一种液电混合驱动的液压挖掘机制造技术

本发明专利技术公开了一种液电混合驱动的液压挖掘机，包括回转马达，左行走马达，右行走马达，动臂，斗杆，铲斗，二次调节回路，动臂电液机械缸，斗杆电液机械缸及铲斗电液机械缸，该液电混合驱动的液压挖掘机用动臂电液机械缸，斗杆电液机械缸和铲斗电液机械缸替代传统的液压缸，实现液压和电力的混合驱动。本发明专利技术公开的液电混合驱动的液压挖掘机具有结构简单，节能高效，易于实现等优点。

Hydraulic excavator driven by hydraulic and electric mixture

The invention discloses a hydraulic excavator driven by hydraulic and electric mixtures, including a rotary motor, a left walking motor, a right walking motor, a movable arm, a bucket bar, a bucket, a secondary regulating circuit, a movable arm electro-hydraulic mechanical cylinder, a bucket bar electro-hydraulic mechanical cylinder and a bucket electro-hydraulic mechanical cylinder, which are used in a hydraulic excavator driven by hydraulic and electric mixtures. Mechanical cylinder, bucket rod electro-hydraulic mechanical cylinder and bucket electro-hydraulic mechanical cylinder replace the traditional hydraulic cylinder to realize the hybrid drive of hydraulic and electric. The hydraulic excavator of the invention has the advantages of simple structure, energy saving, high efficiency and easy realization.

