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挖掘机能量回收系统及挖掘机的制作方法

2022-02-19 01:38:06 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及工程机械技术领域,特别涉及一种挖掘机能量回收系统及挖掘机。


背景技术:

2.挖掘机的液压系统用于控制动臂、斗杆、铲斗的动作,并使挖掘机上车执行回转动作,目前的液压系统存在如下问题:动臂下降时,动臂油缸大腔内的液压油只有一小部分再生给动臂油缸小腔,大部分液压油会流回油箱,会造成流量浪费,使得挖掘机作业过程中功率浪费严重。

技术实现要素:

3.本公开提供了一种挖掘机能量回收系统及挖掘机,能够提高挖掘机的能量利用率。
4.根据本公开的一方面,提供了一种挖掘机能量回收系统,包括:
5.动臂油缸;
6.第一主泵,具有第一供油油路和主回油油路,第一供油油路被配置为至少对动臂油缸提供液压油;
7.动臂下降阀,具有接通状态和断开状态,动臂下降阀的进油口通过第一油路与动臂油缸的无杆腔连通,动臂下降阀的出油口与主回油油路连通;和
8.再生阀,具有接通状态和断开状态,再生阀的进油口通过第一油路与动臂油缸的无杆腔连通,再生阀的出油口通过第二油路至少与第一供油油路连通,以实现动臂下降过程中动臂油缸无杆腔中液压油的回收利用。
9.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括:
10.第二主泵,具有第二供油油路和主回油油路,第二供油油路被配置为至少对动臂油缸提供液压油;和
11.动臂换向阀,具有第一工作位和第二工作位,且被配置为在第一工作位时向动臂油缸的有杆腔提供液压油以使动臂下降,并在第二工作位时向动臂油缸的无杆腔提供液压油以使动臂上升。
12.在一些实施例中,第二油路包括:
13.第一分支油路,与第一供油油路连通,第一分支油路上设有第一单向阀,被配置为使第一分支油路从再生阀至第一供油油路单向导通;和
14.第二分支油路,与第二供油油路连通,第二分支油路上设有第二单向阀,被配置为使第二分支油路从再生阀至第二供油油路单向导通。
15.在一些实施例中,在再生阀处于接通状态,且动臂换向阀处于第一工作位时,动臂油缸无杆腔中液压油依次通过第一油路、再生阀、第二分支油路和动臂换向阀补充到动臂油缸的有杆腔中。
16.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括流量调节阀,设在第二供油油路上,且位于第二主泵与动臂换向阀之间,被配置为调节进入动臂换向阀的流量。
17.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括:先导泵,具有先导供油油路和先导
回油油路;流量调节阀包括:
18.第三单向阀,第三单向阀的进油口与第二供油油路连通,第三单向阀的出油口与动臂换向阀的供油口连通,第三单向阀具有弹簧腔;和
19.液控调节阀,具有接通状态和断开状态,液控调节阀的进油口与弹簧腔连通,液控调节阀的出油口与动臂换向阀的供油口连通,液控调节阀具有第一液控端和第二液控端,第一液控端与先导回油油路连通,第二液控端通过第一换向阀与先导供油油路连通。
20.在一些实施例中,动臂换向阀具有第三液控端和第四液控端;挖掘机能量回收系统还包括:
21.第一比例调节阀,被配置调节第三液控端的先导油液压力;和
22.第二比例调节阀,被配置调节第四液控端的先导油液压力。
23.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括:合流阀,具有接通状态和断开状态,合流阀的进油口与第一供油油路连通,合流阀的出油口与动臂下降阀的进油口、再生阀的进油口和动臂油缸的无杆腔均连通;
