本實用新型涉及一種工程機械大臂勢能回收和釋放系統(tǒng)，屬于工程機械液壓傳動技術領域。

背景技術：

工程機械在基建過程中被大量使用，由于日益緊張的能源狀況以及越來越嚴格的環(huán)保要求，節(jié)能、環(huán)保成為工程機械發(fā)展的方向。在節(jié)能、環(huán)保工程機械中，有先回收大臂下降的勢能蓄存在蓄能器中、再用于大臂上升的節(jié)能方式，但是，其需要單獨的油缸蓄能系統(tǒng)，即需要設計單獨的蓄能油缸，由此帶來的問題有：一是，單獨設計的蓄能油缸增加了零部件的數量，并且需要對大臂的結構進行配合的較大的改動，容易造成大臂強度降低，對整個工程機械的使用可靠性有不利影響；二是，在回收大臂勢能的釋放時，由于蓄能油缸是單獨設計的，因此在對蓄能油缸與大臂主油缸的控制時難以兩者兼顧，增加了控制難度，操作的可控性差。因此，開發(fā)一種克服上述缺陷的工程機械大臂勢能回收和釋放系統(tǒng)就變得迫在眉睫了。

技術實現(xiàn)要素：

為解決以上技術上的不足，本實用新型提供了一種工程機械大臂勢能回收和釋放系統(tǒng)，不改變原有油缸結構，在上升過程中釋放回收的勢能時，蓄能器和液壓泵可合流供油至大臂油缸，具有好的操作可控性。

本實用新型的技術方案如下：一種工程機械大臂勢能回收和釋放系統(tǒng)，包括大臂油缸，所述大臂油缸包括油缸有桿腔和油缸無桿腔，所述油缸無桿腔通過液壓油路連接有并聯(lián)設置的油箱供油系統(tǒng)和蓄能器供油系統(tǒng)，所述蓄能器供油系統(tǒng)包括與控制器連接的蓄能器控制閥組，所述油箱供油系統(tǒng)包括與控制器連接的油箱控制閥組。

本實用新型的技術方案還包括：所述蓄能器供油系統(tǒng)包括蓄能器，蓄能器通過勢能回收油路和勢能釋放油路與油缸無桿腔連接，所述勢能回收油路上設置有第六換向閥，所述勢能釋放油路上設置有第五換向閥。

本實用新型的技術方案還包括：所述蓄能器上安裝有第一壓力傳感器和蓄能器安全閥，第一壓力傳感器與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端連接有第六換向閥和第三換向閥，所述第三換向閥位于與油箱連通的油路上。

本實用新型的技術方案還包括：所述油缸有桿腔安裝有第三壓力傳感器，油缸無桿腔安裝有第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器和第三壓力傳感器均與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端連接有流量調節(jié)閥，所述流量調節(jié)閥安裝在液壓泵上，所述液壓泵位于油箱的供油油路上。

本實用新型的技術方案還包括：所述油缸有桿腔通過供油油路和回油油路與油箱連接，所述供油油路上設置有與控制器連接的第二換向閥，所述回油油路上設置有與控制器連接的第一換向閥。

本實用新型的技術方案還包括：所述油缸無桿腔與油箱連接的油路上設置有與控制器連接的第四換向閥。

本實用新型的技術方案還包括：所述第一換向閥、第二換向閥、第三換向閥、第四換向閥、第五換向閥和第六換向閥均是比例換向閥。

本實用新型的技術方案還包括：所述大臂油缸與油箱連接的油路上安裝有第一負載保持閥，大臂油缸與蓄能器連接油路上安裝有第二負載保持閥，所述第二負載保持閥和第一負載保持閥的控制油路上安裝有與控制器連接的第七換向閥。

本實用新型的技術方案還包括：所述第七換向閥是兩位三通換向閥。

本實用新型的技術方案還包括：所述蓄能器采用油氣分離結構，蓄能器包括位于上部的氣體容納部和位于下部的液壓油容納部。

本實用新型的有益效果是：工程機械進行大臂提升操作時，蓄能器通過獨立的蓄能器控制閥組向大臂油缸無桿腔供油，同時油箱也通過獨立的油箱控制閥組向大臂油缸無桿腔供油，兩者并聯(lián)設置可以合流向油缸無桿腔供油；大臂下降操作時，大臂油缸無桿腔的液壓油通過蓄能器控制閥組對蓄能器進行充能，通過將油箱供油系統(tǒng)和蓄能器供油系統(tǒng)并聯(lián)設置，能夠實現(xiàn)不改變原有油缸結構，在上升過程中釋放回收的勢能時，蓄能器和液壓泵可合流供油至大臂油缸，具有好的操作可控性。

附圖說明

圖1是本實用新型的液壓原理示意圖。

1、先導手柄，2、控制器，3、大臂油缸，31、油缸有桿腔，32、油缸無桿腔，4、蓄能器，5、液壓泵，51、流量調節(jié)閥，6、油箱，71、第一壓力傳感器，72、第二壓力傳感器，73、第三壓力傳感器，81、第一換向閥，82、第二換向閥，83、第三換向閥，84、第四換向閥，85、第五換向閥，86、第六換向閥，87、第七換向閥，88、第八換向閥，91、第一負載保持閥，92、第二負載保持閥，10、蓄能器安全閥。

