[發(fā)明專(zhuān)利]混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)主被動(dòng)復(fù)合控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410476476.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104294877A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 權(quán)龍;郝惠敏;熊曉燕;程珩;韓曉紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02F9/20
• 分類(lèi)號(hào): E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 山西五維專(zhuān)利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)主被動(dòng)復(fù)合控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的巨大發(fā)展，挖掘機(jī)已成為重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。于是，如何有效降低液壓挖掘機(jī)工作中的能耗，同時(shí)，對(duì)其動(dòng)力、傳動(dòng)、液壓等系統(tǒng)和能量回收技術(shù)的研究成為國(guó)內(nèi)外機(jī)械工程學(xué)科的重要研究方向和研究熱點(diǎn)。

在挖掘機(jī)中引入混合動(dòng)力，能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)的匹配效果，使發(fā)動(dòng)機(jī)更多的工作在高效區(qū)，降低燃油消耗，同時(shí)采用電氣方式，回收利用浪費(fèi)掉的動(dòng)勢(shì)能，成為近年來(lái)挖掘機(jī)的重要發(fā)展方向。本世紀(jì)初，日本主要的工程機(jī)械企業(yè)，小松、日立建機(jī)、神鋼建機(jī)、新卡特三菱等，在國(guó)際上最早公開(kāi)了混合動(dòng)力挖掘機(jī)的專(zhuān)利，其中日立、小松和新三菱采用并聯(lián)型的混合動(dòng)力方式，日立建機(jī)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)回收回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂的能量；小松采用液壓泵和蓄能器回收動(dòng)臂勢(shì)能。神鋼建機(jī)也公開(kāi)了串聯(lián)型和并聯(lián)型混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方法，其中，行走、回轉(zhuǎn)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，串聯(lián)型的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，儲(chǔ)能單元供電到電動(dòng)機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵。日本的住友重工、卡亞巴工業(yè)株式會(huì)社、韓國(guó)斗山、瑞典的沃爾沃等也相繼申請(qǐng)了混合動(dòng)力挖掘機(jī)的專(zhuān)利，重點(diǎn)是回收挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)的動(dòng)能和動(dòng)臂的勢(shì)能。與日本采用油電的混合動(dòng)力不同，歐美更多采用液壓混合動(dòng)力技術(shù)，德國(guó)利勃海爾申請(qǐng)了液壓混合動(dòng)力挖掘機(jī)的專(zhuān)利并研制了樣機(jī)，美國(guó)卡特彼勒申請(qǐng)了采用泵控差動(dòng)缸做執(zhí)行器的液壓混合動(dòng)力挖掘機(jī)專(zhuān)利，并與美國(guó)普渡大學(xué)的Monika教授合作開(kāi)出發(fā)樣機(jī)。我國(guó)浙江大學(xué)流體動(dòng)力與機(jī)電系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了油電混合動(dòng)力挖掘機(jī)的研究工作，針對(duì)多方面關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。

但是，目前的混合動(dòng)力技術(shù)多采用集中動(dòng)力源方式，存在節(jié)流損失大、排放等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓挖掘機(jī)存在的上述問(wèn)題和不足，提供一種混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)主被動(dòng)復(fù)合控制系統(tǒng)；采用開(kāi)式控制回路，液壓缸的兩腔各由一個(gè)動(dòng)力源控制，各腔的壓力和流量通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制方式獨(dú)立可調(diào)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)主被動(dòng)復(fù)合控制系統(tǒng)，包括動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、供電系統(tǒng)、動(dòng)力源、聯(lián)軸器、分動(dòng)箱、A電動(dòng)發(fā)電機(jī)、B電動(dòng)發(fā)電機(jī)及控制回路，其中：控制回路包括A液壓泵、B液壓泵、C液壓泵、動(dòng)臂缸控制閥組、斗桿缸控制閥組、回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥組、鏟斗控制閥、回轉(zhuǎn)控制閥、序號(hào)依次為Ⅰ到Ⅶ的第Ⅰ—第Ⅶ兩位兩通閥、第Ⅰ和第Ⅱ兩位三通閥、第Ⅰ和第Ⅱ蓄能器；動(dòng)力源與分動(dòng)箱連接，A電動(dòng)發(fā)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與分動(dòng)箱連接，分動(dòng)箱通過(guò)聯(lián)軸器與A液壓泵和B液壓泵連接，B電動(dòng)發(fā)電機(jī)與C液壓泵連接；控制回路與動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)連接；A電動(dòng)發(fā)電機(jī)和B電動(dòng)發(fā)電機(jī)連接供電系統(tǒng)；

所述動(dòng)臂缸控制閥組、斗桿缸控制閥組及回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥組均由A、B、C、D兩位兩通閥組成，A兩位兩通閥和D兩位兩通閥的一個(gè)油口均與油箱連接，另一個(gè)油口分別與B兩位兩通閥的一個(gè)油口和C兩位兩通閥的一個(gè)油口連通，B兩位兩通閥的另一個(gè)油口與C兩位兩通閥的另一個(gè)油口連通，從A、B兩位兩通閥連接的管路上引出一條油路分別與動(dòng)臂液壓缸的有桿腔、斗桿液壓缸的有桿腔及回轉(zhuǎn)馬達(dá)的第一油口連接；從C、D兩位兩通閥連接的管路上引出一條油路分別與動(dòng)臂液壓缸的無(wú)桿腔、斗桿液壓缸的無(wú)桿腔及回轉(zhuǎn)馬達(dá)的第二油口連接；

所述的A液壓泵的第一工作油口連接第Ⅰ兩位三通閥的第一油口，第Ⅰ兩位三通閥的第二和第三油口分別連接第Ⅰ蓄能器和油箱；A液壓泵的第二工作油口與鏟斗控制閥的第一油口、動(dòng)臂缸控制閥組中B兩位兩通閥和C兩位兩通閥連接的管路以及第Ⅲ、第Ⅳ、第Ⅴ兩位兩通閥的第一油口連接，第Ⅲ兩位兩通閥的第二油口與斗桿液壓缸的有桿腔連通；

所述的B液壓泵的進(jìn)油口與油箱連接，其出油口與第Ⅴ兩位兩通閥的第二油口連接；同時(shí)，B液壓泵的出油口與斗桿缸控制閥組和回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥組中B兩位兩通閥和C兩位兩通閥連接的管路連接，還與第Ⅵ兩位兩通閥的第一油口相連；

所述的C液壓泵的第一工作油口連接第Ⅱ兩位三通閥的第一油口，第Ⅱ兩位三通閥的第二和第三油口分別連接第Ⅱ蓄能器和油箱；C液壓泵的第二工作油口與第Ⅳ兩位兩通閥和第Ⅵ兩位兩通閥的第二油口相連，還與第Ⅰ兩位兩通閥、第Ⅱ兩位兩通閥的第二油口以及回轉(zhuǎn)控制閥的第一油口相連；同時(shí)，C液壓泵的第二工作油口通過(guò)第Ⅶ兩位兩通閥與第Ⅱ蓄能器連接；第Ⅰ兩位兩通閥和第Ⅱ兩位兩通閥的第一油口分別與動(dòng)臂液壓缸和斗桿液壓缸的有桿腔連通；