24.其中,动臂下降阀和合流阀的通油量均可调。
25.在一些实施例中,动臂下降阀具有第五液控端和第六液控端,合流阀具有第七液控端和第八液控端,挖掘机能量回收系统还包括:
26.先导泵,具有先导供油油路和先导回油油路;
27.第三比例调节阀,被配置为调节动臂下降阀的第五液控端的压力,第五液控端与先导供油油路连接,且第六液控端与先导回油油路连接;和
28.第四比例调节阀,被配置为调节合流阀的第八液控端的压力,第七液控端与先导回油油路连接,且第八液控端与先导供油油路连接。
29.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括:
30.斗杆油缸;
31.第一斗杆换向阀,设在第一供油油路上,被配置为控制斗杆油缸伸缩;和
32.第二斗杆换向阀,设在第二供油油路上,被配置为控制斗杆油缸伸缩。
33.在一些实施例中,第一斗杆换向阀和第二斗杆换向阀均设有第一回油口和第二回油口,第一斗杆换向阀的第一回油口和第二回油口之间在中位连接有第一节流元件,主回油油路在动臂下降阀的出油口下游设有第一分支回油路和第二分支回油路;其中,
34.第一分支回油路上设有散热器,第一分支回油路经过散热器连接油箱;第二分支回油路依次经过第一回油口、第一节流元件和第二回油口连接油箱,第二斗杆换向阀的第一回油口与第一分支回油路连通,第二斗杆换向阀的第二回油口与第二分支回油路连通。
35.在一些实施例中,第一斗杆换向阀和第二斗杆换向阀均设有供油口、第一工作油口、第二工作油口和第三工作油口;
36.在第一斗杆换向阀处于内收工作位时,第一工作油口与供油口和斗杆油缸的无杆腔连通,第二工作油口与斗杆油缸的有杆腔连通,第三工作油口与第二工作油口连通;
37.在第二斗杆换向阀处于中位时,第二斗杆换向阀的第一工作油口与斗杆油缸的无杆腔连通,第二斗杆换向阀的第二工作油口与第一斗杆换向阀的第三工作油口连通,且通过第二节流元件与第二斗杆换向阀的第一工作油口连通,第二斗杆换向阀的第三工作油口、供油口、第一回油口和第二回油口均截止。
38.在一些实施例中,第一斗杆换向阀和第二斗杆换向阀均设有供油口、第一工作油口、第二工作油口和第三工作油口;
39.在第一斗杆换向阀处于内收工作位时,第一工作油口与供油口和斗杆油缸的无杆腔连通,第二工作油口与斗杆油缸的有杆腔连通,第三工作油口与第二工作油口连通,且第三工作油口通过第二斗杆换向阀的中位使液压油返回斗杆油缸的无杆腔。
40.在一些实施例中,在第二斗杆换向阀处于第一内收工作位时,第二斗杆换向阀的供油口通过第一工作油口与斗杆油缸的无杆腔连通,第二斗杆换向阀的第二工作油口与第一斗杆换向阀的第三工作油口连通,且与第二斗杆换向阀连接于第一分支回油路的第一回油口连通,第二斗杆换向阀的第二工作油口与第一回油口之间设有第三节流元件。
41.在一些实施例中,在第二斗杆换向阀处于第二内收工作位时,第二斗杆换向阀的供油口通过第一工作油口与斗杆油缸的无杆腔连通,第二斗杆换向阀的第二工作油口与第一斗杆换向阀的第三工作油口连通,且与第二斗杆换向阀连接于第一分支回油路的第一回油口连通,第二斗杆换向阀的第二工作油口与第一回油口之间设有第三节流元件和第六单向阀,第六单向阀被配置为仅允许液压油从所述第二工作油口流动至第一回油口,第二斗杆换向阀的第三工作油口与第一回油口连通。
42.在一些实施例中,在第二斗杆换向阀处于第一内收工作位和第二内收工作位时,第二斗杆换向阀的第一工作油口和第二工作油口之间的油路上设有第四单向阀,被配置为仅允许油液从第二工作油口向第一工作油口流动。
43.根据本公开的另一方面,提供了一种挖掘机,包括上述实施例的挖掘机能量回收系统。
