一种电力液压并行驱动的工程机械行走系统技术方案

本发明专利技术提供一种电力液压并行驱动的工程机械行走系统，包括机械传动部分以及电力驱动部分、液压驱动部分和行走执行部分，所述机械传动部分包括相互平行布置的电力输入轴、液压输入轴、动力输出轴、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴和第七传动轴。本发明专利技术综合了电动化驱动系统和液压驱动系统的优点，采用电力驱动部分和液压驱动部分共同驱动机械行走，综合发挥电传动调速性能好和液压传动功率密度高的优势，能耗相对较低、驱动力充足且经济性好。

【技术实现步骤摘要】
一种电力液压并行驱动的工程机械行走系统
本专利技术涉及一种行走系统，尤其是一种电力液压并行驱动的工程机械行走系统。
技术介绍
随着日益严峻的环境问题及能源危机，节能减排和绿色环保的理念获得越来越多国家的认可与关注。工程机械(也称为工程车辆)由于工作环境恶劣，路面崎岖不平，工况复杂多变，其行走系统的能耗通常相对较高，传统的工程机械多采用由变矩器+变速箱组成的“双变”液力传动装置实现变速变矩。液力传动具有输出转速随负载的增大而自动下降的较“软”的工作特性，能够防止发动机过载，但其传动效率较低，变矩比受转速影响较大，尤其是在重负载下需要系统输出高功率时，传动效率反而大幅下降，不仅降低作业效率，而且造成巨大的能源浪费。电动化工程机械被认为是一种理想的驱动方式之一，然而，工程机械的工况和工作模式与一般的车辆具有较大的区别，电驱动技术在工程机械行走系统领域的研究尚处于起步阶段，亟需解决如下问题：(1)极限工况下的低速大扭矩驱动：电机工作在近零转速时，转矩可控性差，其可输出功率大幅降低，难以在装载机铲装、推土机挖沟等极限工况下提供充足的动力。若采用单独的高能量电池+电机+变矩器-变速箱的行走驱动系统采用了能耗较高的变矩器且无法能量回收，导致整体效率不高，能耗相对较高。而高能量电池+电机+变速箱的行走驱动系统取消了变矩器，提高了整车的节能效果，但由于电机自身输出峰值功率的限制(一般为额定功率的2倍且在近零转速大大降低)也导致该系统存在近零转速驱动能力不足等问题。(2)装机功率匹配难：工程机械作业时的平均功率仅为瞬时峰值功率的1/3-1/4，若为满足极限工况需求，按照峰值功率选取驱动电机，将存在较大的装机功率盈余，且无法有效保证驱动电机工作点持续运行于高效区，经济性差。(3)能量回收工况波动剧烈：为了满足长时作业需求，电动工程机械一般采用能量型电池作为能源，难以实现大倍率电流充放电，进而无法高效回收频繁启停时的瞬时大功率制动能量。有鉴于此，本申请人对上述问题进行了深入的研究，遂有本案产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能耗相对较低、驱动力充足且经济性好的电力液压并行驱动的工程机械行走系统。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电力液压并行驱动的工程机械行走系统，包括机械传动部分以及分别与所述机械传动部分传动连接的电力驱动部分、液压驱动部分和行走执行部分，所述机械传动部分包括相互平行布置的电力输入轴、液压输入轴、动力输出轴、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴和第七传动轴，所述电力输入轴和所述电力驱动部分传动连接，所述液压输入轴和所述液压驱动部分传动连接，所述动力输出轴和所述行走执行部分传动连接，所述电力输入轴上设置有输入齿轮，所述第一传动轴上设置有第一齿轮和与所述输入齿轮啮合的第二齿轮，且所述第一传动轴和所述第二传动轴之间通过第一离合器连接，所述第二传动轴上设置有第三齿轮，所述第三传动轴和所述液压输入轴之间通过第二离合器连接，且所述第三传动轴上设置有与所述第二齿轮啮合的第四齿轮，所述第四传动轴上设置有与所述第二齿轮啮合的第五齿轮，且所述第四传动轴和所述第五传动轴之间通过第三离合器连接，所述第五传动轴上设置有与所述第三齿轮啮合的第六齿轮，所述第六传动轴上设置有与所述第一齿轮啮合的第七齿轮，且所述第六传动轴和所述第七传动轴之间通过第四离合器连接，所述第七传动轴上设置有与所述第三齿轮啮合的第八齿轮。作为本专利技术的一种改进，所述电力驱动部分包括第一电动发电一体机、与所述第一电动发电一体机电连接的第一电机控制模块以及与所述第一电机控制模块电连接的充放电池，所述第一电动发电一体机的转轴与所述电力输入轴传动连接。作为本专利技术的一种改进，所述液压驱动部分包括泵马达一体机、主泵、与所述主泵的进油口连接的油箱、与所述主泵的出油口连接的第一两位两通电磁换向阀、与所述第一两位两通电磁换向阀的出油口连通的三位四通电磁换向阀，所述三位四通电磁换向阀的回油口与所述油箱连接，所述三位四通电磁换向阀的两个出油口分别连接通过液压油管与所述泵马达一体机的两个油口一一对应连接，且两个所述液压油管上分别连接有与所述油箱连接的补油管，所述补油管上设置有单向阀，所述泵马达一体机的转轴与所述液压输入轴传动连接。