一种工程机械液压回转马达及工程机械的制作方法

本技术涉及工程机械液压回转马达及工程机械。

背景技术：

1、工程机械被广泛用于建筑、桥梁、高铁、隧道、码头、军工等行业，在国家基建、房建和国防建设中发挥着中流砥柱的作用。大部分工程机械作业会涉及上车平台绕回转支撑进行回转，多采用液压回转马达实现。常规回转马达液压系统原理图如图1所示。

2、常规回转马达液压系统主要包含以下回路：

3、1) 回转缓冲回路

4、当工程机械满载回转时，上车转动惯量很大，启动制动或突然换向时会在液压系统引起很大冲击，产生振动和噪声，甚至导致液压元件损坏。因此回转马达多设置缓冲回路，利用缓冲型溢流阀1.2等液压元件，使回转马达高压腔的油液超过一定压力时获得出路释放掉，达到油路缓冲效果。

5、2) 防反弹回路

6、当回转马达制动时，在惯性作用下会以原来的运动方向继续回转某个角度，一腔油压会因腔室体积压缩而升高，使回转马达产生反旋转趋势，即反弹。因此回转马达多设置防反弹阀1.1，回转马达两腔液压油经防反弹阀中间室节流孔相连，制动时高压腔液压油会通过节流孔迅速流至低压腔，两腔压力动态平衡，防止反弹。

7、3) 补油回路

8、当回转马达制动时，在惯性作用下会以原来的运动方向继续回转某个角度，一腔油压会因腔室体积增大而降低，甚至有空转、形成负压的趋势，影响元件寿命。因此回转马达多设置补油回路，两腔通过补油单向阀1.3与总回油路相连，总回油路设置一定背压，腔室压力低时会在背压作用下迅速补油。

9、然而，常规回转马达液压系统存在以下问题：

10、1) 回转启动时，回转马达转速低、需要流量少，导致液压泵部分输出流量会通过缓冲型溢流阀1.2溢流，液压能最终以热的形式损失。

11、2) 回转制动时，由于回转平台及工作装置质量、转动惯量和惯性力矩都很大，导致回转平台制动时动能很大，通常全部以热能的形式损失。

12、3) 回转启动溢流、回转制动的大部分能量不仅会通过发热浪费掉，还会使液压油温度快速升高、需要专门的冷却装置进行降温，进一步增加了系统功耗。

13、4) 驱动力矩受缓冲型溢流阀1.2设定压力限制，缓冲型溢流阀1.2的设置压力由上车平台制动力矩决定，多在28mpa以下，斜坡回转、满载回转时驱动力矩可能会不足，而实际系统额定压力多在34mpa左右，峰值容许压力更高，因此回转马达驱动力矩有很大提升空间。

14、随着行业的发展和市场保有量的增长，工程机械累积燃油消耗量迅速增加，成为继汽车之后的又一石化能源消耗主体。当前石化能源储量日益减少且短时间内不可再生，单位价格不断攀升，使能量消耗情况成为评价挖掘机市场竞争力的重要指标。高效、节能、减排已成为液压挖掘机不可逆的发展趋势。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有工程机械液压回转液压系统回转启动时溢流、回转制动时能量通过发热浪费、斜坡回转满载回转等极限工况驱动力矩受限的不足，本实用新型提供一种具备回转启动防溢流、回转制动能量回收、回转系统临时增压的工程机械液压回转马达及工程机械。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种工程机械液压回转马达，包括马达体，所述马达体上设置主油口a、主油口b、补油口m，所述马达体内设置马达，所述马达具有第一腔和第二腔，所述主油口a经第一主油路连通所述第一腔，所述主油口b经第二主油路连通所述第二腔，所述第一主油路与所述第二主油路之间设置能量回收模块，所述马达体上设置流量释放油口p，所述能量回收模块包括入口端、出口端、液控比例阀、流量提取开关阀、节流口，所述入口端连通第一主油路、第二主油路，所述出口端连通所述流量释放油口p，所述液控比例阀具有第一液控端、第二液控端、进油口、出油口，所述第一液控端与所述入口端连通，所述第二液控端经所述节流口与所述入口端连通，所述进油口与所述入口端连通，所述出油口连通所述出口端，同时所述节流口和所述第二液控端与所述流量提取开关阀的入口连通，所述流量提取开关阀的出口连通所述补油口m，当液控比例阀的进油口压力小于所述流量提取开关阀的设定压力时，流量提取开关阀关闭，液控比例阀处于关闭位；当液控比例阀的进油口压力大于所述流量提取开关阀的开启压力时，流量提取开关阀打开，液控比例阀的开启度随液控比例阀的进油口压力与所述流量提取开关阀的开启压力差增大而增大，并随液控比例阀的进油口压力与所述流量提取开关阀的开启压力差减小而减小。

