[0044] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0045] 实施例1：
[0046] 一种用于挖掘机的能量回收及再利用系统，包括原动机6、液压泵1、主换向阀3、动臂液压缸4、油箱5、用于操纵动臂的操纵手柄、第三单向阀16和控制器，所述原动机6与液压泵1同轴连接，液压泵1的出油口P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T口和A口分别与油箱5和动臂液压缸4的有杆腔连接；
[0047] 所述第三单向阀16的进油口与油箱5连接，第三单向阀16的出油口与液压泵1的吸油口S连接，主换向阀3的B口分别与切换阀13的A口、第二单向阀14的进油口和第四单向阀21的出油口连接，第四单向阀21的进油口与液压马达7的A口连接，液压马达7的P口、第二单向阀14的出油口和切换阀13的P口均与动臂液压缸4的无杆腔连接；切换阀13的控制口通过节流子15与主换向阀3的A口连接；
[0048] 液压马达7的输出轴与单向离合器10的输入端连接，单向离合器10可以保证动力只能从液压马达7传递给飞轮8，而不能反向传递。单向离合器10的输出端通过第三离合器20与分动箱19的输入端连接，分动箱19的一个输出端通过第一离合器9与飞轮8连接，分动箱19的另一个输出端通过第二离合器11与辅助液压泵12同轴连接；
[0049] 辅助液压泵12的吸油口S与油箱5连接，辅助液压泵12的出油口P与液压泵1的吸油口S连接；作为一种优选，辅助液压泵12的出油口P通过第五单向阀18与液压泵1的吸油口S连接。
[0050] 所述控制器的输入端与操纵手柄的输出端连接，所述控制器的输出端分别与主换向阀3、第一离合器9、第二离合器11、第三离合器20、液压泵1、液压马达7和辅助液压泵12连接。
[0051] 作为一种优选，所述切换阀13采用两位两通液控换向阀，其工作在左位时，P口与A口之间的油路连通，其工作在右位时，P口与A口之间的油路断开。
[0052] 实施例2：
[0053] 一种用于挖掘机的能量回收及再利用系统，包括原动机6、液压泵1、主换向阀3、动臂液压缸4、油箱5、用于操纵动臂的操纵手柄和控制器，所述原动机6与液压泵1同轴连接，液压泵1的吸油口S与油箱5连接，液压泵1的出油口P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T口和A口分别与油箱5和动臂液压缸4的有杆腔连接；
[0054] 主换向阀3的B口分别与切换阀13的A口、第二单向阀14的进油口和第四单向阀21的出油口连接，第四单向阀21的进油口与液压马达7的A口连接，液压马达7的P口、第二单向阀14的出油口和切换阀13的P口均与动臂液压缸4的无杆腔连接；切换阀13的控制口通过节流子15与主换向阀3的A口连接；
[0055] 液压马达7的输出轴与单向离合器10的输入端连接，单向离合器10可以保证动力只能从液压马达7传递给飞轮8，单向离合器10的输出端通过第三离合器20与分动箱19的输入端连接，分动箱19的一个输出端通过第一离合器9与飞轮8连接，分动箱19的另一个输出端通过第二离合器11与辅助液压泵12同轴连接；
[0056] 辅助液压泵12的吸油口S与油箱5连接，辅助液压泵12的出油口P与主换向阀3的P口连接；作为一种优选，辅助液压泵12的出油口P通过第五单向阀18与主换向阀3的P口连接。
[0057] 所述控制器的输入端与操纵手柄的输出端连接，所述控制器的输出端分别与主换向阀3、第一离合器9、第二离合器11、第三离合器20、液压泵1、液压马达7和辅助液压泵12连接。
[0058] 作为一种优选，所述切换阀13采用两位两通液控换向阀，其工作在左位时，P口与A口之间的油路连通，其工作在右位时，P口与A口之间的油路断开。
[0059] 实施例3：
[0060] 一种用于挖掘机的能量回收及再利用系统，包括原动机6、液压泵1、主换向阀3、动臂液压缸4、油箱5、用于操纵动臂的操纵手柄、第三单向阀16和控制器，所述原动机6与液压泵1同轴连接，液压泵1的出油口P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口和B口分别与动臂液压缸4的有杆腔和无杆腔连接；
