【技术实现步骤摘要】
一种装载机泵控混合动力液压系统及其控制方法
本专利技术涉及液压混合动力
，特别涉及一种装载机泵控混合动力液压系统及其控制方法。
技术介绍
工程机械具有工况复杂、负载呈显著周期性变化的特点。在循环工况中，由于峰值功率仅出现在部分作业段，导致发动机工作常低负荷工作，燃油经济性差，污染物排放严重。液压混合动力技术在成本、功率密度和环境友好等方面优势明显，适用于大质量、高作业强度的循环变功率作业场合，在工程机械领域有着广泛应用前景。目前液压混合动力系统的相关研究主要采用泵控系统、二次调节系统或复合结构系统三种方式对系统功率流进行调节。针对执行元件为多个液压缸的工程机械，二次调节混合动力系统需要根据各定量执行元件的工作压力级别增设一个或多个液压变压器，但液压变压器相关技术还不成熟，成本高；复合结构混合动力系统所采用复合元件制造难度大，结构复杂；泵控混合动力通过调节泵出口流量与负载需求流量相匹配，实现流量控制，虽然技术成熟，但不适用于多执行机构系统，蓄能器无法直接与外部执行元件连接。综上，针对多定量执行机构液压系统，现有液压混合动力技术由于成本较高、关键元件技术不成熟、...
【技术保护点】
1.一种装载机泵控混合动力液压系统，其特征在于：所述系统由比例多路阀(3)、转斗油缸(6)、第一动臂油缸(7)、第二动臂油缸(8)、第一转向液压缸(9)、第二转向液压缸(10)、负荷传感转向器(11)、蓄能器(13)、电磁开关阀(15)、定差减压阀(16)、单向阀(17)、变量泵(19)、发动机(20)、控制器(21)、油箱(22)以及第一压力传感器(1)、第二压力传感器(12)、第三压力传感器(14)和第四压力传感器(18)组成；所述多路阀(3)分别与转斗油缸(6)、第一动臂油缸(7)和个第二动臂油缸(8)管路连接；所述发动机(20)通过传动轴与变量泵(19)连接，所述变...
【技术特征摘要】
1.一种装载机泵控混合动力液压系统，其特征在于：所述系统由比例多路阀(3)、转斗油缸(6)、第一动臂油缸(7)、第二动臂油缸(8)、第一转向液压缸(9)、第二转向液压缸(10)、负荷传感转向器(11)、蓄能器(13)、电磁开关阀(15)、定差减压阀(16)、单向阀(17)、变量泵(19)、发动机(20)、控制器(21)、油箱(22)以及第一压力传感器(1)、第二压力传感器(12)、第三压力传感器(14)和第四压力传感器(18)组成；所述多路阀(3)分别与转斗油缸(6)、第一动臂油缸(7)和个第二动臂油缸(8)管路连接；所述发动机(20)通过传动轴与变量泵(19)连接，所述变量泵(19)进油口通过过滤器与油箱(21)连接，变量泵(19)出油口与单向阀(17)进油口相连，所述单向阀(17)的出油口油路分为三路，第一路与比例多路阀(3)相连，第二路与定差减压阀(16)相连，第三路与电磁开关阀(15)相连；所述定差减压阀(16)的出油口与负荷传感转向器(11)的P口相连接，定差减压阀(16)的反馈油口与负荷传感转向器(11)的LS油口相连接；负荷传感转向器(11)的油口分别与第一转向油缸(9)、第二转向油缸(10)以及油箱(22)管路连接；所述电磁开关阀(15)的一端与单向阀(17)出油口相连，另一端分别与蓄能器(13)和第三压力传感器(14)相连；所述第一压力传感器(1)安装在比例多路阀(3)的LS油口处，第二压力传感器(12)安装在负荷传感转向器(11)的LS油口处，第四压力传感器(18)安装在变量泵(19)的出油口处；所述控制器(21)的信号采集端分别与第一压力传感器(1)、第二压力传感器(12)、第三压力传感器(14)和第四压力传感器(18)信号连接，所述控制器(21)的控制端与变量泵(19)信号连接。2.如权利要求1所述一种装载机泵控混合动力液压系统，其特征在于：所述比例多路阀(3)为负载敏感型比例多路阀，由一个定差减压阀(2)分别连接一个三位四通负载敏感换向阀(4)和一个四位四通负载敏感换向阀(5)组成；所述多路阀(3)中的三位四通负载敏感换向阀(4)控制侧两油口分别与转斗油缸(6)的有杆腔和无杆腔相连，四位四通负载敏感换向阀(5)控制侧的一个油口分别与第一动臂油缸(7)和个第二动臂油缸(8)的无杆腔相连，四位四通负载敏感换向阀(5)控制侧的另一个油口分别与第一动臂油缸(7)和个第二动臂油缸(8)的有杆腔相连，所述多路阀(3)的回油口与油箱(22)连接。