44.本公开实施例的挖掘机能量回收系统,在动臂油缸缩回使动臂下降的过程中,若动臂下降阀处于接通状态,则动臂油缸无杆腔中的液压油经过动臂下降阀进入主回油油路返回油箱;若再生阀处于接通状态,则动臂油缸无杆腔中的液压油经过再生阀至少进入第一供油油路,以便驱动挖掘机中其它执行机构,其它执行机构可以是斗杆油缸、铲斗油缸和回转马达等,或者也可将液压油补充到动臂油缸的有杆腔,由此,可以实现动臂下降能量的回收再利用,以减小能量损失,提高整个液压系统的能量利用率。
附图说明
45.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本公开挖掘机能量回收系统的一些实施例的液压系统原理图。
47.图2为第一斗杆换向阀的一些实施例的原理示意图。
48.图3为第二斗杆换向阀的一些实施例的原理示意图。
具体实施方式
49.下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。以下
对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
50.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
51.在本公开的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
52.在本公开的描述中,需要理解的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
53.如图1所示,本公开提供了一种挖掘机能量回收系统,在一些实施例中,包括:动臂油缸27、第一主泵22、动臂下降阀5和再生阀4。
54.动臂油缸27,可以设置一个或两个,被配置为控制动臂的上升和下降;
55.第一主泵22,可以是变量泵,具有第一供油油路l1和主回油油路l3,第一供油油路l1被配置为至少对动臂油缸27提供液压油,可选地,第一主泵22也可为斗杆油缸28、铲斗油缸和回转马达等提供液压油。
56.动臂下降阀5,可以为通断阀,具有接通状态和断开状态,动臂下降阀5的进油口通过第一油路l6与动臂油缸27的无杆腔连通,动臂下降阀5的出油口与主回油油路l3连通。
57.再生阀4,可以为通断阀,具有接通状态和断开状态,再生阀4的进油口通过第一油路l6与动臂油缸27的无杆腔连通,再生阀4的出油口通过第二油路l7至少与第一供油油路l1连通,以实现动臂下降过程中动臂油缸27无杆腔中液压油的回收利用。
58.该实施例在动臂油缸缩回使动臂下降的过程中,若动臂下降阀5处于接通状态,则动臂油缸27无杆腔中的液压油经过动臂下降阀5进入主回油油路l3返回油箱;若再生阀4处于接通状态,动臂下降阀5处于关闭状态,则动臂油缸27无杆腔中的液压油经过再生阀4至少进入第一供油油路l1,以便驱动挖掘机中其它执行机构,其它执行机构可以是斗杆油缸28、铲斗油缸和回转马达等,或者也可将液压油补充到动臂油缸27的有杆腔,由此,可以实现动臂下降能量的回收再利用,以减小能量损失,提高整个液压系统的能量利用率。
59.根据作业需要,可以使动臂下降阀5处于接通状态,且再生阀4处于断开状态,使动臂油缸27无杆腔中的液压油全部回油箱;或者使得动臂下降阀5处于断开状态,且再生阀4处于接通状态,使动臂油缸27无杆腔中的液压油全部回收利用;或者使动臂下降阀5和再生阀4均处于接通状态,使动臂油缸27无杆腔中的液压油部分回油箱,另一部分被回收利用。
60.如图1所示,挖掘机能量回收系统还包括第九比例调节阀8,用于调节再生阀4的先导控制端的先导油液的压力,以调节动臂下降过程中流过再生阀4的流量大小,从而控制动臂下降过程中供其它执行元件或动臂油缸27有杆腔利用的液压油流量,进而实现再生能量的按需分配。而且,动臂下降时,用于实现能量回收利用的再生阀4设在动臂控制阀外部,易于维护,一旦再生功能出现问题也不影响动臂控制功能的正常使用。