[0061] 所述第三单向阀16的进油口与油箱5连接，第三单向阀16的出油口与液压泵1的吸油口S连接，主换向阀3的T口与切换阀13的A口连接，切换阀13的P口与液压马达7的P口连接，切换阀13的T口和液压马达7的A口均与油箱5连接；
[0062] 液压马达7的输出轴与单向离合器10的输入端连接，单向离合器10可以保证动力只能从液压马达7传递给飞轮8，单向离合器10的输出端通过第三离合器20与分动箱19的输入端连接，分动箱19的一个输出端通过第一离合器9与飞轮8连接，分动箱19的另一个输出端通过第二离合器11与辅助液压泵12同轴连接；
[0063] 辅助液压泵12的吸油口S与油箱5连接，辅助液压泵12的出油口P与液压泵1的吸油口S连接。作为一种优选，辅助液压泵12的出油口P通过第五单向阀18与液压泵1的吸油口S连接。
[0064] 所述控制器的输入端与操纵手柄的输出端连接，所述控制器的输出端分别与主换向阀3、第一离合器9、第二离合器11、第三离合器20、液压泵1、液压马达7和辅助液压泵12连接。
[0065] 作为一种优选，所述切换阀13采用两位三通控换向阀，其工作在左位时，A口与T口之间的油路连通，A口与P口之间的油路断开，其工作在右位时，A口与T口之间的油路断开，A口与P口之间的油路连通；
[0066] 实施例4：
[0067] 一种用于挖掘机的能量回收及再利用系统，包括原动机6、液压泵1、主换向阀3、动臂液压缸4、油箱5、用于操纵动臂的操纵手柄和控制器，所述原动机6与液压泵1同轴连接，液压泵1的吸油口S与油箱5连接，液压泵1的出油口P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口和B口分别与动臂液压缸4的有杆腔和无杆腔连接；
[0068] 主换向阀3的T口与切换阀13的A口连接，切换阀13的P口与液压马达7的P口连接，切换阀13的T口和液压马达7的A口均与油箱5连接；
[0069] 液压马达7的输出轴与单向离合器10的输入端连接，单向离合器10可以保证动力只能从液压马达7传递给飞轮8，单向离合器10的输出端通过第三离合器20与分动箱19的输入端连接，分动箱19的一个输出端通过第一离合器9与飞轮8连接，分动箱19的另一个输出端通过第二离合器11与辅助液压泵12同轴连接；
[0070] 辅助液压泵12的吸油口S与油箱5连接，辅助液压泵12的出油口P与主换向阀3的P口连接；作为一种优选，辅助液压泵12的出油口P通过第五单向阀18与主换向阀3的P口连接。
[0071] 所述控制器的输入端与操纵手柄的输出端连接，所述控制器的输出端分别与主换向阀3、第一离合器9、第二离合器11、第三离合器20、液压泵1、液压马达7和辅助液压泵12连接。
[0072] 作为一种优选，所述切换阀13采用两位三通液控换向阀，其工作在左位时，A口与T口之间的油路连通，A口与P口之间的油路断开，其工作在右位时，A口与T口之间的油路断开，A口与P口之间的油路连通。
[0073] 工作原理：
[0074] 一、实施例1：
[0075] 结合图3，对实施例1的工作原理做进一步的说明。
[0076] 1.1动臂下放过程(动臂势能回收)：
[0077] 控制器(未画出)收到操纵手柄发出的动臂下放的指令后，使主换向阀3的电磁铁Y1b得电，第一离合器9和第三离合器20得电吸合，第二离合器11保持断开。结合图3，液压泵1排出的油液经第一单向阀2，主换向阀3的P口至A口，进入动臂液压缸4的有杆腔。由于动臂液压缸4上作用有动臂等负载，动臂液压缸4的有杆腔的压力很小。动臂液压缸4无杆腔内的高压油液流入液压马达7的P口，低压油液经其A口流出后经主换向阀3的B口至T口流回油箱。液压马达7输出机械能，经单向离合器10和第三离合器20驱动分动箱19，分动箱19的一个输出端通过第一离合器9驱动飞轮8加速旋转。因此，动臂势能转化成飞轮8的机械能。通过合理控制液压马达7的排量，即可调整动臂液压缸4的负载的下放速度。动臂液压缸4排出的高压油液具有的压力能，大部分经液压马达7转化成了飞轮8的机械能，消耗在主换向阀3的阀口上的能量很少。
