采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统技术方案

本发明专利技术提供一种采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，通过所述控制器发出控制指令给所述驱动器来控制驱动电机转速，实现对同轴连接的所述第一双向定量泵和第二双向定量泵的转速控制，从而实现流量控制，避免了传统液压流量控制阀，同时驱动电机自身有转速、转矩反馈，减少了传感器需求，通过所述第一控制阀自动实现差动快进的换接，元件相对减少，提高系统的鲁棒性。

Hydraulic excavator power system with dual pump direct drive and differential quick forward automatic changeover

The invention provides a hydraulic excavator power system which adopts a double-pump direct drive and a differential fast-forward automatic switching connection, controls the speed of the driving motor by issuing control instructions to the driver through the controller, realizes the speed control of the first two-way quantitative pump and the second two-way quantitative pump connected in a coaxial way, thereby realizing the flow rate. The control avoids the traditional hydraulic flow control valve, and drives the motor itself with speed and torque feedback, thus reducing the sensor requirements. The first control valve automatically realizes the switching of differential fast forward, and the components are relatively reduced, thus improving the robustness of the system.

【技术实现步骤摘要】
采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统
本专利技术涉及液压挖掘机的节能
，尤其涉及一种采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统。
技术介绍
随着世界范围内能源短缺和环境污染问题的日趋严重，节能减排技术是目前研究的热点。液压挖掘机是一种功率比较大的工程机械，但是其能量的总利用率较低。液压挖掘机实现节约能源、降低排放一直是业界努力追求的目标。混合动力驱动技术和电驱动技术是当前的研究热点。目前的挖掘机仍然采用发动机-定量泵-多路阀-执行器的驱动系统，发动机带动液压泵，由多路阀将液压能分配到各个执行机构，液压系统是基于开式的阀控原理，大量能量消耗在节流口和溢流上，同时在该过程中存在大量的沿程损失和局部损失，即管路部分、液压阀引起的压力损失等。工程机械的液压系统效率大约为30％左右，大量的液压能损失后转化为热能引起系统发热，系统效率较低，且不易实现混合动力驱动或纯电驱动。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，在低转矩时差动快进，以提高生产效率。本专利技术是这样实现的：采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，包括控制器以及至少一液压模块，所述液压模块包括液压缸、第一双向定量泵、第二双向定量泵、第一控制阀、第二控制阀、蓄能器、驱动器以及驱动电机；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动地连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述第一双向定量泵包括第一驱动端、第一泄油口、第一端口和第二端口；所述第二双向定量泵包括第二驱动端、第二泄油口、第三端口和第四端口；所述第一控制阀包括第五端口和第六端口；所述第二控制阀包括第七端口和第八端口；所述第一驱动端、第二驱动端分别连接于所述驱动电机的输出端，所述第一端口、第三端口、第七端口并联后连接于所述蓄能器，所述第二端口和所述第五端口并联后连通所述第一腔室，所述第四端口、第八端口、第六端口并联后连通所述第二腔室；所述第一泄油口连接于所述第一端口和所述蓄能器之间，所述第二泄油口连接于所述第三端口和所述第七端口之间；所述驱动器连接于驱动电机，所述驱动器和第一控制阀分别通信连接于所述控制器。进一步地，所述液压模块还包括第三控制阀和第四控制阀，所述第三控制阀包括第九端口和第十端口，所述第四控制阀包括第十一端口和第十二端口；所述第二端口连接于所述第九端口，所述第十端口和所述第五端口并联后连通所述第一腔室，所述第四端口和所述第八端口并联后连接于所述第十一端口，所述第十二端口和所述第六端口并联后连通所述第二腔室。进一步地，所述液压模块还包括第一阀组和第二阀组；所述第一阀组包括第一单向阀和第一安全阀；所述第二阀组包括第二单向阀和第二安全阀；所述第一单向阀的入口和所述第一安全阀的出口并联后连接于所述第一端口和蓄能器之间，所述第一单向阀的出口和所述第一安全阀的入口并联后连接于所述第十端口和第五端口之间；所述第二单向阀的入口和所述第二安全阀的出口并联后连接于所述第三端口和第七端口之间，所述第二单向阀的出口和所述第二安全阀的入口并联后连接于所述第六端口和第十二端口之间。进一步地，所述第一控制阀、第二控制阀、所述第三控制阀、第四控制阀分别为二位二通电磁阀。进一步地，所述第一控制阀、第二控制阀、所述第三控制阀、第四控制阀分别为二位二通插装阀。进一步地，所述驱动电机为伺服电机，所述驱动器为伺服驱动器。进一步地，还包括电源装置，所述控制器、每所述驱动器分别电连接于所述电源装置。进一步地，所述液压模块有三个。本专利技术具有如下优点：本专利技术提供一种采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，通过所述控制器发出控制指令给所述驱动器来控制驱动电机转速，实现对同轴连接的所述第一双向定量泵和第二双向定量泵的转速控制，从而实现流量控制，避免了传统液压流量控制阀，同时驱动电机自身有转速、转矩反馈，减少了传感器需求；另一方面，通过所述控制器控制所述第一控制阀自动实现差动快进的换接，元件相对减少，提高系统的鲁棒性，且提高生产效率。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术所述的动力系统的原理图。图2为本专利技术所述的工况一的原理示意图。图3本专利技术所述的工况二的空载差动快进时液压模块的原理示意图。图4为本专利技术所述的工况二的重载前进时液压模块的原理示意图。图5为本专利技术所述的工况三的原理示意图。图6为本专利技术所述的工况四的原理示意图。图7为本专利技术所述的动力系统的效果示意图。图中：10、控制器；20、液压模块，201、液压缸、2011、缸体；2012、活塞；2013、活塞杆；2014、第一腔室；2015、第二腔室；202、第一双向定量泵；2021、第一驱动端；2022、第一泄油口；2023、第一端口；2024、第二端口；203、第二双向定量泵；2031、第二驱动端；2032、第二泄油口；2033、第三端口；2034、第四端口；204、第一控制阀；2041、第五端口；2042、第六端口；205、第二控制阀；2051、第七端口；2052、第八端口；206、蓄能器；207、驱动器；208、驱动电机；209、第三控制阀；2091、第九端口；2092、第十端口；210、第四控制阀；2101、第十一端口；2102、第十二端口；211、第一阀组；2111、第一单向阀；2112、第一安全阀；212、第二阀组；2121、第二单向阀；2122、第二安全阀；30、动臂；40、斗杆；50、铲斗；60、电源装置。具体实施方式请参阅图1至图7所示，本专利技术提供一种采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，包括控制器10以及至少一液压模块20，所述液压模块20包括液压缸201、第一双向定量泵202、第二双向定量泵203、第一控制阀204、第二控制阀205、蓄能器206、驱动器207以及驱动电机208；所述液压缸201包括缸体2011、活塞2012和活塞杆2013，所述活塞杆2013的一端固定连接于所述活塞2012，所述活塞2012气密性可滑动地连接于所述缸体2011内，且所述活塞2012将所述缸体2011内部分为第一腔室2014和第二腔室2015；所述第一双向定量泵202包括第一驱动端2021、第一泄油口2022、第一端口2023和第二端口2024；所述第二双向定量泵203包括第二驱动端2031、第二泄油口2032、第三端口2033和第四端口2034；所述第一控制阀204包括第五端口2041和第六端口2042；所述第二控制阀205包括第七端口2051和第八端口2052；所述第一驱动端2021、第二驱动端2031分别连接于所述驱动电机208的输出端，所述第一端口2023、第三端口2033、第七端口2051并联后连接于所述蓄能器206，所述第二端口2024和所述第五端口2041并联后连通所述第一腔室2014，所述第四端口2034、第八端口2052、第六端口2042并联后连通所述第二腔室2015；所述第一泄油口2022连接于所述第一端口2023和所述蓄能器206之间，所述第二泄油口2032连接于所述第三端口2033和所述第七端口2051之间；通过所述第一泄油口202本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，其特征在于：包括电源装置、控制器以及至少一液压模块，所述液压模块包括液压缸、第一双向定量泵、第二双向定量泵、第一控制阀、第二控制阀、蓄能器、驱动器以及驱动电机；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动地连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述第一双向定量泵包括第一驱动端、第一泄油口、第一端口和第二端口；所述第二双向定量泵包括第二驱动端、第二泄油口、第三端口和第四端口；所述第一控制阀包括第五端口和第六端口；所述第二控制阀包括第七端口和第八端口；所述第一驱动端、第二驱动端分别连接于所述驱动电机的输出端，所述第一端口、第三端口、第七端口并联后连接于所述蓄能器，所述第二端口和所述第五端口并联后连通所述第一腔室，所述第四端口、第八端口、第六端口并联后连通所述第二腔室；所述第一泄油口连接于所述第一端口和所述蓄能器之间，所述第二泄油口连接于所述第三端口和所述第七端口之间；所述驱动器分别连接于所述电源装置和驱动电机，所述控制器连接于所述电源装置，所述驱动器和第一控制阀分别通信连接于所述控制器。...

