一种电传动装载机动臂能量回收液压系统的制作方法

1.本实用新型涉及装载机技术领域，尤其涉及一种电传动装载机动臂能量回收液压系统。


背景技术：

2.装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。
3.随着我国的国际化合作建设事业的突飞猛进，以及海外工程机械制造商的竞争压力，对工程机械的需求不单是数量多，而且对工程机械的技术水平也提出了相当高的要求。随着现代电子技术、计算机技术、通讯技术、人工智能技术、和传感器技术等高新技术相结合，传统静压推土机正向节能减排及能量回收方向发展。
4.传统的装载机行走液压系统主要靠发动机作为动力，目前国内外已经开始着实研发纯电装载机，有些已经推向市场，无论是发动作为动力源还是电机作为动力源，都存在很多问题：
5.工程机械设备装载机在工作过程中，最主要的功能是完成散状物料的装卸，在装卸工程中需要控制举升油缸活塞杆伸缩，完成铲斗的上升和下降，在完成卸料以后，铲斗需要下降，这样在下降的过程中就浪费了一部分的重力势能使用。
6.因此，动臂能量回收是影响装载机作业性能发挥的重要因素，决定着作业生产率的高低。
7.如何更好的根据实际工作动作去合理的回收能量，既能做到发挥电池的极致性能，又能做到能量回收，节能减排是值得深思的问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于，提出并设计一种电传动装载机动臂能量回收液压系统，以实现电传动装载机动臂下降时回收重力势能的目的。
9.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电传动装载机动臂能量回收液压系统，包括供能组件、电磁换向阀以及举升油缸，供能组件与电磁换向阀、举升油缸通过管路连接形成一条工作闭合回路，工作闭合回路上连接有能量回收管路，能量回收管路上设置有泵-马达二次元件和蓄能器，蓄能器处连接有压力传感器。其中，泵-马达二次元件为一次/二次泵-马达：若把液压系统中机械能转化成液压能的元件（液压泵）成为一次元件，则把液压能和机械能可以相互转化的元件（液压马达/泵）成为二次元件或者次级
元件。动臂下降时泵马达转动，同时，蓄能器将多余的液压能回收；当动臂举升时，泵-马达二次元件靠蓄能器带着转动，实现动臂重力势能的回收。
10.进一步的，所述能量回收管路包括主干路、第一支路和第二支路，蓄能器设置于在第一支路上，泵-马达二次元件设置于第二支路上，第一支路上设置有第一开关阀，主干路上设置有第二开关阀。
11.进一步的，在所述工作闭合回路上，电磁换向阀与举升油缸之间设置有两个开关阀，分别为第三开关阀和第四开关阀，第三开关阀和第四开关阀均为液控开关阀。动臂的举升与下放使用的是差动液压缸，液压缸油缸腔需要的流量小于无杆腔的流量，在油缸的活动中为了保证大小腔流量的供应，系统中设计了两个液控开关阀，作为大小腔流量补充使用，油箱防止了油缸吸空。
12.进一步的，所述泵-马达二次元件的一侧连接有第一溢流阀。
13.进一步的，所述供能组件包括定量泵以及第二溢流阀，第二溢流阀与定量泵连接。
14.其中，定量泵，作为整个液压系统的动力源，输出高压油；溢流阀主要实现液压液压系统保护工能，当负载过大时，溢流阀阀开启溢流，电磁换向阀，实现油缸大小腔高压油的切换供应；液控开关阀，主要实现控制液压回路的开启和关闭，控制信号为回路中的油液压力；举升油缸，主要实现装载机动臂的举升和下落动作；第一开关阀和第二开关阀，在这里可以是高速开关阀，主要实现液压回路的开启和关闭；蓄能器为储能装置，泵-马达二次元件：若把液压系统中机械能转化成液压能的元件（液压泵）成为一次元件，则把液压能和机械能可以相互转化的元件（液压马达/泵）成为二次元件或者次级元件。
15.从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
16.本方案提供了一种电传动装载机动臂能量回收液压系统，动臂下降时泵马达转动，同时，蓄能器将多余的液压能回收；当动臂举升时，泵-马达二次元件靠蓄能器带着转动，实现动臂重力势能的回收。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。
19.图中，1、定量泵，2、第二溢流阀，3、电磁换向阀，4、第三开关阀，5、第四开关阀，6、举升油缸，7、第二开关阀，8、第一开关阀，9、蓄能器，10、泵-马达二次元件，11、第一溢流阀，12、压力传感器。
具体实施方式
20.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
21.如图1所示，本具体实施方式提供了一种电传动装载机动臂能量回收液压系统，包括供能组件、电磁换向阀3以及举升油缸6，供能组件与电磁换向阀3、举升油缸6通过管路连接形成一条工作闭合回路，工作闭合回路上连接有能量回收管路，能量回收管路上设置有泵-马达二次元件和蓄能器9，蓄能器9处连接有压力传感器12。其中，泵-马达二次元件为一次/二次泵-马达：若把液压系统中机械能转化成液压能的元件（液压泵）成为一次元件，则把液压能和机械能可以相互转化的元件（液压马达/泵）成为二次元件或者次级元件。动臂下降时泵马达转动，同时，蓄能器9将多余的液压能回收；当动臂举升时，泵-马达二次元件10靠蓄能器9带着转动，实现动臂重力势能的回收。其中，能量回收管路包括主干路、第一支路和第二支路，蓄能器9设置于在第一支路上，泵-马达二次元件10设置于第二支路上，第一支路上设置有第一开关阀8，主干路上设置有第二开关阀7。在工作闭合回路上，电磁换向阀3与举升油缸6之间设置有两个开关阀，分别为第三开关阀4和第四开关阀5，第三开关阀4和第四开关阀5均为液控开关阀。泵-马达二次元件10的一侧连接有第一溢流阀11。定量泵1的一侧连接有第二溢流阀2。
22.此能量回收液压系统中采用泵-马达二次元件10作为能量回收元件，即在动臂下降时，控制器控制第二开关阀7，将动臂的重力势能转化为液压能，带动泵-马达元件转动，进而带动发电机转动。为了保证泵-马达二次元件能够连续的转动，在系统中设计了第一开关阀8和带压力传感器12的大蓄能器9，在动臂下降时第二开关阀7和第一开关阀8同时打开，此时泵马达转动的同时，蓄能器9将多余的液压能回收。当动臂举升时，第二开关阀7关闭，第一开关阀8打开，此时泵-马达二次元件10靠蓄能器9带着转动。动臂的举升与下放使用的是差动液压缸，液压缸油缸腔需要的流量小于无杆腔的流量，在油缸的活动中为了保证大小腔流量的供应，系统中设计了两个液控开关阀，作为大小腔流量补充使用，油箱防止了油缸吸空。
23.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
24.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。