61.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括:第二主泵23和动臂换向阀18。
62.第二主泵23,可以为变量泵,具有第二供油油路l2和主回油油路l3,第二供油油路l2被配置为至少对动臂油缸27提供液压油;可选地,第二主泵23也可为斗杆油缸28、铲斗油缸和回转马达等提供液压油。
63.动臂换向阀18,可以为三位四通换向阀,具有第一工作位和第二工作位,且被配置为在第一工作位时向动臂油缸27的有杆腔提供液压油以使动臂下降,并在第二工作位时向动臂油缸27的无杆腔提供液压油以使动臂上升。可选地,动臂换向阀18还可具有中位,在中位时动臂油缸27处于静止状态。
64.该实施例能够通过第一主泵22和第二主泵23共同为动臂油缸27或其它执行机构提供液压油,能够为挖掘机的作业提供更充足的动力,满足挖掘机的工作需求。
65.在一些实施例中,如图1所示,第二油路l7包括:
66.第一分支油路l71,与第一供油油路l1连通,第一分支油路l71上设有第一单向阀41,被配置为使第一分支油路l71从再生阀4至第一供油油路l1单向导通;和
67.第二分支油路l72,与第二供油油路l2连通,第二分支油路l72上设有第二单向阀42,被配置为使第二分支油路l72从再生阀4至第二供油油路l2单向导通。
68.可选地,在第一分支油路l71和第二分支油路l72的上游还可设置一端共用油路,公共油路的第一端与再生阀4的出油口连通,第二端与所述第一分支油路l71和第二分支油路l72连通。
69.该实施例使通过再生阀4后的油路同时与第一供油油路l1和第二供油油路l2连通,能够使动臂下降过程中动臂油缸27无杆腔的液压油同时汇入第一供油油路l1和第二供油油路l2,以便被连接于第一供油油路l1和第二供油油路l2的各种执行元件利用,从而更加灵活地实现动臂下降能量的回收利用。
70.在一些实施例中,在再生阀4处于接通状态,且动臂换向阀18处于第一工作位时,动臂油缸27无杆腔中液压油依次通过第一油路l6、再生阀4、第二分支油路l72和动臂换向阀18补充到动臂油缸27的有杆腔中。
71.该实施例能够在动臂下降过程中,将动臂油缸27无杆腔中的液压油补充到有杆腔中,可减少动臂下降过程中通过主泵的供油量,实现动臂下降能量的再利用,减小液压系统整体耗能。
72.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括流量调节阀17,设在第二供油油路l2上,且位于第二主泵23与动臂换向阀18之间,被配置为调节进入动臂换向阀18的流量。例如,流量调节阀17具有电比例控制功能。
73.该实施例通过在动臂换向阀18的供油口设置流量调节阀17,在动臂下降与斗杆等其它执行元件同时动作时,由于整机重量较大,动臂油缸27的有杆腔需要的流量较小,为了降低动臂下降的速度,根据不同工况要求,可通过流量调节阀17控制进入动臂换向阀18的流量,使多余的流量进入其它执行元件,提升其余执行元件的优先度,同时控制进入动臂换向阀18的流量,以降低能量消耗。
74.而且,在动臂下降时,流量调节阀17可以阻止给动臂换向阀18供油,动臂下降靠动臂再生供油,第二主泵23的液压油可供给斗杆等其它执行元件,提升与动臂下降相关的外摆平地等动作速度和协调性,节省能量。
75.动臂上升过程中,通过流量调节阀17控制动臂换向阀18的进油量,从而控制动臂提升的速度,使多余的液压油流向斗杆等其它执行元件,进而提升与动臂上升相关的内收、平地等动作的协调性。
76.在一些实施例中,如图1所示,挖掘机能量回收系统还包括:先导泵24,可以为齿轮泵,具有先导供油油路l4和先导回油油路l5;先导供油油路l4上可设置第二换向阀15,例如两位三通电磁换向阀,被配置为通电状态下接通先导油路,并在断电状态下断开先导油路,相当于先导压力开关。流量调节阀17包括:第三单向阀171和液控调节阀172。