【技术特征摘要】
1.采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，其特征在于：包括电源装置、控制器以及至少一液压模块，所述液压模块包括液压缸、第一双向定量泵、第二双向定量泵、第一控制阀、第二控制阀、蓄能器、驱动器以及驱动电机；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动地连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述第一双向定量泵包括第一驱动端、第一泄油口、第一端口和第二端口；所述第二双向定量泵包括第二驱动端、第二泄油口、第三端口和第四端口；所述第一控制阀包括第五端口和第六端口；所述第二控制阀包括第七端口和第八端口；所述第一驱动端、第二驱动端分别连接于所述驱动电机的输出端，所述第一端口、第三端口、第七端口并联后连接于所述蓄能器，所述第二端口和所述第五端口并联后连通所述第一腔室，所述第四端口、第八端口、第六端口并联后连通所述第二腔室；所述第一泄油口连接于所述第一端口和所述蓄能器之间，所述第二泄油口连接于所述第三端口和所述第七端口之间；所述驱动器分别连接于所述电源装置和驱动电机，所述控制器连接于所述电源装置，所述驱动器和第一控制阀分别通信连接于所述控制器。2.根据权利要求1所述的采用双泵直驱及差动快进自动换接的液压挖掘机动力系统，其特征在于：所述液压模块还包括第三控制阀和第四控制阀，所述第三控制阀包括第九端口和第十端口，所述第四控制阀包括第十一端口和第十二端口；所述第二端口连接于所述第九端口，所述第十端口和所述第五端口并联后连通所述第一腔室，所述第四端口和所述第八端口并...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树忠，练国富，唐一文，戴福全，晏岱，陈丙三，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35