[0078] 当由于某些原因，例如铲斗触地等，动臂不能继续依靠重力下放时，动臂必须在动臂液压缸4的带动下才能继续向下运动。此时，液压泵1要为动臂液压缸4有杆腔提供高压油液，无杆腔的油液也不再具有很高的压力。这意味着此时动臂没有可以回收的势能。进入动臂液压缸4有杆腔的油液压力升高后，就会通过控制油路22使切换阀13换向。这样，动臂液压缸4无杆腔的油液就不再流向液压马达7，而是经切换阀13的P口至A口，主换向阀3的B口至T口流回油箱5。此时，液压马达7不再继续回收动臂势能。
[0079] 控制油路22上设置有节流子15，可以避免动臂液压缸4有杆腔的进油压力波动时造成切换阀13的误动作。
[0080] 1.2动臂提升过程(能量再利用)
[0081] 控制器(未画出)收到操纵手柄发出的动臂提升的指令后，使主换向阀3的电磁铁Y1a得电，主换向阀3工作在右位，液压泵1提供的油液经第一单向阀2，主换向阀3的P口至B口，第二单向阀14进入动臂液压缸4的无杆腔，其有杆腔的油液经主换向阀3的A口至T口流回油箱5。动臂液压缸4的活塞杆伸出，对应图1中动臂提升动作。同时，控制器(未画出)使第二离合器11和第一离合器9吸合，使第三离合器20断开，飞轮8通过第一离合器9驱动分动箱19的一个输出端转动，进而通过分动箱19的另一个输出端驱动辅助液压泵12工作。辅助液压泵12排出的油液流入液压泵1的吸油口。因为辅助液压泵12排出的油液具有一定的压力，相当于降低了液压泵1的进出油口的压力差，所以可以减小液压泵1对原动机6的功率需求，降低了能量消耗。进一步，在设备的设计阶段，可以适当选用较小的原动机型号，减小设备的体积和重量。
[0082] 由于设置了第二单向阀14和第四单向阀21，主换向阀3的B口排出的油液不会驱动液压马达7旋转，会全部进入动臂液压缸4的无杆腔内。
[0083] 由于设置了第三单向阀16，辅助液压泵12排出的油液不会直接流回油箱，造成回收能量的浪费。
[0084] 二、实施例2：
[0085] 结合图4，对实施例2的工作原理做进一步的说明。
[0086] 2.1动臂下放过程(动臂势能回收)：
[0087] 此部分与实施例1的对应部分工作原理基本一致，在此不作赘述。
[0088] 2.2动臂提升过程(能量再利用)
[0089] 控制器(未画出)收到动臂提升的指令后，使主换向阀3的电磁铁Y1a得电，主换向阀3工作在右位，液压泵1提供的油液经第一单向阀2，主换向阀3的P口至B口，第二单向阀14进入动臂液压缸4的无杆腔，其有杆腔的油液经主换向阀3的A口至T口流回油箱5。动臂液压缸4的活塞杆伸出，对应图1中动臂提升动作。同时，控制器(未画出)使第二离合器11和第一离合器9吸合，使第三离合器20断开，飞轮8通过第一离合器9驱动分动箱19的一个输出端转动，进而通过分动箱19的另一个输出端驱动辅助液压泵12工作。辅助液压泵12排出的油液流入液压泵1的排油口，和液压泵1共同为系统提供油液。因为辅助液压泵12提供了部分高压油液，减小了液压泵1的流量，也减小了对原动机6的功率需求，降低了能量消耗。进一步，在设备的设计阶段，可以适当选用较小型号的原动机和液压泵，减小设备的体积和重量。
[0090] 由于设置了第二单向阀10和第四单向阀21，主换向阀3的B口排出的油液不会驱动液压马达7旋转，会全部进入动臂液压缸4的无杆腔内。
[0091] 由于设置了第一单向阀2，辅助液压泵12排出的油液在任何情况下也不会反向流入液压泵1的出油口。
[0092] 三、实施例3
[0093] 结合图5，对实施例3的工作原理做进一步的说明。
[0094] 3.1动臂下放过程(动臂势能回收)：
[0095] 控制器(未画出)收到动臂下放的指令后，使主换向阀3的电磁铁Y1b得电，第一离合器9和第三离合器20得电吸合，第二离合器11保持断开。结合图5，液压泵1排出的油液经第一单向阀2，主换向阀3的P口至A口，进入动臂液压缸4的有杆腔。由于动臂液压缸4上作用有动臂等负载，动臂液压缸4的有杆腔的压力很小。动臂液压缸4无杆腔内的高压油液流出，经主换向阀3的B口至T口，切换阀13的A口至P口，流入液压马达7的P口，然后经其A口流出后回油箱5。液压马达7输出机械能，经单向离合器10和第三离合器20驱动分动箱19，分动箱19的一个输出端通过第一离合器9驱动飞轮8加速旋转。因此，动臂势能转化成飞轮8的机械能。通过合理控制液压马达7的排量，即可调整动臂液压缸4的负载下落的速度。动臂液压缸4排出的高压油液具有的压力能，大部分经液压马达7转化成了飞轮8的机械能，消耗在主换向阀3的阀口上的能量较少。
