电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统技术方案

本发明专利技术提供一种电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，通过所述控制器输入信号给所述驱动器，再通过所述驱动器控制每所述液压模块中的驱动电机的转速和方向，来实现对所述液压缸的控制，避免了系统的节流损失和溢流损失，系统效率高，主回路较短且没有节流元件，因此压力损失少、发热量少，可不需要冷却装置；同时采用两个蓄能器，其中所述第二蓄能器用于替代油箱；所述第一蓄能器用于当两个定量泵的排量比与所述液压缸两腔室的有效面积比不一致时，用于平衡所述第一腔室和第二腔室的流量，解决了两个定量泵的排量比无法精确匹配所述液压缸的两个腔室的有效面积比的问题。

【技术实现步骤摘要】
电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统
本专利技术涉及挖掘机领域，特别是一种挖掘机的液压系统。
技术介绍
液压挖掘机作为工程机械中最常用的机械，其存在耗油高、排放差、能量利用率低缺点。在能源短缺和环境污染问题日趋严重形势下，如何实现挖掘机的节能和降低排放，越来越受到人们重视，成为目前研究的热点。当前挖掘机仍采用发动机-变量泵-多路阀-执行器的驱动系统。由于节能环保要求，部分研究采用普通电机替代发动机，但系统效率仍有待提高。随着交流伺服电动机的相继研制成功，伺服电机-定量液压泵/马达-液压阀-执行器已开展工程应用，如注塑机。这些液压系统节能方法在提高效率方面起到了重要的作用。专利技术专利CN201110453095“一种全电动伺服挖掘机”(公开日为2013-07-03)，采用交流伺服电动机与滚珠丝杠相结合的电-机传动与伺服系统，它的优点是电能直接变换为机械能、系统简单耗能少、占用空间小。但在要求低速大转矩、大出力的工况时，这种电-机传动与伺服系统要加上减速器才能完成传动任务，使系统复杂化，有时即使加上减速器仍不能满足要求。专利技术专利CN201610406357“全电驱动的液压挖掘机动力系统”(公开日为2016-10-12)，控制各个伺服电机的转速大小和转速方向，从而来控制与其连接的双向定量泵的输出流量的大小和方向，最终完成对各个液压执行元件的速度控制。①该系统采用伺服电机驱动双向定量泵来控制对称液压缸，液压缸活塞侧的有效面积减小，使得活塞伸出时输出力大幅度减小。②当系统压力较高时，驱动定量泵所需的力矩较大，对电机性能要求高，例如，转矩、功率范围要求宽。③该系统无法回收负值负载回馈的能量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，避免了系统的节流损失和溢流损失，系统效率高，实现节能、减排和降噪。本专利技术是这样实现的：电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，包括控制器，还包括至少一液压模块；每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、第一蓄能器、第二蓄能器、三位三通控制阀、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的连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述三位三通控制阀包括第一接油口、第一液控控制油口、第二接油口、第二液控控制油口以及第三接油口；所述第一双向定量泵包括第一泄油口、第一端口和第二端口；所述第二双向定量泵包括第二泄油口、第三端口和第四端口；所述第二端口和所述第四端口并联后连接于所述第二蓄能器；所述第一端口、第一接油口以及第一液控控制油口并联后连通所述第一腔室；所述第三端口、第二接油口以及第二液控控制油口并联后连通所述第二腔室；所述第三接油口连接于所述第一蓄能器；所述第一泄油口连接于所述第二端口和第四端口之间，所述第二泄油口连接于所述第四端口和第二蓄能器之间，所述第一双向定量泵和第二双向定量泵分别连接于所述驱动电机，实现同步运动；所述驱动器通信连接于所述控制器。进一步地，还包括电源装置，所述驱动器、控制器分别电连接于所述电源装置。进一步地，每所述液压模块还包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一端口、第一接油口以及第一液控控制油口并联后依次连接于所述第一控制阀、所述第一腔室；所述第三端口、第二接油口以及第二液控控制油口并联后依次连接于所述第二控制阀、所述第二腔室；所述第一控制阀、第二控制阀还分别通信连接于所述控制器。进一步地，所述第一控制阀、第二控制阀分别为二位二通电磁阀。进一步地，所述第一控制阀、第二控制阀分别为二位二通插装阀。进一步地，每所述液压模块还包括第一单向阀、第二单向阀、第一安全阀以及第二安全阀；所述第一单向阀的入口和所述第一安全阀的出口并联后并联于所述第二端口，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一控制阀和所述第一腔室之间；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二蓄能器，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二控制阀和所述第二腔室之间。进一步地，所述三位三通控制阀为三位三通液控阀。进一步地，所述三位三通控制阀为三位三通插装阀。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，所述液压模块的数量为三个。本专利技术具有如下优点：本专利技术通过所述控制器输入信号给所述驱动器，再通过所述驱动器控制每所述液压模块中的驱动电机的转速和方向，来实现对所述液压缸的控制，避免了系统的节流损失和溢流损失，系统效率高，主回路很短且没有节流元件,因此压力损失少、发热量少，不需要冷却装置同时采用两个蓄能器，其中所述第二蓄能器用于替代油箱；所述第一蓄能器用于当所述第一双向定量泵和第二双向定量泵的排量比与所述第一腔室和第二腔室的有效面积比不一致时，用于平衡所述第一腔室和第二腔室的流量，解决了所述第一双向定量泵和第二双向定量泵的排量比无法精确匹配所述第一腔室和第二腔室的有效面积比的问题。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液压系统的一实施例的原理图。图2为本专利技术所述的液压模块在工况一时油液的运行原理图。图3为本专利技术所述的液压模块在工况二时油液的运行原理图。图4为本专利技术所述的液压模块在工况三时油液的运行原理图。图5为本专利技术所述的液压模块在工况四时油液的运行原理图。图6为本专利技术所述的液压模块在工况五时油液的运行原理图。图7为本专利技术所述的液压模块在工况六时油液的运行原理图。图8为本专利技术所述的液压模块在工况七时油液的运行原理图。图9为本专利技术所述的液压模块在工况八时油液的运行原理图。图10为本专利技术的效果示意图。图中：100、控制器；200、液压模块；201、液压缸；2011、缸体；2012、活塞；2013、活塞杆；202、第一双向定量泵；2021、第一端口；2022、第二端口；2023、第一泄油口；203、第二双向定量泵；2031、第三端口；2032、第四端口；2033、第二泄油口；204、第一蓄能器；205、第二蓄能器；206、三位三通控制阀；2061、第一接油口；2062、第一液控控制油口；2063、第二接油口；2064、第二液控控制油口；2065、第三接油口；207、驱动器；208、驱动电机；209、第一控制阀；210、第二控制阀；211、第一单向阀；212、第二单向阀；213、第一安全阀；214、第二安全阀；300、动臂；400、斗杆；500、铲斗；600、电源装置；700、第一腔室；800、第二腔室。具体实施方式请参阅图1至10所示，本专利技术提供一种电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，包括控制器100，还包括至少一液压模块200；每所述液压模块200包括液压缸201、第一双向定量泵202、第二双向定量泵203、第一蓄能器204、第二蓄能器205、三位三通控制阀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气密性可滑动的连接于所述缸体2011内，且所述活塞2012将所述缸体201本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，包括控制器，其特征在于：还包括至少一液压模块；每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、第一蓄能器、第二蓄能器、三位三通控制阀、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的连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述三位三通控制阀包括第一接油口、第一液控控制油口、第二接油口、第二液控控制油口以及第三接油口；所述第一双向定量泵包括第一泄油口、第一端口和第二端口；所述第二双向定量泵包括第二泄油口、第三端口和第四端口；所述第二端口和所述第四端口并联后连接于所述第二蓄能器；所述第一端口、第一接油口以及第一液控控制油口并联后连通所述第一腔室；所述第三端口、第二接油口以及第二液控控制油口并联后连通所述第二腔室；所述第三接油口连接于所述第一蓄能器；所述第一泄油口连接于所述第二端口和第四端口之间，所述第二泄油口连接于所述第四端口和第二蓄能器之间，所述第一双向定量泵和第二双向定量泵分别连接于所述驱动电机，实现同步运动；所述驱动器通信连接于所述控制器。...

