1.一种基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统,包括回转操作信号给定元件(1)、安全阀(2)、液压油箱(4)、比例变量泵(5)、发动机(6)、电磁多路阀(8)、回转液压马达(15);发动机(6)的动力输出端与比例变量泵(5)的动力输入端连接,比例变量泵(5)的吸油口通过液压管路与液压油箱(4)连通连接,比例变量泵(5)的泵油口通过液压管路与电磁多路阀(8)的入口端连接,单向阀(7)与电磁多路阀(8)之间还设有安全阀(2),安全阀(2)的溢流输出端通过液压管路与液压油箱(4)连通连接;
其特征在于,基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统还包括电动/发电机一(9)、扭矩测试仪一(10)、能量转换元件一(11)、能量转换元件二(12)、扭矩测试仪二(13)、电动/发电机二(14),电力储能装置(16)和控制器(17);
电磁多路阀(8)包括左、中、右三个位置;中位时电磁多路阀(8)内部的流道处于封闭状态;左位时电磁多路阀(8)的出口端通过液压管路与能量转换元件一(11)的液压输入端连接,能量转换元件一(11)的液压输出端通过液压管路与回转液压马达(15)的输入端连接,回转液压马达(15)的输出端通过液压管路与能量转换元件二(12)的液压输入端连接,能量转换元件二(12)的液压输出端通过液压管路与液压油箱(4)连通连接;右位时电磁多路阀(8)的出口端通过液压管路与能量转换元件一(11)的液压输入端连接,能量转换元件一(11)的液压输出端通过液压管路与回转液压马达(15)的输出端连接,回转液压马达(15)的输入端通过液压管路与能量转换元件二(12)的液压输入端连接,能量转换元件二(12)的液压输出端通过液压管路与液压油箱(4)连通连接;
能量转换元件一(11)的传动轴通过扭矩测试仪一(10)与电动/发电机一(9)连接,能量转换元件二(12)的传动轴通过扭矩测试仪二(13)与电动/发电机二(14)连接,电动/发电机一(9)和电动/发电机二(14)分别与电力储能装置(16)电连接,控制器(17)分别与回转操作信号给定元件(1)、比例变量泵(5)、电磁多路阀(8)、电动/发电机一(9)、扭矩测试仪一(10)、扭矩测试仪二(13)、电动/发电机二(14)和电力储能装置(16)电连接。
2.根据权利要求1所述的基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统,其特征在于,基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统还包括单向阀(7),比例变量泵(5)的泵油口与单向阀(7)的单向输入端连接,单向阀(7)的单向输出端通过液压管路与电磁多路阀(8)的入口端连接。
3.根据权利要求2所述的基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统,其特征在于,比例变量泵(5)的吸油口通过吸油过滤器(3)和液压管路与液压油箱(4)连通连接。
4.根据权利要求2所述的基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统,其特征在于,安全阀(2)的溢流输出端通过回油过滤器和液压管路与液压油箱(4)连通连接。
5.一种基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统的控制方法,其特征在于,控制器(17)通过回转操作信号给定元件(1)的先导压力信号来控制电磁多路阀(8)的工作位置,并通过电磁多路阀(8)的左位或右位对回转液压马达(15)的运动方向和速度的控制,同时控制器(17)根据扭矩测试仪一(10)或扭矩测试仪二(13)反馈的负载功率状态控制比例变量泵(5)的排量;电磁多路阀(8)位于左位或右位时电磁多路阀(8)内部的流道处于开启状态,高压油经电磁多路阀(8)的出口端进入能量转换元件一(11)的液压输入端、再经能量转换元件一(11)的液压输出端进入回转液压马达(15)驱动回转液压马达(15)动作、再经回转液压马达(15)进入能量转换元件二(12)的液压输入端、最后经能量转换元件二(12)的液压输出端回流至液压油箱(4);在高压油流经能量转换元件一(11)和能量转换元件二(12)时控制器(17)根据扭矩测试仪一(10)或扭矩测试仪二(13)反馈的负载功率状态控制电动/发电机一(9)或电动/发电机二(14)的电动机或发电机的不同工作状态使能量转换元件一(11)或能量转换元件二(12)对液压能与机械能的互相转换进行对制动时的动能进行回收、在回转启动时重新利用。
