[發(fā)明專利]一種可控型主動式液壓儲能裝置及能量再生工程機械有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010547936.1 | 申請日: | 2020-06-16 |
| 公開(公告)號: | CN111649016B | 公開(公告)日: | 2022-09-13 |
| 發(fā)明(設計)人: | 賀湘宇;肖廣鑫;賀尚紅;吳悠;譚麗莎 | 申請(專利權)人: | 長沙理工大學 |
| 主分類號: | F15B3/00 | 分類號: | F15B3/00;F15B11/16;F15B21/14;F15B1/10;B66F9/22 |
| 代理公司: | 暫無信息 | 代理人: | 暫無信息 |
| 地址: | 410114 湖南省*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 可控 主動 液壓 裝置 能量 再生 工程機械 | ||
1.一種可控型主動式液壓儲能裝置,包括:控制器(1)、齒條桿(2)、齒輪(3)、液壓儲能單元(10)、電儲能單元(20)和氣體儲能單元(30);
所述液壓儲能單元(10)包括換向閥(11)、二位三通換向閥a(12)、液壓缸(13)、二位三通換向閥b(14)、單向閥a(15)、單向閥b(16)和液壓缸活塞(17);
所述電儲能單元(20)包括變速器(21)、電動機/發(fā)電機(22)和蓄電池(23);
其特征在于:
所述氣體儲能單元(30)包括氣囊a(31)、換向閥a(32)、氣缸(33)、氣缸活塞(34)、換向閥b(35)和氣囊b(36);
所述換向閥(11)和二位三通換向閥a(12)分別和液壓缸(13)相連接,二位三通換向閥a(12)與油箱(48)相連接,液壓缸(13)的無桿腔底部設有一個進/出油口與二位三通換向閥b(14)相連接,所述二位三通換向閥b(14)分別與單向閥a(15)和單向閥b(16)相連接,并最終連接至油箱(48);
所述液壓缸(13)內的液壓缸活塞(17)安裝在齒條桿(2)的一端,齒條桿(2)與齒輪(3)采用嚙合連接,所述齒輪(3)與變速器(21)、電動機/發(fā)電機(22)、蓄電池(23)依次相連;
所述齒條桿(2)的另一端安裝有氣缸活塞(34),氣缸(33)的底部兩側設置有兩個氣口,其中一個氣口與換向閥a(32)、氣囊a(31)依次相連,另一個氣口與換向閥b(35)、氣囊b(36)依次相連;
控制器(1)分別與換向閥(11)、二位三通換向閥a(12)、二位三通換向閥b(14)、換向閥a(32)、換向閥b(35)、電動機/發(fā)電機(22)和三位四通換向閥(43)的控制端相連接;
所述液壓儲能單元(10)中液壓能、電儲能單元(20)中電能和氣體儲能單元(30)中的氣體壓縮能之間可實現(xiàn)能量的相互轉換;
可控型主動式液壓儲能裝置的能量轉換的工作原理為:
1)能量回收
模式一:控制器(1)向二位三通換向閥a(12)、三位四通換向閥(43)發(fā)出控制信號,升降液壓缸a(41)和升降液壓缸b(42)下降,它們的無桿腔的液壓油通過二位三通換向閥a(12)進入液壓缸(13)的無桿腔,液壓缸活塞(17)推動齒條桿(2),第一路:齒條桿(2)依次帶動齒輪(3)、變速器(21)、電動機/發(fā)電機(22),此時電動機/發(fā)電機(22)處于發(fā)電機狀態(tài)并將產生的電能儲存于蓄電池(23)中,實現(xiàn)液壓能到電能的轉換;第二路:與齒條桿(2)另一端相連接的氣缸活塞(34)同時運動,推動氣缸活塞(34)壓縮氣體并儲存于氣缸(33),實現(xiàn)液壓能到氣體壓縮能的轉換;
模式二:控制器(1)向二位三通換向閥a(12)、三位四通換向閥(43)發(fā)出控制信號,升降液壓缸a(41)和升降液壓缸b(42)下降,它們的無桿腔的液壓油通過二位三通換向閥a(12)進入液壓缸(13)的無桿腔,液壓缸活塞(17)推動齒條桿(2),與齒條桿(2)另一端相連接的氣缸活塞(34)同時運動,推動氣缸活塞(34)壓縮氣體并儲存于氣缸(33),實現(xiàn)液壓能到氣體壓縮能的轉換,此模式下變速器(21)處于空檔位,電動機/發(fā)電機(22)不工作;
2)能量釋放
模式三:控制器(1)向換向閥(11)、三位四通換向閥(43)發(fā)出控制信號,第一路:儲存于蓄電池(23)中電能推動電動機/發(fā)電機(22),此時電動機/發(fā)電機(22)處于電動機狀態(tài),依次帶動變速器(21)、齒輪(3)、齒條桿(2)、液壓缸活塞(17),實現(xiàn)電能到液壓能的轉換;第二路:氣缸(33)中壓縮氣體推動氣缸活塞(34)、齒條桿(2)、液壓缸活塞(17),實現(xiàn)氣體壓縮能到液壓能的轉換,最后,液壓缸(13)無桿腔中液壓油經(jīng)過換向閥(11),與液壓泵(46)中輸出液壓油一起進入升降液壓缸a(41)和升降液壓缸b(42)的無桿腔,推動負載上升;
模式四:控制器(1)向換向閥(11)發(fā)出控制信號,氣缸(33)中壓縮氣體推動氣缸活塞(34)、齒條桿(2)、液壓缸活塞(17),實現(xiàn)氣體壓縮能到液壓能的轉換,最后,液壓缸(13)無桿腔中液壓油經(jīng)過換向閥(11),與液壓泵(46)中輸出液壓油一起進入升降液壓缸a(41)和升降液壓缸b(42)的無桿腔,推動負載上升,此模式下變速器(21)處于空檔位,電動機/發(fā)電機(22)不工作;
3)能量交換
模式五:控制器(1)向二位三通換向閥b(14)發(fā)出控制信號,氣缸(33)中壓縮氣體推動氣缸活塞(34)、齒條桿(2)、齒輪(3)、變速器(21)、電動機/發(fā)電機(22),此時電動機/發(fā)電機(22)處于發(fā)電機狀態(tài)并將產生的電能儲存于蓄電池(23)中,實現(xiàn)氣體壓縮能到電能的轉換,液壓缸(13)無桿腔中液壓油經(jīng)過二位三通換向閥b(14)、單向閥b(16)流入油箱(48);
模式六:儲存于蓄電池(23)中電能推動電動機/發(fā)電機(22),此時電動機/發(fā)電機(22)處于電動機狀態(tài),依次帶動變速器(21)、齒輪(3)、齒條桿(2)、氣缸活塞(34),推動氣缸活塞(34)壓縮氣體并儲存于氣缸(33),實現(xiàn)電能到氣體壓縮能的轉換。
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