【技术实现步骤摘要】
一种液电混合驱动的液压挖掘机
本专利技术属于液压控制
，具体涉及一种液电混合驱动的液压挖掘机。
技术介绍
液压挖掘机在工程中是一种用量大、能耗高的工程机械，在工作过程中，各执行机构负载惯性大，各机械臂上下摆动频繁，尤其是动臂、斗杆这两个执行机构。传统的液压挖掘机并没有对这一部分势能加以利用，而是使这部分势能在节流口以热能的形式损耗，不仅造成了能量的浪费，还使得液压系统温升破坏系统稳定性。因此，如何高效地回收利用这部分能量，寻求高效、节能的液压系统，对提高液压挖掘机整机节能具有重要意义。申请号为CN201110453095.9的专利技术专利，公开了一种全电动伺服挖掘机。该专利使用伺服电机驱动丝杠的机械结构来代替传统液压挖掘机的动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸，使用伺服电机来代替回转液压马达、行走液压马达。该方案采用电机直接驱动丝杠机构，虽然能量转换环节减少，但是与液压缸相比，电动缸功率密度较低，承载能力也较弱，主要用于轻型机构的运动控制，难以用于直接驱动大惯性、大载荷、频繁加减速的重型机械臂。
技术实现思路
为解决上述问题，针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种结构简单，节能高效，易于实现的液电混合驱动的液压挖掘机。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种液电混合驱动的液压挖掘机，包括：回转马达(5)，左行走马达(6)，右行走马达(7)，动臂(34)，斗杆(35)，铲斗(36)，还包括：二次调节回路(1)，动臂电液机械缸(2)，斗杆电液机械缸(3)及铲斗电液机械缸(4)；所述二次调节回路包括：动力源(8)，主液压泵(9)，第Ⅰ过滤器(10)，油箱(11)，第Ⅰ溢流阀(12)，第Ⅰ单向阀(13)，第Ⅱ溢流阀(14)，蓄能器(15)，压力传感器(16)，第Ⅱ单向阀(17)，第Ⅱ过滤器(18)和第Ⅲ单向阀(19)，高压管路(20)和低压管路(21)；动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通；所述动臂电液机械缸包括两组电液机械缸(40)，其中，电液机械缸包括第Ⅰ变量泵/马达(22)，第Ⅰ电动/发电机(23)，第Ⅰ传动箱(24)和第Ⅰ机械缸(25)；第Ⅰ变量泵/马达与第Ⅰ电动/发电机机械联接，第Ⅰ电动/发电机的输出轴与第Ⅰ传动箱的输入端同轴机械联接，第Ⅰ传动箱的输出端与第Ⅰ机械缸的输入轴同轴机械联接，第Ⅰ变量泵/马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述斗杆电液机械缸包括第Ⅱ变量泵/马达(26)，第Ⅱ电动/发电机(27)，第Ⅱ传动箱(28)和第Ⅱ机械缸(29)；第Ⅱ变量泵/马达与第Ⅱ电动/发电机机械联接，第Ⅱ电动/发电机的输出轴与第Ⅱ传动箱的输入端同轴机械联接，第Ⅱ传动箱的输出端与第Ⅱ机械缸的输入轴同轴机械联接，第Ⅱ变量泵/马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述铲斗电液机械缸包括第Ⅲ变量泵/马达(30)，第Ⅲ电动/发电机(31)，第Ⅲ传动箱(32)和第Ⅲ机械缸(33)；第Ⅲ变量泵/马达与第Ⅲ电动/发电机机械联接，第Ⅲ电动/发电机的输出轴与第Ⅲ传动箱的输入端同轴机械联接，第Ⅲ传动箱的输出端与第Ⅲ机械缸的输入轴同轴机械联接，第Ⅲ变量泵/马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述回转马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述左行走马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述右行走马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通。所述的动臂电液机械缸，斗杆电液机械缸，铲斗电液机械缸，是液压泵/马达与电动/发电机共同驱动丝杠、螺母组成的机械缸或直接由液压泵/马达驱动丝杠、螺母组成的机械缸。所述二次调节回路中的动力源是发动机或电动机。所述的主液压泵是定量泵、机械式恒压变量泵、恒功率变量泵、比例恒压泵或电比例变排量泵中的一种。所述的第Ⅰ传动箱、第Ⅱ传动箱、第Ⅲ传动箱是齿轮传动箱或带传动箱。所述的第Ⅰ机械缸、第Ⅱ机械缸、第Ⅲ机械缸中采用行星滚柱丝杠或滚柱丝杠或梯形丝杠中的任意一种形式传动。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提供一种基于二次调节回路的液压挖掘机，具有结构简单、操作方便、节能高效等优点，能够始终使动力源工作在高效区，达到节能减排的目标；2、本专利技术采用新型液压元件电液机械缸作为二次调节元件，解决了恒压网络系统中驱动直线负载难的问题，具有结构简单、成本低、易于实现等优点；3、本专利技术采用电液机械缸来驱动直线负载，将液压技术功率密度大的优点和电气技术控制精度高的优点结合起来，弥补了电动机功率不足的问题，同时又具有高的定位精度；4、本专利技术可以实现电气和液压两种方式进行能量回收。通过电液机械缸中的电动机/发电机将超越负载产生的势能转化为电能进行存储；通过电液机械缸中的变量泵/马达将超越负载产生的势能转化为液压能存储在液压蓄能器中；5、本专利技术将因为超越负载而产生的势能直接转换为电能和液压能存储起来，避免了能量多次转换产生的损失，能量存储和利用率高。附图说明图1为本专利技术液电混合驱动的液压挖掘机的系统原理图；图2为本专利技术液电混合驱动的液压挖掘机的工作装置图；图3为本专利技术实施例的系统原理图。图中：1-二次调节回路，2-动臂电液机械缸，3-斗杆电液机械缸，4-铲斗电液机械缸，5-回转马达，6-左行走马达，7-右行走马达，8-动力源，9-主液压泵，10-第Ⅰ过滤器，11-油箱，12-第Ⅰ溢流阀，13-第Ⅰ单向阀，14-第Ⅱ溢流阀，15-蓄能器，16-压力传感器，17-第Ⅱ单向阀，18-第Ⅱ过滤器，19-第Ⅲ单向阀，20-高压管路，21-低压管路，22-第Ⅰ变量泵/马达，23-第Ⅰ电动/发电机，24-第Ⅰ传动箱，25-第Ⅰ机械缸，26-第Ⅱ变量泵/马达，27-第Ⅱ电动/发电机，28-第Ⅱ传动箱，29-第Ⅱ机械缸，30-第Ⅲ变量泵/马达，31-第Ⅲ电动/发电机，32-第Ⅲ传动箱，33-第Ⅲ机械缸,34-动臂，35-斗杆，36-铲斗,37-动臂液压机械缸，38-斗杆液压机械缸，39-铲斗液压机械缸，40-电液机械缸，41-液压机械缸。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明：如图1-2所示，一种液电混合驱动的液压挖掘机，包括：回转马达5，左行走马达6，右行走马达7，动臂34，斗杆35，铲斗36，还包括：二次调节回路1，动臂电液机械缸2，斗杆电液机械缸3及铲斗电液机械缸4。所述二次调节回路包括：动力源8，主液压泵9，第Ⅰ过滤器10，油箱11，第Ⅰ溢流阀12，第Ⅰ单向阀13，第Ⅱ溢流阀14，蓄能器15，压力传感器16，第Ⅱ单向阀17，第Ⅱ过滤器18和第Ⅲ单向阀19，高压管路20和低压管路21；动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液电混合驱动的液压挖掘机，包括：回转马达(5)，左行走马达(6)，右行走马达(7)，动臂(34)，斗杆(35)，铲斗(36)，其特征在于：还包括二次调节回路(1)，动臂电液机械缸(2)，斗杆电液机械缸(3)及铲斗电液机械缸(4)；所述二次调节回路包括：动力源(8)，主液压泵(9)，第Ⅰ过滤器(10)，油箱(11)，第Ⅰ溢流阀(12)，第Ⅰ单向阀(13)，第Ⅱ溢流阀(14)，蓄能器(15)，压力传感器(16)，第Ⅱ单向阀(17)，第Ⅱ过滤器(18)和第Ⅲ单向阀(19)，高压管路(20)和低压管路(21)；动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通；所述动臂电液机械缸包括两组电液机械缸(40)，其中，电液机械缸包括第Ⅰ变量泵/马达(22)，第Ⅰ电动/发电机(23)，第Ⅰ传动箱(24)和第Ⅰ机械缸(25)；第Ⅰ变量泵/马达与第Ⅰ电动/发电机机械联接，第Ⅰ电动/发电机的输出轴与第Ⅰ传动箱的输入端同轴机械联接，第Ⅰ传动箱的输出端与第Ⅰ机械缸的输入轴同轴机械联接，第Ⅰ变量泵/马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述斗杆电液机械缸包括第Ⅱ变量泵/马达(26)，第Ⅱ电动/发电机(27)，第Ⅱ传动箱(28)和第Ⅱ机械缸(29)；第Ⅱ变量泵/马达与第Ⅱ电动/发电机机械联接，第Ⅱ电动/发电机的输出轴与第Ⅱ传动箱的输入端同轴机械联接，第Ⅱ传动箱的输出端与第Ⅱ机械缸的输入轴同轴机械联接，第Ⅱ变量泵/马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述铲斗电液机械缸包括第Ⅲ变量泵/马达(30)，第Ⅲ电动/发电机(31)，第Ⅲ传动箱(32)和第Ⅲ机械缸(33)；第Ⅲ变量泵/马达与第Ⅲ电动/发电机机械联接，第Ⅲ电动/发电机的输出轴与第Ⅲ传动箱的输入端同轴机械联接，第Ⅲ传动箱的输出端与第Ⅲ机械缸的输入轴同轴机械联接，第Ⅲ变量泵/马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述回转马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述左行走马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述右行走马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通。...