3.如权利要求1所述一种装载机泵控混合动力液压系统，其特征在于：负荷传感转向器(11)的L油口与第一转向油缸(9)的有杆腔和第二转向油缸(10)的无杆腔相连，负荷传感转向器(11)的R油口与第一转向油缸(9)的无杆腔和第二转向油缸(10)的有杆腔相连，负荷传感转向器(11)的T口连接油箱(22)。4.一种装载机泵控混合动力液压系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法具体如下：步骤一：根据系统状态与驾驶员操作进行系统需求识别，包括驾驶员意图识别和蓄能器最优压力识别，其中，驾驶员意图识别过程如下：根据驾驶员油门踏板开度α，判断行走系统需求转矩Tdr；Tdr＝αTemax···············(2)其中，Tdr为行走系统需求转矩，α为油门踏板开度，Temax为当前转速下发动机所能提供的最大扭矩；蓄能器最优压力识别过程如下：Pls＝Max(Pls_w,Pls_s)········(3)其中，Pls为负载需求压力，Pls_w为工作液压系统需求压力，Pls_s为转向系统需求压力；设定作业段识别压力Pdiv，所述作业段识别压力Pdiv小于循环工况中铲掘段与卸料段压力且大于其它空载工作段峰值压力；当负载需求压力Pls高于作业段识别压力Pdiv时，则判定液压系统负载需求为高压工况，否则为低压工况；根据循环工况中过去60s峰值负载压力Plsmax与负载需求压力Pls，实时修定蓄能器最优压力P*，其中，Plsmax为过去60s峰值负载压力，Pls为负载需求压力；f、g分别为根据系统参数设定的压力差，保证蓄能器压力高于系统最大需求压力；步骤二：根据系统需求与系统状态进行工作模式选择，包括工作模式划分及工作模式切换；所述工作模式划分如下：蓄能器充油模式下，电磁开关阀(15)导通，变量泵(19)泵出油液通过单向阀(17)后分为三路，第一路与比例多路阀(3)中的定差减压阀(2)相联通，液压油经比例多路阀(3)流向转斗油缸(6)、第一动臂油缸(7)和第二动臂油缸(8)所在的工作液压系统；第二路通过定差减压阀(16)与负荷传感转向器(11)的P口相联通，液压油经负荷传感转向器(11)流向第一转向液压缸(9)和第二转向液压缸(10)所在的转向系统；第三路通过电磁开关阀(15)与蓄能器(13)相联通，液压油经电磁开关阀(15)流向蓄能器(13)，蓄能器(13)压力升高，实现对蓄能器充油；变量泵单独供油模式下，电磁开关阀(15)断开，变量泵(19)泵出油液通过单向阀(17)后分为两路，第一路与比例多路阀(3)中的定差减压阀(2)相联通，液压油经比例多路阀(3)流向转斗油缸(6)、第一动臂油缸(7)和第二动臂油缸(8)所在的工作液压系统；第二路通过定差减压阀(16)与负荷传感转向器(11)的P口相联通，液压油经负荷传感转向器(11)流向第一转向液压缸(9)和第二转向液压缸(10)所在的转向系统，由变量泵(19)单独向转向系统与工作液压系统供油。联合供油模式下，电磁开关阀(15)导通，蓄能器(13)输出油液与变量泵(19)泵出油液合流后分为两路，第一路与比例多路阀(3)中的定差减压阀(2)相联通，液压油经比例多路阀(3)流向转斗油缸(6)、第一动臂油缸(7)和第二动臂油缸(8)所在的工作液压系统；第二路通过定差减压阀(16)与负荷传感转向器(11)的P口相联通，液压油经负荷传感转向器(11)流向第一转向液压缸(9)和第二转向液压缸(10)所在的转向系统，由蓄能器(13)与变量泵(19)共同向转向系统与工作液压系统供油；所述工作模式切换如下：在缺省状态下，系统首先进入变量泵单独供油模式；在变量泵单独供油模式下，若同时满足以下三个条件则进入蓄能器充能模式：①蓄能器接入系统前后负载所消耗能量之差△W<第二经济性判断阈值c；②且负载需求压...
【专利技术属性】
技术研发人员：王继新，张昕睿，韩云武，王伟，史香云，张爽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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