[發明專利]一種電動工程機械的新型閉式泵控非對稱缸系統

在審

• 申請號: 202310075024.2
• 申請日: 2023-01-16
• 公開（公告）號: CN116181709A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 陳其懷;張輝雨;林添良;繆騁;林元正;石家榕;付勝杰;任好玲;郭桐;紀長喜
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: F15B11/04
• 分類號: F15B11/04;F15B11/08;F15B13/04;F15B21/14
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 羅萍

本發明提供了一種新型閉式泵控非對稱缸系統，其能夠回收系統在順載工況下的能量通過雙向液壓泵馬達和雙向變轉速伺服電機發電給電儲能單元進行能量儲存，在逆載工況下電儲能單元供電給雙向變轉速伺服電機和雙向液壓泵馬達進行能量利用。同時該系統的非對稱液壓缸有第三個液壓腔直連一個小型閉式泵控系統，通過單獨的控制進行能量回收與利用，同時可以根據工況單獨驅動小型閉式泵控系統主動控制流量和壓力輔助控制非對稱液壓缸執行器從而提高系統使用性能。通過本發明，提高了電動工程機械動臂的能量利用效率，實現了對工作過程中浪費的能量進行回收與利用，同時提高動臂的負載能力和工作性能。

技術領域

本發明涉及閉式泵控系統技術領域，具體而言，涉及一種電動工程機械的新型閉式泵控非對稱缸系統。

背景技術

隨著國民經濟發展和國家建設的需求，工程項目建設在國民經濟發展中的作用舉足輕重，挖掘機是社會飛速發展中不可或缺的一類工程機械。傳統工程機械廣泛采用發動機-變量泵-多路閥-執行器的驅動系統存在能耗高、噪音大、運行精度低和油液污染嚴重等急需解決的問題，同時全球能源短缺和各項建設對挖掘機的需求持續上升等問題對挖掘機的技術規格要求也越來越高，所以挖掘機工業技術向綠色、環保、智能、物聯化發展是不變的趨勢。但是現有的多路閥控制無法避免地會產生節流損失和溢流損失，且在重載能力和能量傳遞效率上不足，容易造成能源損失，在使用時噪聲大、運行精度低也影響著用戶體驗。

發明內容

本發明公開了一種電動工程機械的新型閉式泵控非對稱缸系統，結構簡單，操作便利，旨在改善現有的工程機械存在能耗高、噪音大、運行精度低和油液污染嚴重問題。

本發明采用了如下方案：一種電動工程機械的新型閉式泵控非對稱缸系統，包括電儲能單元、油箱，還包括：第一雙向變轉速伺服電機、第一雙向液壓泵馬達、非對稱液壓缸、第二雙向液壓泵馬達、第二雙向變轉速伺服電機、第一電機驅動器、第二電機驅動器和控制器；其中，所述非對稱液壓缸適于連接系統外部負載，其包括有第一腔、第二腔和第三腔；

所述第一雙向液壓泵馬達包括第一油口和第二油口，且第一油口與非對稱液壓缸的所述第一腔連通形成第一腔油路，第二油口與非對稱液壓缸的第二腔連通形成第二腔油路，所述非對稱液壓缸的第三腔連通至所述第二雙向液壓泵馬達形成第三腔油路，且所述第二雙向液壓泵馬達連接至所述第二雙向變轉速伺服電機，所述第二雙向變轉速伺服電機電連接至所述第二電機驅動器；所述第一雙向變轉速伺服電機配置為能通過控制所述第一雙向液壓泵馬達的流量與壓力而控制所述非對稱液壓缸的作動方向與作動速度；

所述電儲能單元同時連接所述第一雙向變轉速伺服電機和第二雙向變轉速伺服電機，且配置為當系統外部負載處于順載工況時，所述第一雙向變轉速伺服電機、第二雙向變轉速伺服電機以及第一雙向液壓泵馬達、第二雙向液壓泵馬達能在外部負載的作用下轉動以發電給所述電儲能單元以進行能量回收儲存；當系統外部負載處于逆載工況時，所述電儲能單元能供電給所述控制器和電機驅動器以驅動所述第一雙向變轉速伺服電機和第二雙向變轉速伺服電機轉動；此時，所述控制器和第二電機驅動器配置為能根據系統外部負載的工作工況以驅動所述第二雙向變轉速伺服電機帶動所述第二雙向液壓泵馬達轉動給予所述非對稱缸的第三腔壓力，實現非對稱液壓缸的大負載輸出。

進一步地，所述非對稱液壓缸還包括有磁致伸縮位移傳感器以及伸出桿，所述伸出桿活動連接至所述第一腔和第三腔，且適于與電動工程機械連接以承接系統外部負載；所述磁致伸縮位移傳感器連接所述控制器和所述伸出桿，其配置為能收集所述伸出桿的位移數據，并將所述數據傳遞至所述控制器。

進一步地，所述第一雙向液壓泵馬達的第一腔油路和第二腔油路上分別并聯設置有連通至所述油箱的第一單向閥和第二單向閥，且在所述第一單向閥和第二單向閥上分別并聯設置有連通至所述油箱的第一溢流閥和第二溢流閥。

進一步地，所述第一雙向液壓泵馬達上還并聯設置有第一二位二通電磁閥，所述第一二位二通電磁閥配置在所述非對稱液壓缸的第一腔油路和第二腔油路之間且處于常閉位置。