起重机变幅能量回收与再利用方法和系统、及起重机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种起重机变幅能量回收与再利用方法和系统、及起重机。
【背景技术】
[0002]起重机是一种重力作业机械，变幅落时，吊重与起重臂的重力做功。
[0003]目前通过控制平衡阀的节流口面积实现下降过程的节流调速，重物下降过程的能量全部转化为了热能，造成能量的浪费。同时会导致液压油温度升高，使液压元件以耐久性为主的可靠性降低。为了降低油温升高，就需要增大散热器的功率。
【发明内容】
[0004]鉴于以上技术问题，本发明提供了一种起重机变幅能量回收与再利用方法和系统、及起重机，通过将变幅落动作时，吊重和起重臂的重力势能加以回收利用，实现了节能减排，并降低了系统的发热。
[0005]根据本发明的一个方面，提供一种起重机变幅能量回收与再利用方法，包括:
[0006]变幅油缸将起重机起重臂变幅下落过程中产生的重力势能转换为液压能；
[0007]第一液压动力装置将变幅油缸产生的液压能转换为主传动轴的机械能，其中第一液压动力装置与主泵同轴连通；
[0008]主传动轴通过分动箱带动第二液压动力装置进行旋转，其中分动箱连通在发动机输出轴上，发动机通过分动箱与第二液压动力装置并联；
[0009]第二液压动力装置给蓄能器充液，将第二液压动力装置的机械能转换成液压能储存起来。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述方法还包括:
[0011]在起重臂变幅下落过程中，调整第一液压动力装置的排量，以控制起重臂的变幅下降速度。
[0012]在本发明的一个实施例中，在主传动轴通过分动箱带动第二液压动力装置进行旋转的步骤之前，所述方法还包括:
[0013]实时获取第一液压动力装置输出给分动箱的负载扭矩Th ；
[0014]获取第二液压动力装置的最大回收扭矩Txmx ；
[0015]判断Txniax是否小于Th;
[0016]若Tx_小于Th，则将第二液压动力装置的排量调整到最大，使得第二液压动力装置的回收扭矩Tx = Txniax，通过Tx和发动机制动力矩来共同平衡Th。
[0017]在本发明的一个实施例中，所述方法还包括:
[0018]若Txmx不小于Th，则通过调整第二液压动力装置的排量使得第二液压动力装置的回收扭矩Tx = Th。
[0019]在本发明的一个实施例中，在第二液压动力装置给蓄能器充液的步骤之后，还包括:
[0020]在蓄能器的压力达到预定最大工作压力时，断开第二液压动力装置与分动箱的连通，完全依靠发动机制动力矩来平衡Th。
[0021]在本发明的一个实施例中，所述方法还包括:
[0022]在起重机进行上车操作时，蓄能器释放存储的液压能，为起重机提供驱动力。
[0023]在本发明的一个实施例中，在起重机上车操作时，蓄能器释放存储的液压能的步骤包括:
[0024]在起重机起重臂变幅起升时，第二液压动力装置将蓄能器释放的液压能转换为主传动轴的机械能；
[0025]主泵将主传动轴的机械能转换为液压能，以驱动变幅油缸实现起重臂的变幅起升。
[0026]在本发明的一个实施例中，所述方法还包括:在起重臂变幅起升过程中，调整主泵的排量，以控制变幅起升速度。
[0027]在本发明的一个实施例中，在第二液压动力装置将蓄能器释放的液压能转换为主传动轴的机械能的步骤之前，所述方法还包括:
[0028]实时获取主泵输出的负载扭矩Td ；
[0029]获取第二液压动力装置可提供的最大驱动扭矩Txaiiax ；
[0030]判断Txaiiax是否小于Td;
[0031]若Txaiiax小于Td，则将第二液压动力装置的排量调到最大，使得第二液压动力装置提供的驱动扭矩Tx。= Txaiiax，通过τχ。和发动机驱动力矩来共同驱动主泵。
[0032]在本发明的一个实施例中，所述方法还包括:若Txcnax不小于Td，则调整第二液压动力装置的排量，使第二液压动力装置提供的驱动扭矩Tx。= Td。