77.其中,第三单向阀171的进油口与第二供油油路l2连通,具体地可与第二分支油路l72连通,第三单向阀171的出油口与动臂换向阀18的供油口连通,第三单向阀171具有弹簧腔,弹簧腔可与进油口相对设置。
78.液控调节阀172可以为通断阀,具有接通状态和断开状态,液控调节阀172的进油口与弹簧腔连通,液控调节阀172的出油口与动臂换向阀18的供油口连通,液控调节阀172具有第一液控端a和第二液控端b,第一液控端a与先导回油油路l5连通,第二液控端b通过第一换向阀16与先导供油油路l4连通。例如,第一换向阀16可以为两位三通电磁换向阀,且在接通先导供油油路l4的状态下具有电比例调节功能,第一换向阀16的供油口与先导供油油路l4连通,回油口与先导回油油路l5连通,工作油口与第二液控端b连通。
79.该实施例能够通过先导供油油路l4的压力调节液控调节阀172的开口大小,以调节弹簧腔的压力大小,从而调节第三单向阀171的开口大小,进而调节进入动臂换向阀18的流量。在动臂与斗杆等其它执行元件同时动作时,可根据不同工况要求调节进入动臂换向阀18的流量,以降低动臂速度,并使多余的流量进入其它执行元件,优化动作协调性。
80.在一些实施例中,动臂换向阀18具有第三液控端c和第四液控端d;挖掘机能量回收系统还包括:第一比例调节阀13,被配置调节第三液控端c的先导油液压力;和第二比例调节阀14,被配置调节第四液控端d的先导油液压力。
81.例如,第一比例调节阀13和第二比例调节阀14为两位三通电比例减压阀,具有通电状态和断电状态,其供油口与先导供油油路l4连接,回油口与先导回油油路l5连通。第一比例调节阀13的工作油口与第三液控端c连通,在第一比例调节阀13处于通电状态时,先导油液供应至第三液控端c,在第一比例调节阀13处于断电状态时,第三液控端c连通先导回油油路l5;第二比例调节阀14的工作油口与第四液控端d连通,在第二比例调节阀14处于通电状态时,先导油液供应至第四液控端d,第四液控端d连通先导回油油路l5。
82.该实施例能够通过第一比例调节阀13按需控制动臂的下降速度,并通过第二比例调节阀14按需控制动臂的上升速度,由此可实现动臂作业速度的精确控制,以满足不同工况下的作业需求。
83.在一些实施例中,挖掘机能量回收系统还包括:合流阀3,具有接通状态和断开状态,合流阀3的进油口与第一供油油路l1连通,合流阀3的出油口与动臂下降阀5的进油口、再生阀4的进油口和动臂油缸27的无杆腔均连通;其中,再生阀4、动臂下降阀5和合流阀3的通油量均可调。
84.该实施例在通过第一主泵22和第二主泵23为动臂油缸27供油的情况下,将现有技术中与第一主泵22对应的动臂换向阀拆分为合流阀3和动臂下降阀5,并通过合流阀3控制动臂上升,通过动臂下降阀5控制动臂5下降。由此,可根据实际需要调节进油面积和回油面
积的比值,进而按需控制动臂上升和动臂下降的阀芯开口面积。针对挖掘、卸载、平地等不同工况,设定不同开口面积比值,实现整机油耗、效率和操作协调性的改善。
85.在系统中,只需要将其中一个主泵对应的动臂换向阀拆分为合流阀3和动臂下降阀5就能实现进油面积与回油面积比值的调节,可选地,也可将第一主泵22和第二主泵23对应的动臂调节阀18均拆分为合流阀3和动臂下降阀5,以实现更大范围的比值调节。
86.在一些实施例中,动臂下降阀5具有第五液控端e和第六液控端f,第五液控端e与先导回油油路l5连通,且第六液控端f与先导回油油路l5连通。合流阀3具有第七液控端g和第八液控端h,第七液控端g与先导回油油路l5连通,第八液控端h与先导回油油路l5连通。挖掘机能量回收系统还包括:第三比例调节阀7,被配置为调节动臂下降阀5的第五液控端e的压力;和第四比例调节阀6,被配置为调节合流阀3的第八液控端h的压力。具体地,第五液控端e通过第三比例调节阀7与先导回油油路l5连通,第八液控端h通过第四比例调节阀6与先导回油油路l5连通。