4、本实用新型通过在回转马达的第一主油路和第二主油路之间接入能量回收模块，且在回转马达的系统压力大于流量提取开关阀的开启压力时，流量提取开关阀开启，同时液控比例阀的开启度随液控比例阀的进油口压力与所述流量提取开关阀的开启压力差增大而增大，并随液控比例阀的进油口压力与所述流量提取开关阀的开启压力差减小而减小，这样在系统回转启动和制动时，节流口两侧出现明显压差，同时液控比例阀的第一、二液控端出现明显压力差，使得液控比例阀的开启度增大，进而可通过液控比例阀及流量释放油口p回收液压能，不仅能防止回转启动时的溢流，还能将回转制动时产生的动能回收，降低系统功耗；当回转加速、近似匀速回转时，节流口两侧压差较小，液控比例阀开启度小，系统液压能基本用于供给回转马达作业，不影响回转马达的正常工作。

5、优选地，所述能量回收模块还包括安装在能量回收模块入口端的防逆流单向阀。

6、优选地，所述能量回收模块还包括安装在能量回收模块出口端的安全阀。

7、优选地，所述节流口替换为节流阀。

8、优选地，所述第一主油路与所述第二主油路之间安装补油单向阀，所述补油单向阀的入口与所述补油口m连通，所述补油单向阀的出口连通所述马达的第一腔和/或第二腔。

9、优选地，所述马达体上还设置有泄油口dr，所述泄油口dr的内端连通所述马达。

10、基于同一发明构思，本实用新型还提供了一种工程机械，其包括所述工程机械液压回转马达。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

12、(1) 本实用新型不仅具备常规回转马达的常规功能：1) 缓冲；2) 防反弹；3) 低压腔补油防空转；4) 系统压力超限时压力切断(保护)，还具备常规回转马达不具备的新功能：1) 启动防溢流；2) 制动能量回收；3) 最大工作扭矩可控(临时增压)，避免了回转启动时液压泵（主泵）部分输出流量通过回转马达溢流阀溢流最终液压能转化为热能逸散造成浪费，同时本实用新型避免了回转制动时产生的巨大动能全部以热能的形式损失。

技术特征：

1.一种工程机械液压回转马达，包括马达体（2），所述马达体上设置主油口a、主油口b、补油口m，所述马达体内设置马达(2.7)，所述马达具有第一腔和第二腔，所述主油口a经第一主油路连通所述第一腔，所述主油口b经第二主油路连通所述第二腔，其特征在于：所述第一主油路与所述第二主油路之间设置能量回收模块，所述马达体上设置流量释放油口p，所述能量回收模块包括入口端、出口端、液控比例阀（2.3）、流量提取开关阀（2.2）、节流口（2.4），所述入口端连通第一主油路、第二主油路，所述出口端连通所述流量释放油口p，所述液控比例阀具有第一液控端、第二液控端、进油口、出油口，所述第一液控端与所述入口端连通，所述第二液控端经所述节流口与所述入口端连通，所述进油口与所述入口端连通，所述出油口连通所述出口端，同时所述节流口和所述第二液控端与所述流量提取开关阀的入口连通，所述流量提取开关阀的出口连通所述补油口m，当液控比例阀的进油口压力小于所述流量提取开关阀的开启压力时，流量提取开关阀关闭，液控比例阀处于关闭位；当液控比例阀的进油口压力大于所述流量提取开关阀的开启压力时，流量提取开关阀打开，液控比例阀的开启度随液控比例阀的进油口压力与所述流量提取开关阀的开启压力差增大而增大，并随液控比例阀的进油口压力与所述流量提取开关阀的开启压力差减小而减小。

2.根据权利要求1所述工程机械液压回转马达，其特征在于，所述能量回收模块还包括安装在能量回收模块入口端的防逆流单向阀（2.5）。

3.根据权利要求1所述工程机械液压回转马达，其特征在于，所述能量回收模块还包括安装在能量回收模块出口端的安全阀（2.1）。

4.根据权利要求1所述工程机械液压回转马达，其特征在于，所述节流口替换为节流阀。

5.根据权利要求1所述工程机械液压回转马达，其特征在于，所述第一主油路与所述第二主油路之间安装补油单向阀，所述补油单向阀的入口与所述补油口m连通，所述补油单向阀的出口连通所述马达的第一腔和/或第二腔。

6.根据权利要求1所述工程机械液压回转马达，其特征在于，所述马达体上还设置有泄油口dr，所述泄油口dr的内端连通所述马达。

7.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1－6中任一项所述工程机械液压回转马达。

技术总结本技术公开了一种工程机械液压回转马达及工程机械，其马达具有第一腔和第二腔，主油口A经第一主油路连通第一腔，主油口B经第二主油路连通第二腔，第一主油路与所述第二主油路设置能量回收模块，能量回收模块包括液控比例阀(2.3)、流量提取开关阀(2.2)，所述液控比例阀具有第一液控端、第二液控端、进油口、出油口，第一液控端与能量回收模块入口端连通，第二液控端经节流口与所述入口端连通，所述进油口与所述入口端连通，所述出油口连通流量释放油口P，同时节流口和第二液控端与流量提取开关阀的入口连通，流量提取开关阀的出口连通补油口M。本技术能通过能量回收模块在回转启动时防止溢流，并在回转制动时将能量回收。技术研发人员：章浩,张金戈,卢惠平,管伟受保护的技术使用者：山河智能装备股份有限公司技术研发日：20231107技术公布日：2024/6/5