很高，而且功率密度很低，不能瞬时提供很高的能量，并不适合应用在负载波动较大且动作频繁的工程机械领域，因此并未取得广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于工程机械重力势能回收及释放的电液系统。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是本专利技术用于工程机械重力势能回收及释放的电液系统，其特征在于包括控制系统、动力源、执行机构、换向机构和能量回收释放机构，所述控制系统包括控制器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器；动力源包括发动机、主变量泵和油箱；执行机构包括升降液压缸；换向机构包括多路阀和先导控制手柄；能量回收释放机构包括蓄能器、第一液控两位三通阀、电磁两位三通阀和变量泵-马达；主变量泵的吸油口与油箱连通，多路阀的T 口与第一液控两位三通阀的P 口连通，多路阀的A 口与升降液压缸的有杆腔连通，多路阀的B 口与升降液压缸的无杆腔连通，多路阀的先导X油口与先导控制手柄的A 口连通，多路阀的先导Y油口与先导控制手柄的B 口连通，第二液控两位三通阀的A 口与蓄能器、电磁两位三通阀的A 口分别连通，电磁两位三通阀的P 口与变量泵-马达的吸油口连通，变量泵-马达的排油口、电磁两位三通阀的B 口分别与油箱连通，控制器与电磁两位三通阀的电磁铁、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器电连接，第一压力传感器与多路阀的先导X油口连通，第二压力传感器与多路阀的先导Y油口连通，第三传感器与蓄能器连通，第四压力传感器与主变量泵排油口连通。进一步地，本专利技术所述第二压力传感器能够在先导控制手柄控制升降液压缸处于下降工作状态时，将来自先导控制手柄的压力信号转换成电信号并传递给控制器，所述控制器能够在接收到该电信号后控制电磁两位三通阀的电磁铁得电；所述第一压力传感器能够在先导控制手柄控制升降液压缸处于上升工作状态时，将来自先导控制手柄的压力信号转换成电信号并传递给控制器，控制器能够在接收到该电信号后控制电磁两位三通阀的电磁铁失电，同时，控制器能够通过第三压力传感器检测蓄能器的压力来控制变量泵-马达的排量，使变量泵-马达的输出功率恒定。进一步地，本专利技术所述换向机构还包括液控单向阀和第二液控两位三通阀；液控单向阀的B 口、第二液控两位三通阀的P 口和升降液压缸的无杆腔相互连通，液控单向阀的A 口与多路阀的B 口连通，第二液控两位三通阀的A 口与液控单向阀的弹簧腔连通，第二液控两位三通阀的B 口与油箱连通。进一步地，本专利技术所述换向机构还包括第一单向阀；第一单向阀的A 口与主变量泵的排油口连通，第一单向阀的B 口与多路阀的P 口连通。进一步地，本专利技术所述执行机构还包括第一溢流阀、第二单向阀、第二溢流阀和第三单向阀；第一溢流阀的P 口和第二单向阀的B 口分别与升降液压缸的有杆腔连通，第二溢流阀的P 口和第三单向阀的B 口分别与升降液压缸的无杆腔连通，第一溢流阀的T 口、第二·单向阀的A 口、第二溢流阀的T 口、第三单向阀的A 口和油箱相互连通。进一步地，本专利技术所述能量回收释放机构还包括第四单向阀；第四单向阀的A 口与第一液控两位三通阀的A 口连通，第四单向阀的B 口与蓄能器连通。进一步地，本专利技术所述能量回收释放机构还包括电磁两位二通阀；两位二通阀的A 口、蓄能器和电磁两位三通阀的A 口相互相连，两位二通阀的B 口与油箱连通，电磁两位二通阀的电磁铁与控制器电相连。进一步地，本专利技术收释放机构还包括液控溢流阀、第一液阻、第三液控两位三通阀和第二液阻；液控溢流阀的P 口与第一液控两位三通阀的A 口连通，液控溢流阀的T 口与油箱连通，液控溢流阀的弹簧侧容腔通过第一液阻与第三液控两位三通阀的P 口连通，第三液控两位三通阀的A 口和X 口分别通过第二液阻与蓄能器连通，第三液控两位三通阀的B口与油箱连通。进一步地，本专利技术所述能量回收释放机构还包括第三溢流阀；第三溢流阀的P 口分别与蓄能器和两位三通阀的A 口连通，第三溢流阀的T 口与油箱连通。进一步地，本专利技术所述能量回收释放机构还包括顺序阀，顺序阀的P 口与变量泵-马达的排油口连通，顺序阀的T 口与油箱连通。本专利技术所用控制器可采用逻辑控制单元(PLC)。