87.该实施例通过为动臂下降阀5设置第三比例调节阀7,能够精确调节动臂的下降速度,并为合流阀3设置第四比例调节阀6,能够精确调节动臂的上升速度。而且,还可根据实际需要调节进油面积和回油面积的比值,进而按需控制动臂上升和动臂下降的阀芯开口面积。针对挖掘、卸载、平地等不同工况,设定不同开口面积比值,实现整机油耗、效率和操作协调性的改善。
88.在动臂下降过程中,可通过第一比例调节阀13和第三比例调节阀7共同调节动臂下降速度,能够扩大动臂下降速度的调节范围。此外,通过再生阀4和流量调节阀17也可以调节动臂下降速度。
89.在一些实施例中,本公开的挖掘机能量回收系统还包括:斗杆油缸28、第一斗杆换向阀9和第二斗杆换向阀31。其中,斗杆油缸28用于控制斗杆收放;第一斗杆换向阀9设在第一供油油路l1上,被配置为控制斗杆油缸28伸缩;第二斗杆换向阀31,设在第二供油油路l2上,被配置为控制斗杆油缸28伸缩。
90.该实施例在动臂油缸缩回使动臂下降的过程中,若动臂下降阀5处于接通状态,则动臂油缸27无杆腔中的液压油经过动臂下降阀5进入主回油油路l3返回油箱;若再生阀4处于接通状态,则动臂油缸27无杆腔中的液压油可经过再生阀4进入第一供油油路l1和第二供油油路l2,以便驱动斗杆油缸28。由此,可以实现动臂下降能量的回收再利用,以减小能量损失,提高整个液压系统的能量利用率。
91.在一些实施例中,如图1至图3,第一斗杆换向阀9和第二斗杆换向阀31均设有第一回油口t1和第二回油口t2,第一斗杆换向阀9的第一回油口t1和第二回油口t2之间在中位w2连接有第一节流元件91,例如节流阀,主回油油路l3在动臂下降阀5的出油口下游设有第一分支回油路l31和第二分支回油路l32。
92.其中,第一分支回油路l31上设有散热器29,第一分支回油路l31经过散热器29连接油箱30;第二分支回油路l32依次经过第一回油口t1、第一节流元件91和第二回油口t2连接油箱30,第二斗杆换向阀31的第一回油口t1与第一分支回油路l31连通,第二斗杆换向阀31的第二回油口t2与第二分支回油路l32连通。
93.在第一斗杆换向阀9处于中位w2时,其供油口p、第一工作油口m、第二工作油口n和第三工作油口o均截止。该实施例设置两条分支回油路,在斗杆油缸28不工作或整机执行机
构都未动作时,由于系统产生热量较少,可使部分液压油通过第二分支回油路l32回油,在回油过程中,受到第一节流元件91的节流作用,能够控制斗杆油缸28有杆腔的被压,进而使斗杆内收速度平稳;而且还会使液压油产生温升,有利于挖掘机在开始工作后液压油保持合适的温度,提升系统相应灵敏度,缩短动作延时,还可减小泵的吸油阻力防止吸空,此外也有利于挖掘机在在低温环境下工作。在第一斗杆换向阀9工作的过程中,系统发热量相对较大,第一节流元件91不起作用,液压油直接通过第一分支回油路l31回油箱30。
94.在一些实施例中,第一斗杆换向阀9和第二斗杆换向阀31均设有供油口p、第一工作油口m、第二工作油口n和第三工作油口o。
95.其中,在第一斗杆换向阀9处于内收工作位w1时,第一工作油口m与供油口p和斗杆油缸28的无杆腔连通,第二工作油口n与斗杆油缸28的有杆腔连通,第三工作油口o与第二工作油口n连通,第一回油口t1和第二回油口t2截止。在第一斗杆换向阀9处于内收工作位w1时,需要与第二斗杆换向阀31处于中位w2相配合执行内收动作。
96.在第二斗杆换向阀31处于中位w2时,第二斗杆换向阀31的第一工作油口m与斗杆油缸28的无杆腔连通,第二斗杆换向阀31的第二工作油口n与第一斗杆换向阀9的第三工作油口o连通,且通过第二节流元件311与第二斗杆换向阀31的第一工作油口m连通,第二斗杆换向阀31的第三工作油口o、供油口p、第一回油口t1和第二回油口t2均截止。可选地,第二斗杆换向阀31的第一工作油口m和第二工作油口n之间可设置第五单向阀314,被配置为仅允许液压油从第二工作油口n向第一工作油口m单向流动。