具體實施方式

以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步說明。

本實用新型提供的工程機械大臂勢能回收和釋放系統(tǒng)，使工程機械在大臂工作時，不改變其原結構，回收其下降時的勢能，并在上升過程中釋放。通過對蓄能器放能以及大臂油缸無桿腔的分別控制，可實現(xiàn)大臂上升時，主泵供油及蓄能器供油合流；當大臂下降時，可通過蓄能器回收大臂勢能，同時可根據動作要求，通過比例換向閥調整大臂油缸無桿腔的回油流速，達到設定壓力后，蓄能器充能完畢。此外，本系統(tǒng)在大臂上升時，也可由液壓泵獨立供油，避免蓄能器工作失效造成的系統(tǒng)功能失效，提高了系統(tǒng)的安全性。

如圖1所示，本實用新型的工程機械大臂勢能回收和釋放系統(tǒng)，包括大臂油缸3，該大臂油缸3的油缸無桿腔32及油缸有桿腔31連通于換向閥及蓄能器4；蓄能器4，其通過換向閥連通于大臂油缸無桿腔32；蓄能器安全閥10，其連通于蓄能器4；壓力傳感器，具體有第一壓力傳感器71、第二壓力傳感器72和第三壓力傳感器73，其分別連通于蓄能器4、油缸無桿腔32、油缸有桿腔31；換向閥，具體有第一換向閥81、第二換向閥82、第三換向閥83、第四換向閥84、第五換向閥85、第六換向閥86，為2位2通比例換向閥，分別連通于油缸有桿腔31、油缸無桿腔32、油箱6、液壓泵5、蓄能器4；電磁中位換向閥88，連通于液壓泵5及油箱6；兩位三通換向閥87，連通于第一負載保持閥91和第二負載保持閥92；控制器2（CPU），連通換向閥、兩位三通換向閥87、液壓泵5、壓力傳感器；負載保持閥，連通于大臂油缸無桿腔32。

本實用新型的工程機械大臂勢能回收和釋放的具體工作過程是：

一、工程機械大臂下降過程：

操縱先導手柄1時，CPU2檢測大臂下降先導信號，并將先導信號進行內部處理后，發(fā)送信號至：第二比例換向閥82，使其工作在比例換向閥工作位；第三比例換向閥83，使其工作在比例換向閥工作位；第六比例換向閥86，使其工作在比例換向閥工作位；二位三通換向閥87，使其工作在二位三通換向閥工作位，打開第一負載保持閥91和第二負載保持閥92；電磁中位換向閥88，使其工作在電磁中位換向閥截止位。

液壓泵5的排量由CPU2發(fā)送的信號控制，液壓泵5的液壓油通過第二比例換向閥82的比例換向閥工作位進入大臂油缸3的油缸有桿腔31；大臂油缸無桿腔32的液壓油通過第二負載保持閥92、第六比例換向閥86的比例換向閥工作位，進入蓄能器4，實現(xiàn)充能。當第一壓力傳感器71檢測到蓄能器4壓力達到蓄能器安全閥10設定壓力時，CPU2發(fā)送信號至第六比例換向閥86，使第六比例換向閥86換向至比例換向閥截止位。同時，大臂油缸3的油缸無桿腔32的液壓油，也可以通過第一負載保持閥91、第三比例換向閥 83的比例換向閥工作位，進入油箱6，實現(xiàn)大臂無桿腔32回油。

在大臂下降過程中，通過第二傳感器72檢測大臂油缸無桿腔32壓力，反饋至CPU2，CPU2根據信號，再次調整第三比例換向閥83的比例換向閥工作位的開口面積，以滿足動作需求。

二、大臂上升過程：

操控先導手柄，CPU2檢測大臂上升信號，經過內部處理后，分別發(fā)送信號至：第四比例換向閥84，使其工作在比例換向閥工作位；第五比例換向閥85，使其工作在比例換向閥工作位；電磁中位換向閥88，使其工作在電磁中位換向閥截止位。

液壓泵5液壓油通過第四比例換向閥84的比例換向閥工作位，進入大臂油缸3的油缸無桿腔32；同時，蓄能4內液壓油通過第五比例換向閥85的比例換向閥工作位、第二負載保持閥92后，也進入大臂油缸3的油缸無桿腔32，實現(xiàn)大臂上升合流。

大臂上升過程中，隨著蓄能器4放能，蓄能器4壓力降低，大臂油缸3的油缸無桿腔32壓力降低，大臂上升速度變慢，同時大臂油缸3的油缸無桿腔32回油壓力降低。第二壓力傳感器72和第三壓力傳感器73分別檢測油缸無桿腔32的壓力、油缸有桿腔31的壓力，反饋至CPU2，CPU2根據信號，調整液壓泵5的排量，使得油缸無桿腔32的壓力和油缸有桿腔31滿足CPU2的設定要求，以滿足動作需求。

三、手柄中立位置：

手柄1無信號，各元件工作在初始狀態(tài)，液壓泵5通過電磁中位換向閥88電磁中位換向閥工作位，大臂油缸3通過第一負載保持閥91和第二負載保持閥92，實現(xiàn)負載保持功能。

本實用新型中，圖1原理圖中多個油箱6標識，指的是同一個油箱，畫成多個是行業(yè)作圖規(guī)范。大臂油缸3和蓄能器4的數量可以根據需要設計，如可以選擇是一個、兩個或者多個。比例換向閥也可以選用其它能夠實現(xiàn)比例控制功能的換向閥。

本實用新型中，分別在油缸有桿腔31的進油和回油、以及蓄能器4的油路回收與釋放上設置了比例換向閥，能夠實現(xiàn)獨立的控制，可為后續(xù)工程機械功能的擴展提供支持。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡在本實用新型的精神和原則之內所做任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。