【技术特征摘要】
1.一种液电混合驱动的液压挖掘机，包括：回转马达(5)，左行走马达(6)，右行走马达(7)，动臂(34)，斗杆(35)，铲斗(36)，其特征在于：还包括二次调节回路(1)，动臂电液机械缸(2)，斗杆电液机械缸(3)及铲斗电液机械缸(4)；所述二次调节回路包括：动力源(8)，主液压泵(9)，第Ⅰ过滤器(10)，油箱(11)，第Ⅰ溢流阀(12)，第Ⅰ单向阀(13)，第Ⅱ溢流阀(14)，蓄能器(15)，压力传感器(16)，第Ⅱ单向阀(17)，第Ⅱ过滤器(18)和第Ⅲ单向阀(19)，高压管路(20)和低压管路(21)；动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通；所述动臂电液机械缸包括两组电液机械缸(40)，其中，电液机械缸包括第Ⅰ变量泵/马达(22)，第Ⅰ电动/发电机(23)，第Ⅰ传动箱(24)和第Ⅰ机械缸(25)；第Ⅰ变量泵/马达与第Ⅰ电动/发电机机械联接，第Ⅰ电动/发电机的输出轴与第Ⅰ传动箱的输入端同轴机械联接，第Ⅰ传动箱的输出端与第Ⅰ机械缸的输入轴同轴机械联接，第Ⅰ变量泵/马达的第Ⅰ工作油口与高压管路连通，第Ⅱ工作油口与低压管路连通；所述斗杆电液机械缸包括第Ⅱ变量泵/马达(26)，第Ⅱ电动/发电机(27)，第Ⅱ传动箱(28)和第Ⅱ机械缸(29)；第Ⅱ变量泵/马达与第Ⅱ电动/发电机机械联接，第Ⅱ电动/发电机的输出轴与第Ⅱ...

【专利技术属性】
技术研发人员：权龙，葛磊，张旭飞，夏连鹏，王波，李泽鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14