97.该实施例在第一斗杆换向阀9处于内收工作位w1时,需要与第二斗杆换向阀31处于中位w2相配合执行内收动作,具体地,液压油通过第一斗杆换向阀9的进油口进入斗杆油缸28的无杆腔,有杆腔的液压油依次通过第二斗杆换向阀31的第二工作油口n、第二节流元件311、第五单向阀314和第一工作油口m回到斗杆油缸28的无杆腔进行再生利用,可节省液压系统能量。
98.进一步地,第一斗杆换向阀9还具备外摆工作位w3,供油口p与斗杆油缸28的有杆腔连通,斗杆油缸28的无杆腔通过第一工作油口m和第二回油t2与第二分支回油路l32连通。
99.在一些实施例中,第一斗杆换向阀9和第二斗杆换向阀31均设有供油口p、第一工作油口m、第二工作油口n和第三工作油口o;在第一斗杆换向阀9处于内收工作位w1时,第一工作油口m与供油口p和斗杆油缸28的无杆腔连通,第二工作油口n与斗杆油缸28的有杆腔连通,第三工作油口o与第二工作油口n连通,且第三工作油口o通过第二斗杆换向阀31的中位w2使液压油返回斗杆油缸28的无杆腔。
100.在一些实施例中,在第二斗杆换向阀31处于第一内收工作位w4时,第二斗杆换向阀31的供油口p通过第一工作油口m与斗杆油缸28的无杆腔连通,第二斗杆换向阀31的第二工作油口n与第一斗杆换向阀9的第三工作油口o连通,且与第二斗杆换向阀31连接于第一分支回油路l31的第一回油口t1连通,第二斗杆换向阀31的第二工作油口n与第一回油口t1之间设有第三节流元件312和第六单向阀315,第六单向阀315被配置为仅允许液压油从第二工作油口n流动至第一回油口t1。第二斗杆换向阀31的第二回油口t2和第三工作油口o处于截止状态。可选地,第二斗杆换向阀31的第一回油口t1与第二工作油口n之间的油路上还可设置单向阀,被配置为仅允许液压油从第二工作油口n至第一回油口t1单向流动。
101.该实施例在斗杆内收作业时,通过第二斗杆换向阀31的第一内收工作位w4回油,由于第三节流元件272可产生回油背压,使斗杆内收平稳,提高操纵协调性。
102.在一些实施例中,在第二斗杆换向阀31处于第二内收工作位w5时,第二斗杆换向阀31的供油口p通过第一工作油口m与斗杆油缸28的无杆腔连通,第二斗杆换向阀31的第二工作油口n与第一斗杆换向阀9的第三工作油口o连通,且与第二斗杆换向阀31连接于第一分支回油路l31的第一回油口t1连通,第二斗杆换向阀31的第二工作油口n与第一回油口t1之间设有第三节流元件312,第二斗杆换向阀31的第三工作油口o与第一回油口t1连通。可选地,第二斗杆换向阀31的第一回油口t1与第二工作油口n之间的油路上还可设置单向阀,被配置为仅允许液压油从第二工作油口n至第一回油口t1单向流动。
103.该实施例在斗杆内收作业时,通过第二斗杆换向阀31的第二内收工作位w5回油,由于该回油油路上未设置节流元件,可减小回油被压,提升挖掘机的挖掘能力。
104.在一些实施例中,在第二斗杆换向阀31处于第一内收工作位w4和第二内收工作位w5时,第二斗杆换向阀31的第一工作油口m和第二工作油口n之间的油路上设有第四单向阀313,被配置为仅允许油液从第二工作油口n向第一工作油口m流动。
105.该实施例能够在通过第二斗杆换向阀31回油的过程中,允许一部分液压油通过第四单向阀313和第一工作油口m进入到斗杆油缸28的无杆腔,可实现液压油的再生利用。
106.进一步地,第二斗杆换向阀31还具备外摆工作位w1,供油口p通过第三工作油口o与斗杆油缸28的有杆腔连通,斗杆油缸28的无杆腔通过第一工作油口m和第二回油口t2与第二分支回油路l32连通。斗杆外摆时,斗杆油缸缩回。
