[發明專利]背壓及動力液壓混合一體化調控多執行器系統

有效

• 申請號: 201710830469.1
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107503998B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 權仲翊;楊敬;權龍;葛磊;王波
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F15B11/17
• 分類號: F15B11/17;F15B13/06;F15B21/08;F15B21/14
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種液壓控制技術中多執行器的控制系統，特別是一種用于工程裝備動力匹配和降低多執行器系統壓差損失的電液控制技術。

背景技術

目前，各種類型工程機械、筑路機械、礦山機械、林業機械和農業機械等非道路移動裝備，普遍采用內燃發動機驅動液壓泵作動力源，經多路閥和管路分配與傳遞動力，控制多個執行器復合動作的液壓系統，這也是液壓技術應用最廣泛、最重要的領域，特點是功率密度高、結構緊湊、操控性好和環境適應性強，但致命不足是能量利用率低，整機能效僅有20%左右。研究表明，控制閥口非常大的能量損失、發動機長時間工作在低效區以及動勢能轉換過程的能量耗散，是造成工程裝備裝機功率大、燃油消耗大、排放差和發熱嚴重的根源，其中控制閥產生的能量耗散最為嚴重。在已公開的發明專利“采用負載敏感技術的節能型盾構管片拼裝定位電液控制系統，CN103032396A”，針對多執行器系統往往具有負載變化范圍廣的特點，通過采用負載敏感控制原理，使液壓泵的輸出壓力始終跟隨負載變化而改變，避免了原有系統始終以最高工作壓力供油所造成的能量浪費，減少了節流損失和溢流損失，但由于泵的輸出壓力只能與最高負載相匹配，而對于多執行器系統，較大載荷差異所造成低負載執行器控制閥的節流損失始終無法消除，而這部分損失恰恰是多執行器系統最主要的能耗來源，占到發動機輸出功率的35% ~ 39%。

另外，工程機械在實際運行中載荷大范圍變化，造成動力源常常運行在低效率的工作區域，增大了動力源的排放和能耗，因此，需要根據載荷的變化情況，采用扭矩耦合方式附加其他形式的動力源，對原有的動力源進行匹配，如油電混合動力方式的電動/發電機或液壓混合動力方式的液壓泵/馬達，在低載荷工況輔助動力源作為負載，吸收主動力源的功率，從而提升主動力源的能效，而在大載荷工況下，輔助動力源釋放所吸收的能量并輔助主動力源一起驅動負載做功，但現有混合動力方式，輔助動力源提供的能量要經過控制閥的二次節流產生損耗，而且功能僅僅是匹配發動機的工作點，附加這一單元后，整機的成本會增大許多，且成本回收周期較長，制約推廣應用。

發明內容

針對上述現有負載敏感等多執行器系統存在著不足，本發明提供一種背壓及動力液壓混合一體化調控多執行器系統，采用能量再生利用結構，控制最高負載執行器以外各執行器的回油腔壓力，從而使各個執行器進油腔的壓力都相同，即使所有控制閥口的壓差都相同，使液壓泵的壓力和流量與各液壓執行器都匹配，消除載荷差異所造成的多執行器系統節流損失，本系統通過控制執行器的回油腔壓力也可以調控動力源的工作點，而且調控單元與動力源可以非剛性的連接，將液壓混合動力功能進一步擴展到動勢能回收利用和減小節流損耗，極大提升節能效果和縮短投資回收周期，利于推廣應用。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種背壓及動力液壓混合一體化調控多執行器系統，包括有：動力源、主液壓泵、分動箱、安全閥、第一液壓執行器、第二液壓執行器、第三液壓執行器、第一控制閥、第二控制閥及第三控制閥；其特征在于：

進一步增設有：動力調控單元、第一背壓調控單元、第二被壓調控單元、控制器第一轉換控制閥、第二轉換控制閥、第三轉換控制閥、第一液控單向閥G1、第二液控單向閥G2、第三液控單向閥G3、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、第五壓力傳感器及第六壓力傳感器；