【技术特征摘要】
1.电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，包括控制器，其特征在于：还包括至少一液压模块；每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、第一蓄能器、第二蓄能器、三位三通控制阀、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的连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述三位三通控制阀包括第一接油口、第一液控控制油口、第二接油口、第二液控控制油口以及第三接油口；所述第一双向定量泵包括第一泄油口、第一端口和第二端口；所述第二双向定量泵包括第二泄油口、第三端口和第四端口；所述第二端口和所述第四端口并联后连接于所述第二蓄能器；所述第一端口、第一接油口以及第一液控控制油口并联后连通所述第一腔室；所述第三端口、第二接油口以及第二液控控制油口并联后连通所述第二腔室；所述第三接油口连接于所述第一蓄能器；所述第一泄油口连接于所述第二端口和第四端口之间，所述第二泄油口连接于所述第四端口和第二蓄能器之间，所述第一双向定量泵和第二双向定量泵分别连接于所述驱动电机，实现同步运动；所述驱动器通信连接于所述控制器。2.根据权利要求1所述的电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，其特征在于：还包括电源装置，所述驱动器、控制器分别电连接于所述电源装置。3.根据权利要求1或2所述的电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统，其特征在于：每所述液压模块还包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一端口、第一接油口以及第一液控控制油口并联后依次连接于所述第一控制阀、所述第一腔室；所述第三端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树忠，李苏，练国富，唐一文，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