1.一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统,包括油源(1)、主换向阀(3)、液压缸(4)和操纵手柄(16),所述油源(1)通过第一单向阀(2)与主换向阀(3)的P口连接,主换向阀(3)的A口、B口分别通过管路与液压缸(4)的无杆腔、有杆腔连接;主换向阀(3)的T口通过管路与油箱(5)连接;
其特征在于,还包括液压泵/马达(6)、飞轮(8)、第二单向阀(11)、控制器(15)、设置在液压缸(4)的无杆腔中的第一压力传感器(12)、设置在液压泵/马达(6)的P口的第二压力传感器(13)、设置在飞轮(8)上的转速传感器(14);
所述液压泵/马达(6)的P口通过第一换向阀(7)与液压缸(4)的无杆腔连接,液压泵/马达(6)的P口通过第二换向阀(17)与液压缸(4)的有杆腔连接;液压泵/马达(6)的A口通过管路与油箱(5)连接;液压泵/马达(6)输出轴通过离合器(9)与所述飞轮(8)的飞轮轴连接;
所述第二单向阀(11)的进油口通过管路与油箱(5)连接,第二单向阀(11)的出油口通过管路与液压泵/马达(6)的P口连接;
所述控制器(15)分别与主换向阀(3)、第一换向阀(7)、第二换向阀(17)、液压泵/马达(6)、离合器(9)、第一压力传感器(12)、第二压力传感器(13)、转速传感器(14)和操纵手柄(16)连接;
主换向阀(3)为三位四通电磁换向阀,其电磁铁Y1b得电后工作在左位,其电磁铁Y1a得电后工作在右位,其不加电时工作在中位,工作在左位时,其P口和A口之间的油路连接,其T口和B口之间的油路连通;工作在右位时,其P口和B口之间的油路连接,其T口和A口之间的油路连通;工作在中位时,其P口和A口之间的油路断开,其T口和B口之间的油路连通;
所述操纵手柄(16)上设有用于挖掘机增力功能的功能按钮,所述控制器(15)在功能按钮按下时控制第二换向阀(17)得电,并调整液压泵/马达(6)工作在泵工况的一个较小排量,然后控制离合器(9)接合;
液压泵/马达(6)的P口通过溢流阀(10)与油箱(5)连接,所述溢流阀(10)的压力高于油源(1)的最高工作压力;
当操作人员通过操纵手柄(16)控制动臂下放时,控制器(15)接收到操纵手柄(16)的控制信号,控制主换向阀(3)的电磁铁Y1a得电;当操纵手柄(16)的摆角继续增大,控制器(15)给主换向阀(3)的控制电流继续增大,使主换向阀(3)的阀口继续增大;当主换向阀(3)的控制电流超过一定值后,控制器(15)发出控制信号,使第一换向阀(7)和第二换向阀(17)得电,离合器(9)吸合,同时将液压泵/马达(6)的排量调整变大;控制器(15)根据转速传感器(14)的信号,判断飞轮(8)的充能情况,在飞轮(8)的加速度较小时控制液压泵/马达(6)的排量逐渐增加,使飞轮(8)继续加速;当控制器(15)检测到操纵手柄(16)摆角变小时,控制器(15)减小主换向阀(3)的控制电流以减小其阀口大小;同时,控制器(15)将液压泵/马达(6)的排量减小;当主换向阀(3)的控制电流减小到一定值后,控制器(15)控制离合器(9)断开液压泵/马达(6)和飞轮(8)的连接,同时第一换向阀(7)和第二换向阀(17)失电;
当操作人员通过操纵手柄(16)控制动臂提升时,控制器(15)接收到操纵手柄(16)的控制信号,控制主换向阀(3)的电磁铁Y1b得电;当控制器(15)给主换向阀(3)的电流超过一定值后,控制器(15)控制第一换向阀(7)得电,同时离合器(9)吸合,使飞轮(8)与液压泵/马达(6)的轴连接在一起;控制器(15)根据转速传感器(14)的信号,判断飞轮(8)的能量释放情况,在飞轮(8)的加速度较小时控制液压泵/马达(6)的排量逐渐增大,使飞轮(8)较快地减速,释放更多的能量;当控制器(15)检测到操纵手柄(16)摆角减小时,控制器(15)减小主换向阀(3)的控制电流以减小其阀口大小;同时,控制器(15)将液压泵/马达(6)的排量减小;
当主换向阀(3)的控制电流减小到一定值后,控制器(15)控制离合器(9)断开液压泵/马达(6)和飞轮(8)的连接,同时第一换向阀(7)失电。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统,其特征在于,所述液压泵/马达(6)和离合器(9)之间还连接有变速器(18),所述变速器(18)与控制器(15)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统,其特征在于,第一换向阀(7)为二位二通电磁换向阀,其失电后工作在左位,其得电后工作在右位,工作在左位时,其P口和A口之间的油路断开,工作在右位时,其P口和A口之间的油路连通。
4.根据权利要求3所述的一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统,其特征在于,第二换向阀(17)为二位二通电磁换向阀,其失电后工作在左位,其得电后工作在右位,工作在左位时,其P口和A口之间的油路断开,工作在右位时,其P口和A口之间的油路连通。