[發明專利]一種混合動力旋挖鉆機液壓系統

在審

• 申請號: 202110294858.3
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112901567A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 朱建輝;孟凡輝;閆可可;魏家禮;劉衍鑫
• 申請（專利權）人: 徐州圣諾動力傳動機械有限公司
• 主分類號: F15B11/04
• 分類號: F15B11/04;F15B11/17;F15B13/06;F15B21/14;E21B3/02;E21B19/084
• 代理公司: 蘇州創策知識產權代理有限公司 32322
• 代理人: 郭永

本發明涉及一種混合動力旋挖鉆機液壓系統，包括液壓動力單元、主卷馬達、第一動力頭馬達和第二動力頭馬達，液壓動力單元包括發動機、發電機、第一變量泵和第二變量泵，主卷馬達和主卷制動解除油缸與第二變量泵和油箱之間設有伺服電機調速油路，第一動力頭馬達和第二動力頭馬達與第一變量泵和油箱之間設有動力頭馬達供油油路，主卷制動解除油缸與油箱之間設有與下降油路、液壓動力單元和泵馬達連通的控制油路，液壓動力單元的發電、發動串聯混動，伺服電機調速油路控制泵馬達與動力頭馬達供油油路、主卷揚馬達供油油路合流、發電，消峰填谷節能供油，減小發動機施工成本、燃油消耗、系統發熱和能源消耗，顯著提高能源利用率。

技術領域

本發明涉及一種混合動力旋挖鉆機液壓系統，屬于工程機械液壓系統技術領域。

背景技術

旋挖鉆機是一種建筑工程中成孔作業的施工機械，在地基基礎施工中得到廣泛應用，主要有由液壓系統控制執行動力頭、主卷揚、副卷揚、行走機構、加壓油缸、變幅機構、桅桿、回轉等功能動作，其主要部件動力頭帶動鉆桿、為鉆具提供扭轉動力、卷揚控制提鉆。目前國內外液壓系統，主要采用發動機帶動泵組，然后通過兩組負載敏感多路閥的負載敏感系統控制旋挖鉆機的各功能動作，通過負載敏感技術控制壓力、流量與負載匹配，以減少能量損失，減少系統發熱，具有以下缺陷：

(1)負載敏感系統液壓泵的輸出壓力始終與最高負載壓力相匹配，只有最高負載壓力聯上的節流損失較小，其余低負載聯上的節流損失較大；

(2)旋挖鉆機動力頭和主卷揚為主作業部件兩者作業時長可達總作業時長的80％以上，而對于回轉、行走、副卷揚、加壓、變幅、展寬、桅桿等部件動作工作時長占比均較少、打鉆作業時基本不工作，因此雖然存在多個動作共同執行的復合動作，但是復合動作作業時長占比較小，由此導致整機在單動作作業、復合動作作業以及不同動作作業時發動機的負荷率發生較大的不可控變化，發動機被動響應負載需求功率，發動機實際工作點分布，呈點狀零星分布的特點，無法實現最優控制；

(3)為了滿足占比較少的復合動作功率需求，發動機功率選擇較大功率后，造成能源浪費，實際工作時，燃油消耗也進一步增加，施工成本增加；

(4)鉆具下放和制動時的勢能和動能都以液壓系統發熱的形式耗散，該部分能量無法進行回收，造成液壓系統溫度升高，需增加額外的耗能進行液壓系統散熱。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種混合動力旋挖鉆機液壓系統，液壓動力單元的發電、發動串聯混動，伺服電機調速油路控制泵馬達與動力頭馬達供油油路、主卷揚馬達供油油路合流、發電，消峰填谷節能供油，減小發動機施工成本、燃油消耗、系統發熱和能源消耗，顯著提高能源利用率。

本發明是通過如下的技術方案予以實現的：

一種混合動力旋挖鉆機液壓系統，包括液壓動力單元、主卷馬達、第一動力頭馬達和第二動力頭馬達，所述主卷馬達連接有主卷制動解除油缸，其中，所述液壓動力單元包括發動機、與發動機串接的發電機、與發電機串接的第一變量泵和第二變量泵，所述第一變量泵和第二變量泵均連接油箱；

所述第二變量泵的P口與第一變量泵的E口相連，所述第二變量泵為恒壓控制的負載敏感泵，所述第一變量泵為電比例排量和恒壓控制的恒功率泵或電比例排量的負載敏感泵，第一變量泵的出油口連接有第一壓力傳感器；

所述主卷馬達和主卷制動解除油缸與第二變量泵和油箱之間設有伺服電機調速油路，所述伺服電機調速油路上設有位于主卷馬達與第二變量泵之間的第一負載敏感多路閥、與油箱相連的泵馬達；

所述第一負載敏感多路閥至少包括第一聯控制閥，第一聯控制閥與主卷馬達之間設有分別與油箱和泵馬達相連的下降油路和上升油路，所述上升油路上設有單向閥，所述泵馬達連接有電機，所述電機和發電機連接有動力蓄電池；