107.该实施例能够在斗杆外摆动作时,使液压油直接通过第二分支回油路l32回油箱30,无需经过散热器29,可减小压力损失。
108.在一些实施例中,第一斗杆换向阀9和第二斗杆换向阀31均具有第九液控端i和第十液控端j;挖掘机能量回收系统还包括:第五比例调节阀12,被配置调节第一斗杆换向阀9的第九液控端i的先导油液压力;第六比例调节阀11,被配置调节第一斗杆换向阀9的第十液控端j的先导油液压力;第七比例调节阀25,被配置调节第二斗杆换向阀31的第九液控端i的先导油液压力;和第八比例调节阀26,被配置调节第二斗杆换向阀31的第十液控端j的先导油液压力。
109.例如,第五比例调节阀12、第六比例调节阀11、第七比例调节阀25和第八比例调节阀26为两位三通电比例减压阀,具有通电状态和断电状态,其供油口与先导供油油路l4连接,回油口与先导回油油路l5连通。
110.第五比例调节阀12的工作油口与第一斗杆换向阀9的第九液控端i连通,在第五比例调节阀12处于通电状态时,先导油液供应至第一斗杆换向阀9的第九液控端i,在第五比例调节阀12处于断电状态时,第一斗杆换向阀9的第九液控端i连通先导回油油路l5。第五比例调节阀12用于调节斗杆油缸28的活塞杆伸出速度,以调节斗杆的内收速度。
111.第六比例调节阀11的工作油口与第一斗杆换向阀9的第十液控端j连通,在第六比例调节阀11处于通电状态时,先导油液供应至第一斗杆换向阀9的第十液控端j,在第六比例调节阀11处于断电状态时,第一斗杆换向阀9的第十液控端j连通先导回油油路l5。第六比例调节阀11用于调节斗杆油缸28的活塞杆收回速度,以调节斗杆的外摆速度。
112.第七比例调节阀25的工作油口与第二斗杆换向阀31的第九液控端i连通,在第七
比例调节阀25处于通电状态时,先导油液供应至第二斗杆换向阀31的第九液控端i,在第七比例调节阀25处于断电状态时,第二斗杆换向阀31的第九液控端i连通先导回油油路l5。第七比例调节阀25用于调节斗杆油缸28的活塞杆伸出速度,以调节斗杆的内收速度。
113.第八比例调节阀26的工作油口与第二斗杆换向阀31的第十液控端j连通,在第八比例调节阀26处于通电状态时,先导油液供应至第二斗杆换向阀31的第十液控端j,在第八比例调节阀26处于断电状态时,第二斗杆换向阀31的第十液控端j连通先导回油油路l5。第八比例调节阀26用于调节斗杆油缸28的活塞杆收回速度,以调节斗杆的外摆速度。
114.该实施例能够通过第五比例调节阀12、第六比例调节阀11、第七比例调节阀26和第八比例调节阀25控制斗杆的收放速度,由此可实现斗杆作业速度的精确控制,以满足不同工况下的作业需求。
115.可选地,挖掘机能量回收系统还包括第一卸荷阀2和第十比例调节阀1,第一卸荷阀2设在第一供油油路l1上,可采用通断阀,第十比例调节阀1用于调节第一卸荷阀2的先导控制端的先导油液的压力,以调节第一主泵22的卸荷压力。
116.可选地,挖掘机能量回收系统还包括第二卸荷阀21和第十一比例调节阀20,第二卸荷阀21设在第二供油油路l2上,可采用通断阀,第十一比例调节阀20用于调节第二卸荷阀21的先导控制端的先导油液的压力,以调节第二主泵23的卸荷压力。
117.可选地,先导供油油路l4可设置溢流阀10,以在先导供油油路l4的压力超过预设压力时溢流。
118.第十比例调节阀1、第一换向阀16、第十一比例调节阀20不受第二换向阀15控制,可在安全手柄断电的情况下工作。
119.其次,本公开提供了一种挖掘机,包括上述实施例的挖掘机能量回收系统。
120.以上所述仅为本公开的示例性实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
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