混合動力回轉驅動系統和工程機械技術方案

本發明專利技術公開了一種混合動力回轉驅動系統和工程機械，該混合動力回轉驅動系統包括主控制閥和回轉馬達，主控制閥與回轉馬達連通，回轉馬達用于與回轉平臺機械連接，還包括：將回轉平臺的機械能轉換為電能并輸出的第一電能轉換單元，其與回轉平臺機械連接；將第一電能轉換單元輸出的電能轉換為機械能并輸出的第二電能轉換單元，其與第一電能轉換單元電連接；將第二電能轉換單元輸出的機械能轉換為液壓能并輸出的液壓能轉換單元，其與第二電能轉換單元機械連接；與液壓能轉換單元選擇性連通的蓄能器。本發明專利技術能夠將回轉平臺制動時的回轉慣性勢能經過電能轉換再轉換成液壓能，并利用蓄能器儲存，能量回收率高，結構簡單，可靠性高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及工程機械領域，特別涉及一種混合動力回轉驅動系統和設置有該混合動力回轉驅動系統的工程機械。
技術介紹
隨著世界范圍內工業技術的迅速發展，能源短缺和環境污染問題日趨嚴重。工程機械中的液壓挖掘機由于作業量大、耗油高、排放差，已逐漸成為人們普遍關注的主要對象。液壓挖掘機的主控制閥與回轉馬達連通，工作過程中，通過操作主控制閥，向回轉馬達供油，回轉馬達帶動回轉平臺做回轉運動；回轉平臺的回轉運動比較頻繁，而且慣性大，在減速制動時會釋放出大量的熱量。這部分能量通常都消耗在液壓閥的閥口上，不僅浪費了能量，還會導致系統發熱和元件壽命的降低。為了減少能量損耗和系統發熱量，提高元件的壽命，研發生產出采用混合動力系統的挖掘機，以實現能量回收成為液壓挖掘機節能降耗的一項有效措施。然而，目前挖掘機的混合動力系統通常采用蓄電池儲能和蓄能器儲能的方式。對于蓄電池儲能方式來說，由于限于現有的電池技術，蓄電池的功率密度小，使得蓄電池瞬間充放大電流困難，造成電源系統效率低、能量回收率不高，而超級電容和燃料電池又存在著明顯的成本和技術安全性等問題。對于蓄能器儲能方式來說，其借助于液壓連接、機械連接和電控連接，導致混合動力系統結構復雜，故障率高。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出一種混合動力回轉驅動系統和設置有該混合動力回轉驅動系統的工程機械，該混合動力回轉驅動系統包括能夠將回轉平臺制動時的回轉慣性勢能轉換成電能，再進一步轉換成液壓能儲存在蓄能器中，液壓蓄能器功率密度大，解決了電動混合動力能量回收率低的問題，降低了采用超級電容回收能量的成本過高難題，并且結構簡單，可靠性高。為實現上述目的，一方面，本專利技術提供了一種混合動力回轉系統，包括主控制閥和回轉馬達，所述主控制閥與所述回轉馬達連通，所述回轉馬達用于與所述回轉平臺機械連接，還包括將所述回轉平臺的機械能轉換為電能并輸出的第一電能轉換單元，其與所述回轉平臺機械連接；將所述第一電能轉換單元輸出的電能轉換為機械能輸出的第二電能轉換單元，其與所述第一電能轉換單元電連接；將第二電能轉換單元輸出的機械能轉換為液壓能并輸出的液壓能轉換單元，其與所述第二電能轉換單元機械連接；與所述液壓能轉換單元選擇性連通的蓄能器。 進一步地，該混合動力回轉驅動系統還包括中央控制器；所述第一電能轉換單元為第一發電機/電動機單元，所述第二電能轉換單元為第二發電機/電動機單元，所述液壓能轉換單元為液壓泵/馬達單元；所述中央控制器與所述主控制閥、所述第一發電機/電動機單元、所述第二發電機/電動機單元、所述液壓泵/馬達單元電連接。進一步地，該混合動力回轉驅動系統還包括逆變/整流器，所述第一發電機/電動機單元通過所述逆變/整流器與所述第二發電機/電動機單元電連接，且所述中央控制器還與所述逆變/整流器電連接。進一步地，該混合動力回轉驅動系統還包括換向閥，所述液壓泵/馬達單元通過所述換向閥選擇性連通所述蓄能器。進一步地，所述換向閥為電磁換向閥，所述中央控制器與所述電磁換向閥的控制端電連接。進一步地，該混合動力回轉驅動系統還包括與所述蓄能器連接并檢測所述蓄能器內部壓力的壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述中央控制器電連接。進一步地，該混合動力回轉驅動系統還包括減速機，所述第一發電機/電動機單元和所述回轉馬達均通過所述減速機與所述回轉平臺連接。進一步地，所述減速機、所述第一發電機/電動機單元和所述回轉馬達同軸設置。本專利技術的混合動力回轉驅動系統可以用于挖掘機中，例如用于動臂回轉驅動系統，主控制閥可以與挖掘機的液壓系統的主液壓油泵連接，向回轉馬達供油，進而驅動回轉平臺回轉運動；在回轉平臺制動時，第一電能轉換單元、第二電能轉換單元和液壓能轉換單元能夠將回轉慣性勢能轉換為電能，并再進一步轉換成液壓能儲存，實現了回轉平臺的能量回收；同時采用蓄能器進行儲存能量，其功率密度大，解決了電動混合動力能量回收率低的問題，降低了采用超級電容回收能量的成本過高難題；并且采用電能作為能量的轉換媒介，摒棄了采用復雜的機械和液壓連接關系，結構簡單，可靠性高。另一方面，本專利技術還提供一種工程機械，設置有回轉平臺和驅動所述回轉平臺回轉的驅動系統，所述驅動系統為上所述的混合動力回轉系統。 進一步地，所述工程機械包括挖掘機和起重機。