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是 (I)升降液压缸势能回收采用蓄能器作为能量存储元件，释放时直接用油液驱动变量马达，较超级电容及蓄电池而言，减少了能量转换的环节，提高了能量转换的效率。而且蓄能器带动马达输出的功率密度较大，能够瞬时提供大量的能量，在工程机械这种快速工作场合下更为适用。其次，工程机械的环境复杂，有的甚至十分恶劣，应用蓄能器的电液系统对环境的要求远低于蓄电池对环境的要求。(2)能量回收释放系统原理简单，元件较少，而且与采用蓄电池的混合动力系统相t匕，价格十分低廉，降低了整套系统的成本。(3)能量回收释放机构作为单独的子系统安装在原有换向机构与执行机构之间，而在操作上仍然通过控制多路阀来控制升降液压缸的速度，这样能量回收释放机构并不改变原有系统的控制性能，更不会影响操作人员的操作习惯。(4)能量回收释放机构的先导控制油路与多路阀的控制油路相同，这样在工作过程中，能量回收释放机构能够实现油路的自动切换，与电气控制相比增强了系统的可靠性。(5)在能量回收过程中，如果蓄能器已经充满但升降液压缸仍在下降，这时升降液压缸无杆腔中的压力油经液控溢流阀溢流，溢流之前液控溢流阀开启压力始终与蓄能器最高压力相当。当溢流开始后，液控溢流阀弹簧侧容腔中的压力油经液阻不断泄压，使开启压力不断降低，这样可以保证油路的平稳切换。此外，调整液阻的大小可以改变溢流的时间，从而控制升降缸的自动时间。(6)蓄能器回收的高压油，驱动变量泵-马达为主泵提供扭矩。由于蓄能器的压力在释放过程中是非线性变化的，为了使变量泵-马达的输出功率可控，控制器检测蓄能器的压力以及主泵排油口的压力，根据该信号来控制变量泵-马达的排量。改变控制器参数可以改变能量释放的输出功率。 附图说明图I本专利技术的一种优选实施方式的结构示意图。图中，控制器I、先导控制手柄2、多路阀3、液控单向阀4、第二液控两位三通阀5、第一溢流阀6、第一单向阀7、升降液压缸8、第二溢流阀9、第三单向阀10、蓄能器11、第三压力传感器12、第四单向阀13、第一液控两位三通阀14、第一单向阀15、液控溢流阀16、第四压力传感器17、第一液阻18、第三液控两位三通阀19、第二液阻2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于工程机械重力势能回收及释放的电液系统，其特征在于：包括控制系统、动力源、执行机构、换向机构和能量回收释放机构，所述控制系统包括控制器（1）、第一压力传感器（29）、第二压力传感器（30）、第三压力传感器（12）和第四压力传感器（17）；动力源包括发动机（24）、主变量泵（25）和油箱（27）；执行机构包括升降液压缸（8）；换向机构包括多路阀（3）和先导控制手柄（2）；能量回收释放机构包括蓄能器（11）、第一液控两位三通阀（14）、电磁两位三通阀（21）和变量泵？马达（26）；主变量泵（25）的吸油口与油箱（27）连通，多路阀（3）的T口与第一液控两位三通阀（14）的P口连通，多路阀（3）的A口与升降液压缸（8）的有杆腔连通，多路阀（3）的B口与升降液压缸（8）的无杆腔连通，多路阀（3）的先导X油口与先导控制手柄（2）的A口连通，多路阀（3）的先导Y油口与先导控制手柄（2）的B口连通，第二液控两位三通阀（14）的A口与蓄能器（11）、电磁两位三通阀（21）的A口分别连通，电磁两位三通阀（21）的P口与变量泵？马达（26）的吸油口连通，变量泵？马达（26）的排油口、电磁两位三通阀（21）的B口分别与油箱（27）连通，控制器（1）与电磁两位三通阀（21）的电磁铁、第一压力传感器（29）、第二压力传感器（30）、第三压力传感器（12）和第四压力传感器（17）电连接，第一压力传感器（29）与多路阀（3）的先导X油口连通，第二压力传感器（30）与多路阀（3）的先导Y油口连通，第三传感器（12）与蓄能器（11）连通，第四压力传感器（17）与主变量泵（25）排油口连通。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏建华，杜晓东，方锦辉，胡波，陈莹，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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