6.根据权利要求5所述的基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统的控制方法,其特征在于,当挖掘机顺时针回转启动时,操作人员控制手柄向右偏移,回转操作信号给定元件(1)产生顺时针回转启动的操作信号、并将此信号反馈给控制器(17),控制器(17)一方面发出指令控制电磁多路阀(8)工作在左位、比例变量泵(5)泵出的高压油经过电磁多路阀(8)进入到能量转换元件一(11),控制器(17)另一方面同时控制电力储能装置(16)向电动/发电机一(9)输出电能使电动/发电机一(9)处于电动机工作状态,能量转换元件一(11)在电动/发电机一(9)的带动下处于主动旋转的增压泵状态对比例变量泵(5)输出的高压油进行升压补偿,经能量转换元件一(11)输出的被增压后的高压油进入回转马达(15)的输入端驱动回转马达(15)顺时针旋转,回转马达(15)的输出端经过能量转换元件二(12)回流至液压油箱(4),能量转换元件二(12)处于被动旋转的液压马达状态,能量转换元件二(12)通过扭矩测试仪二(13)带动电动/发电机二(14)使电动/发电机二(14)处于发电机工作状态,电动/发电机二(14)发出的电流进入电力储能装置(16)进行储存;
当挖掘机顺时针回转至工作位置进行制动时,操作人员控制手柄复位,回转操作信号给定元件(1)产生顺时针回转制动的操作信号、并将此信号反馈给控制器(17),控制器(17)一方面发出指令保持电磁多路阀(8)工作在左位、比例变量泵(5)泵出的高压油经过电磁多路阀(8)进入到能量转换元件一(11),控制器(17)另一方面同时控制电力储能装置(16)停止向电动/发电机一(9)输出电能,能量转换元件一(11)处于被动旋转的液压马达状态对比例变量泵(5)输出的高压油进行降压补偿,经能量转换元件一(11)输出的被降压后的高压油进入回转马达(15)的输入端、经回转马达(15)的输出端通过能量转换元件二(12)回流至液压油箱(4),能量转换元件一(11)通过扭矩测试仪一(10)带动电动/发电机一(9)使电动/发电机一(9)处于发电机工作状态、能量转换元件二(12)通过扭矩测试仪二(13)带动电动/发电机二(14)使电动/发电机二(14)处于发电机工作状态,电动/发电机一(9)和电动/发电机二(14)发出的电流进入电力储能装置(16)进行储存。
7.根据权利要求5所述的基于负载敏感的挖掘机回转节能液压系统的控制方法,其特征在于,当挖掘机逆时针回转启动时,操作人员控制手柄向左偏移,回转操作信号给定元件(1)产生逆时针回转启动的操作信号、并将此信号反馈给控制器(17),控制器(17)一方面发出指令控制电磁多路阀(8)工作在右位、比例变量泵(5)泵出的高压油经过电磁多路阀(8)进入到能量转换元件一(11),控制器(17)另一方面同时控制电力储能装置(16)向电动/发电机一(9)输出电能使电动/发电机一(9)处于电动机工作状态,能量转换元件一(11)在电动/发电机一(9)的带动下处于主动旋转的增压泵状态对比例变量泵(5)输出的高压油进行升压补偿,经能量转换元件一(11)输出的被增压后的高压油进入回转马达(15)的输出端驱动回转马达(15)逆时针旋转,回转马达(15)的输入端经过能量转换元件二(12)回流至液压油箱(4),能量转换元件二(12)处于被动旋转的液压马达状态,能量转换元件二(12)通过扭矩测试仪二(13)带动电动/发电机二(14)使电动/发电机二(14)处于发电机工作状态,电动/发电机二(14)发出的电流进入电力储能装置(16)进行储存;
当挖掘机逆时针回转至工作位置进行制动时,操作人员控制手柄复位,回转操作信号给定元件(1)产生逆时针回转制动的操作信号、并将此信号反馈给控制器(17),控制器(17)一方面发出指令保持电磁多路阀(8)工作在右位、比例变量泵(5)泵出的高压油经过电磁多路阀(8)进入到能量转换元件一(11),控制器(17)另一方面同时控制电力储能装置(16)停止向电动/发电机一(9)输出电能,能量转换元件一(11)处于被动旋转的液压马达状态对比例变量泵(5)输出的高压油进行降压补偿,经能量转换元件一(11)输出的被降压后的高压油进入回转马达(15)的输出端、经回转马达(15)的输入端通过能量转换元件二(12)回流至液压油箱(4),能量转换元件一(11)通过扭矩测试仪一(10)带动电动/发电机一(9)使电动/发电机一(9)处于发电机工作状态、能量转换元件二(12)通过扭矩测试仪二(13)带动电动/发电机二(14)使电动/发电机二(14)处于发电机工作状态,电动/发电机一(9)和电动/发电机二(14)发出的电流进入电力储能装置(16)进行储存。