[0033]在本发明的一个实施例中，在第二液压动力装置将蓄能器释放的液压能转换为主传动轴的机械能的步骤之后，还包括:
[0034]当蓄能器的压力达到预定最低工作压力时，断开第二液压动力装置与分动箱的连通，完全依靠发动机驱动主泵。
[0035]根据本发明的另一方面，提供一种起重机变幅能量回收与再利用系统，包括:变幅油缸、第一液压动力装置、分动箱、第二液压动力装置和蓄能器，其中第一液压动力装置与主泵同轴连通，分动箱连通在发动机输出轴上，发动机通过分动箱与第二液压动力装置并联，其中:
[0036]变幅油缸，用于将起重机起重臂变幅下落过程中产生的重力势能转换为液压能；
[0037]第一液压动力装置，用于将变幅油缸产生的液压能转换为主传动轴的机械能；
[0038]分动箱，用于通过主传动轴的机械能带动第二液压动力装置进行旋转；
[0039]第二液压动力装置，用于通过给蓄能器充液，将第二液压动力装置的机械能转换成液压能储存起来；
[0040]蓄能器，用于存储液压能。
[0041]在本发明的一个实施例中，所述系统还包括第一排量调节模块，其中:
[0042]第一排量调节模块，用于在起重臂变幅下落过程中，调整第一液压动力装置的排量，以控制起重臂的变幅下降速度。
[0043]在本发明的一个实施例中，所述系统还包括第一力矩获取模块、第二力矩获取模块、第一识别模块和第二排量调节模块，其中:
[0044]第一力矩获取模块，用于实时获取第一液压动力装置输出给分动箱的负载扭矩Th;
[0045]第二力矩获取模块，用于获取第二液压动力装置的最大回收扭矩Txmx ；
[0046]第一识别模块，用于判断Txmx是否小于Th ；
[0047]第二排量调节模块，用于根据第一识别模块的判断结果，在Tx_小于Th时，将第二液压动力装置的排量调整到最大，使得第二液压动力装置的回收扭矩Tx = Txnax,通过Tx和发动机制动力矩来共同平衡Th。
[0048]在本发明的一个实施例中，第二排量调节模块还用于根据第一识别模块的判断结果，在τχ_不小于Th时，通过调整第二液压动力装置的排量使得第二液压动力装置的回收扭矩Tx = Th。
[0049]在本发明的一个实施例中，所述系统还包括第一压力传感器和第一开关，其中:
[0050]第一压力传感器，用于检测蓄能器的压力；
[0051]第一开关，用于在第一压力传感器检测的压力达到预定最大工作压力时，断开第二液压动力装置与分动箱的连通，完全依靠发动机制动力矩来平衡Th。
[0052]在本发明的一个实施例中，蓄能器还用于在起重机进行上车操作时，释放存储的液压能，为起重机提供驱动力。
[0053]在本发明的一个实施例中，第二液压动力装置还用于在起重机起重臂变幅起升时，将蓄能器释放的液压能转换为主传动轴的机械能；主泵还用于将主传动轴的机械能转换为液压能，以驱动变幅油缸实现起重臂的变幅起升。
[0054]在本发明的一个实施例中，所述系统还包括第三排量调节模块，其中:
[0055]第三排量调节模块，用于在起重臂变幅起升过程中，调整主泵的排量，以控制变幅起升速度。
[0056]在本发明的一个实施例中，所述系统还包括第三力矩获取模块、第四力矩获取模块、第二识别模块，其中:
[0057]第三力矩获取模块，用于实时获取主泵输出的负载扭矩Td ；
[0058]第四力矩获取模块，用于获取第二液压动力装置可提供的最大驱动扭矩Txaiiax ；
[0059]第二识别模块，用于判断Txaiiax是否小于Td ；
[0060]第二排量调节模块还用于根据第二识别模块的判断结果，在Txaiiax小于Td时，将第二液压动力装置的排量调到最大，使得第二液压动力装置提供的驱动扭矩Tx。= Txaiiax，通过Txc和发动机驱动力矩来共同驱动主泵。
[0061]在本发明的一个实施例中，第二排量调节模块还用于根据第二识别模块的判断结果，在Txaiiax不小于T