[0096] 因为液压马达7布置在主换向阀3之后，本实施例的能量回收效率比第一和第二实施例的效率低。
[0097] 当由于某些原因，例如铲斗触地等，动臂不能继续依靠重力下放时，动臂必须在动臂液压缸4的带动下才能继续向下运动。此时，液压泵1要为动臂液压缸4有杆腔提供高压油液，无杆腔的油液也不再具有很高的压力。这意味着此时动臂没有可以回收的势能。进入动臂液压缸4有杆腔的油液压力升高后，就会通过控制油路22使切换阀13换向。这样，主换向阀3的T口的油液就不再流向液压马达7，而是经切换阀13的A口至T口流回油箱5。此时，液压马达7不再继续回收动臂势能。
[0098] 控制油路22上设置有节流子15，可以避免动臂液压缸4有杆腔的进油压力波动时造成切换阀13的误动作。
[0099] 3.2动臂提升过程(能量再利用)
[0100] 控制器(未画出)收到动臂提升的指令后，使主换向阀3的电磁铁Y1a得电，主换向阀3工作在右位，液压泵1提供的油液经第一单向阀2，主换向阀3的P口至B口进入动臂液压缸4的无杆腔，其有杆腔的油液经主换向阀3的A口至T口，切换阀13的A口至P口，液压马达7的P口至A口流回油箱5。因为第三离合器20没有吸合，故液压马达7对油液产生的阻力很小，可以忽略。动臂液压缸4的活塞杆伸出，对应图1中动臂提升动作。同时，控制器(未画出)使第二离合器11和第一离合器9吸合，并保持第三离合器20断开，飞轮8通过第一离合器9驱动分动箱19的一个输出端转动，进而通过分动箱19的另一个输出端驱动辅助液压泵12工作。辅助液压泵12排出的油液流入液压泵1的吸油口。因为辅助液压泵12排出的油液具有一定的压力，相当于降低了液压泵1的进出油口的压力差，所以可以减小液压泵1对原动机6的功率需求，降低了能量消耗。进一步，在设备的设计阶段，可以适当选用较小的原动机型号，减小设备的体积和重量。
[0101] 由于设置了第三单向阀16，辅助液压泵12排出的油液不会直接流回油箱，造成回收能量的浪费。
[0102] 四、实施例4：
[0103] 结合图6，对实施例4的工作原理做进一步的说明。
[0104] 4.1动臂下放过程(动臂势能回收)：
[0105] 此部分与实施例3的对应部分工作原理基本一致，在此不作赘述。
[0106] 4.2动臂提升过程(能量再利用)
[0107] 控制器(未画出)收到动臂提升的指令后，使主换向阀3的电磁铁Y1a得电，主换向阀3工作在右位，液压泵1提供的油液经第一单向阀2，主换向阀3的P口至B口进入动臂液压缸4的无杆腔，其有杆腔的油液经主换向阀3的A口至T口，切换阀13的A口至P口，液压马达7的P口至A口流回油箱5。因为第三离合器20没有吸合，故液压马达7对油液产生的阻力很小，可以忽略。动臂液压缸4的活塞杆伸出，对应图1中动臂提升动作。同时，控制器(未画出)使第二离合器11和第一离合器9吸合，并保持第三离合器20断开，飞轮8通过第一离合器9驱动分动箱19的一个输出端转动，进而通过分动箱19的另一个输出端驱动辅助液压泵12工作。辅助液压泵12排出的油液流入液压泵1的排油口，和液压泵1共同为系统提供油液。因为辅助液压泵12提供了部分高压油液，减小了液压泵1的流量，也减小了对原动机6的功率需求，降低了能量消耗。进一步，在设备的设计阶段，可以适当选用较小型号的原动机和液压泵，减小设备的体积和重量。
[0108] 由于设置了第一单向阀2，辅助液压泵12排出的油液在任何情况下也不会反向流入液压泵1的出口。
[0109] 在以上的四个实施例中，为了提高飞轮8的转速，以提高系统的能量存储密度，可以在所述的分动箱19和第一离合器9之间增设第一变速器17，如图7所示。所述的第一变速器可以为无级变速传动装置。作为一种简化，也可以使用有级或固定传动比的传动装置。但是，这样会降低系统的能量回收和再利用效率。
