本發明涉及工程機械設備，尤其是混 合動力液壓挖掘機的動臂流量再生系統，屬于工程機械設備技術領域。 背景技術

　　目前，面對當今世界的能源危機和環境的惡化，節能減排已經成為工業技術發展的一個重要方向。挖掘機在土方施工中存在著能耗高、能源利用率低的缺點。挖掘機動臂進行著往復的運動，需要頻繁的制動和舉升，大部分勢能都消耗在多路閥口上，不僅造成能源浪費，大量的勢能轉化成熱能，增加了燃料的消耗，而且容易引起液壓系統發熱，降低元件的壽命。用于挖掘機動臂的節能方案主要有流量再生和勢能回收兩種，多數挖掘機上動臂采用了流量再生回路，以提高工作裝置的作業速度，改善復合操縱性能，使液壓系統的能耗降低。但是在動臂下降過程中利用節流閥（電磁流量閥）調節動臂液壓缸下降的速度時， 較多的能量浪費在了節流閥口上，能量利用率較低。隨著混合動力挖掘機的發展，勢能回收技術逐漸成為動臂節能的一個重要技術分支，但是單獨利用液壓馬達回收動臂下降的勢能時，動臂液壓缸下腔的能量仍需要主泵提供，能量綜合效率并不高。

發明內容

　　針對上述問題，本發明提供一種可回收勢能的挖掘機動臂流量再生系統。

　　本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：帶勢能回收裝置的挖掘機動臂流量再生系統，包括動臂液壓缸、三位四通伺服閥、控制器、溢流閥、電磁流量閥、單向閥、變量泵、油箱和發動機；控制器與伺服閥、電磁流量閥、變量泵電聯接；三位四通伺服閥依次與換向閥、液壓馬達連接；液壓馬達與發電機同軸連接，發電機的輸出端與超級電容電聯接； 液壓馬達的出口壓力經馬達單向閥由電磁流量閥控制；換向閥與油箱連接；控制器與換向閥、發電機、液壓馬達電聯接。

　　本發明的有益效果是，綜合了傳統的流量再生系統和勢能回收系統，通過對伺服閥、電磁流量閥、以及變量泵、液壓馬達和發電機的綜合控制可以實現挖掘機在動臂下降過程中最佳節能狀態，并且還可以通過調節元件不同參數的組合，達到所需的工作狀態。相比普通流量再生系統，此系統可以通過回收多余的勢能，避免了在動臂下降過程中，較多的勢能以熱能形式浪費在節流閥口 ；相比一般的回收勢能的系統，此系統可以通過流量再生，大大降低主泵的能耗，提高能量利用率。在動臂下降時，不僅能夠通過勢能回收裝置回收動臂下降過程中產生的勢能，而且能夠通過流量再生系統，將回流的液壓油部分供給液壓缸上腔，使系統所需主泵流量最小或為零，從而減少液壓系統中的能量損耗，提高能量的利用率，延長挖掘機的使用壽命。

　　具體實施方式

　　下面結合實施例對本發明進一步說明。

　　參見圖1，帶勢能回收裝置的挖掘機動臂流量再生系統，包括動臂液壓缸1、三位四通伺服閥2、控制器3、溢流閥4、電磁流量閥5、單向閥6、變量泵7、油箱8和發動機9 ；控制器3與伺服閥2、電磁流量閥5、變量泵7電聯接；三位四通伺服閥2依次與換向閥14、液壓馬達11連接；液壓馬達11與發電機13同軸連接，發電機13的輸出端與超級電容12電聯接；液壓馬達11的出口壓力經馬達單向閥10由電磁流量閥5控制；換向閥14與油箱8 連接；控制器3與換向閥14、發電機13、液壓馬達11電聯接。

　　動臂液壓缸1為兩個。換向閥14為二位三通換向閥。

　　具體工作過程如下：

　　動臂上升過程中油路流經路徑：油箱8 —變量泵7 —單向閥6 —三位四通伺服閥 2右位一動臂液壓缸1下腔一動臂液壓缸1上腔一三位四通伺服閥2右位一換向閥14右位 —油箱8。

　　動臂下降過程（合流加回收）主油路流經路徑：動臂液壓缸1下腔一三位四通伺服閥2左位一換向閥14左位一液壓馬達11 —馬達單向閥10 —三位四通伺服閥2左位一動臂液壓缸1上腔。控制伺服閥2和電磁流量閥5的開口、液壓馬達11和發電機13參數可以調節回收能量的比率，當合流時流量不足時，可以用變量泵7來補充。

　　動臂液壓缸1的上、下腔出口接三位四通伺服閥2，伺服閥2的一個分支連接換向閥14，換向閥14連接液壓馬達11，發電機13與液壓馬達11同軸連接，并將發電機13輸出端與超級電容12連接；液壓馬達11的出油端與單向閥10連接，馬達單向閥10的出口分為四個支路，一個支路通過電磁流量閥5連接油箱8，一個支路連接三位四通伺服閥2的進口， 一個支路分別連接了溢流閥4和油箱8，一個支路經過單向閥6與變量泵7連接，變量泵7 與發動機9同軸連接。

　　信號控制單元3分別與三位四通伺服閥2、換向閥14的控制端連接，負責控制動臂的上升下降和勢能回收裝置的工作狀態；通過輸入電信號來控制電磁流量閥5和三位四通伺服閥2的開度，然后控制動臂液壓缸1下降的速度和液壓馬達11兩端的壓差；并根據工況需求，來控制變量泵7和液壓馬達11的排量；最后與發電機13的控制扭矩輸入端連接， 負責輸入發電機13的發電扭矩，從而控制發電機13的發電效率。

　　本發明是依靠在動臂下降過程中，動臂液壓缸1下腔的高壓液壓油經過三位四通伺服閥2和換向閥14后，沖擊液壓馬達11，將液壓能轉化為機械能，并通過與液壓馬達11 同軸連接的發電機13將機械能轉化為電能，存儲到超級電容12中，實現勢能回收；經過液壓馬達11的液壓油，流經馬達單向閥10后，一部分通過電磁流量閥5流回油箱8，一部分油液由于電磁流量閥5存在一定背壓，通過三位四通伺服閥2流回動臂液壓缸1上腔，實現油液的回流；動臂液 壓缸1的下降速度和勢能回收裝置的能量回收效率，可以通過調節電磁流量閥5、三位四通伺服閥2的開口和發電機13的輸入扭矩綜合進行控制，以保證在動臂正常下降時，勢能回收效率保持在較高區間。