本專利技術的工程機械采用上述的混合動力回轉系統，因此具有上述相同的技術效果，不再贅述。附圖說明構成本專利技術的一部分的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中圖I為本專利技術實施例提供的一種混合動力回轉系統的結構示意圖。附圖標記說明 I、回轉平臺；2、減速機；3、第一發電機/電動機單元；4、回轉馬達；5、主控制閥；6、中央控制器；7、逆變/整流器；8、第二發電機/電動機單元；9、傳動裝置；10、蓄能器；11、壓力傳感器；12、換向閥；13、液壓泵/馬達單元；14、油箱。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。下面結合附圖，對本專利技術的實施例作進一步詳細說明，對本專利技術的實施例進行說明如圖I所示，本專利技術的實施例提供一種混合動力回轉驅動系統，包括主控制閥5、回轉馬達4、主控制閥5與回轉馬達4連通，回轉馬達4用于與回轉平臺I機械連接，用于驅動回轉平臺回轉運動，該混合動力回轉驅動系統還包括與回轉平臺I機械連接的第一電能轉換單元，其可以將回轉平臺I的機械能轉換為電能并輸出；與第一電能轉換單元電連接的第二電能轉換單元，其可以將第一電能轉換單元輸出的電能轉換為機械能輸出；與第二電能轉換單元機械連接的液壓能轉換單元，其可以將第二電能轉換單元輸出的機械能轉換為液壓能并輸出；以及與液壓能轉換單元選擇性連通的蓄能器，在與蓄能器10連通時，液壓能轉換單元蓄能器10輸送、并在其中儲存液壓能。該混合動力回轉驅動系統可以用于挖掘機中，例如用于動臂回轉驅動系統，主控制閥5可以與挖掘機的液壓系統的主液壓油泵連接，向回轉馬達4供油，進而驅動挖掘機的回轉平臺I回轉運動；在回轉平臺I制動時，第一電能轉換單元、第二電能轉換單元和液壓能轉換單元能夠將回轉慣性勢能轉換為電能，并再進一步轉換成液壓能儲存，實現了回轉平臺的能量回收；同時采用蓄能器進行儲存能量，其功率密度大，解決了電動混合動力能量回收率低的問題，降低了采用超級電容回收能量的成本過高難題；并且采用電能作為能量的轉換媒介，摒棄了采用復雜的機械和液壓連接關系，結構簡單，可靠性高。需要說明的是，本專利技術實施例提供的混合動力回轉驅動系統可以用于驅動挖掘機的回轉平臺1，但是回轉平臺I并不屬于混合動力回轉驅動系統本身，亦即不屬于混合動力回轉驅動系統所要求保護的范圍內。本專利技術的實施例在上述混合動力回轉驅動系統的基礎上，還提供一種更優選的技術方案，使得該混合動力回轉驅動系統在回收回轉平臺的回轉勢能后能夠加以利用。如圖I所示，上述混合動力回轉驅動系統還包括中央控制器6，其中，主控制閥5與回轉馬達4連通，回轉馬達4用于與回轉平臺I機械連接，第一電能轉換單元優選為第一發電機/電動機單元3，與回轉平臺I機械連接，第二電能轉換單元優選為第二發電機/電動機單元8，與第一發電機/電動機單元3電連接，液壓能轉本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合動力回轉驅動系統，包括主控制閥（5）和回轉馬達（4），所述主控制閥（5）與所述回轉馬達（4）連通，所述回轉馬達（4）用于與回轉平臺（1）機械連接，其特征在于，還包括：將所述回轉平臺（1）的機械能轉換為電能并輸出的第一電能轉換單元，其與所述回轉平臺（1）機械連接；將所述第一電能轉換單元輸出的電能轉換為機械能輸出的第二電能轉換單元，其與所述第一電能轉換單元電連接；將第二電能轉換單元輸出的機械能轉換為液壓能并輸出的液壓能轉換單元，其與所述第二電能轉換單元機械連接；與所述液壓能轉換單元選擇性連通的蓄能器（10）。

【技術特征摘要】
1.一種混合動力回轉驅動系統，包括主控制閥(5)和回轉馬達(4)，所述主控制閥(5)與所述回轉馬達(4)連通，所述回轉馬達(4)用于與回轉平臺(I)機械連接，其特征在于，還包括 將所述回轉平臺(I)的機械能轉換為電能并輸出的第一電能轉換單元，其與所述回轉平臺(I)機械連接； 將所述第一電能轉換單元輸出的電能轉換為機械能輸出的第二電能轉換單元，其與所述第一電能轉換單元電連接； 將第二電能轉換單元輸出的機械能轉換為液壓能并輸出的液壓能轉換單元，其與所述第二電能轉換單元機械連接； 與所述液壓能轉換單元選擇性連通的蓄能器(10)。2.根據權利要求I所述的混合動力回轉驅動系統，其特征在于，還包括中央控制器(6)； 所述第一電能轉換單元為第一發電機/電動機單元(3)，所述第二電能轉換單元為第二發電機/電動機單元(8)，所述液壓能轉換單元為液壓泵/馬達單元(13)； 所述中央控制器(6)與所述主控制閥(5)、所述第一發電機/電動機單元(3)、所述第二發電機/電動機單元(8)、所述液壓泵/馬達單元(13)電連接。3.根據權利要求2所述的混合動力回轉驅動系統，其特征在于，還包括逆變/整流器(7),所述第一發電機/電動機單元(3)通過所述逆變/整流器(7)與所述第二發電機/電動機單元(8)電連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳克雷，王新富，
申請(專利權)人：三一重機有限公司，
類型：發明
國別省市：