作为本专利技术的一种改进，所述主泵的出油口以及所述泵马达一体机的两个油口上还分别连接有第一安全阀，各所述第一安全阀的回油口都与所述油箱连接。作为本专利技术的一种改进，所述第一两位两通电磁换向阀的出油口还连接有第二两位两通电磁换向阀，所述第二两位两通电磁换向阀的出油口分别连接有液压蓄能器和第二安全阀，所述第二安全阀的回油口都与所述油箱连接。作为本专利技术的一种改进，所述第一两位两通电磁换向阀和所述第二两位两通电磁换向阀的出油口分别连接有压力传感器。作为本专利技术的一种改进，还包括工作及转向液压装置，所述主泵的出油口同时与所述工作及转向液压装置连接。作为本专利技术的一种改进，所述主泵上连接有第二电动发电一体机，所述第二电动发电一体机上电连接有第二电机控制模块，所述第二电机控制模块与所述充放电池电连接。作为本专利技术的一种改进，所述充放电池为锂电池。作为本专利技术的一种改进，所述油箱的出油口上安装有过滤器。采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术综合了电动化驱动系统和液压驱动系统的优点，采用电力驱动部分和液压驱动部分共同驱动机械行走，综合发挥电传动调速性能好和液压传动功率密度高的优势，能耗相对较低、驱动力充足且经济性好。2、在高速工况下，利用泵马达一体机输出扭矩弥补第一电动发电一体机工作在恒功率区因转速提高导致扭矩不足的问题，当负责铲装堵转工况时，利用变量泵/马达输出扭矩辅助行走电机驱动，在工程机械执行工程操作(如装载机铲装、推土机挖沟等)的极限工况下，利用泵马达一体机输出扭矩辅助第一电动发电一体机驱动行走，还得第一电动电机一体机所需要的功率等级大大降低。3、本专利技术的机械传动部分取消了方向离合器及对应的齿轮，利用第一电动发电一体机、泵马达一体机能够正反转的特性实现整车前进、倒车，提高了整车传动的效率、减小了外油路的安装空间、简化了电气控制、机械结构，大大提高了整车的可靠性和降低了成本，经济性好。4、由于工程机械的工作及转向液压装置在工作时，存在很大程度的溢流损耗，通过液压蓄能器将该部分损耗能量进行回收，可用于行液压驱动部分或工作及转向液压装置再利用。5、通过设置充放电池和液压蓄能器，实现大倍率电流充放电，能够高效回收频繁启停时的瞬时大功率制动能量。附图说明图1为本专利技术电力液压并行驱动的工程机械行走系统的结构示意图。图中标示对应如下：100-机械传动部分；101-第一传动轴；102-第二传动轴；103-第三传动轴；104-第四传动轴；105-第五传动轴；106-第六传动轴；107-第七传动轴；109-电力输入轴；110-液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力液压并行驱动的工程机械行走系统，其特征在于，包括机械传动部分以及分别与所述机械传动部分传动连接的电力驱动部分、液压驱动部分和行走执行部分，所述机械传动部分包括相互平行布置的电力输入轴、液压输入轴、动力输出轴、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴和第七传动轴，所述电力输入轴和所述电力驱动部分传动连接，所述液压输入轴和所述液压驱动部分传动连接，所述动力输出轴和所述行走执行部分传动连接，所述电力输入轴上设置有输入齿轮，所述第一传动轴上设置有第一齿轮和与所述输入齿轮啮合的第二齿轮，且所述第一传动轴和所述第二传动轴之间通过第一离合器连接，所述第二传动轴上设置有第三齿轮，所述第三传动轴和所述液压输入轴之间通过第二离合器连接，且所述第三传动轴上设置有与所述第二齿轮啮合的第四齿轮，所述第四传动轴上设置有与所述第二齿轮啮合的第五齿轮，且所述第四传动轴和所述第五传动轴之间通过第三离合器连接，所述第五传动轴上设置有与所述第三齿轮啮合的第六齿轮，所述第六传动轴上设置有与所述第一齿轮啮合的第七齿轮，且所述第六传动轴和所述第七传动轴之间通过第四离合器连接，所述第七传动轴上设置有与所述第三齿轮啮合的第八齿轮。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电力液压并行驱动的工程机械行走系统，其特征在于，包括机械传动部分以及分别与所述机械传动部分传动连接的电力驱动部分、液压驱动部分和行走执行部分，所述机械传动部分包括相互平行布置的电力输入轴、液压输入轴、动力输出轴、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴和第七传动轴，所述电力输入轴和所述电力驱动部分传动连接，所述液压输入轴和所述液压驱动部分传动连接，所述动力输出轴和所述行走执行部分传动连接，所述电力输入轴上设置有输入齿轮，所述第一传动轴上设置有第一齿轮和与所述输入齿轮啮合的第二齿轮，且所述第一传动轴和所述第二传动轴之间通过第一离合器连接，所述第二传动轴上设置有第三齿轮，所述第三传动轴和所述液压输入轴之间通过第二离合器连接，且所述第三传动轴上设置有与所述第二齿轮啮合的第四齿轮，所述第四传动轴上设置有与所述第二齿轮啮合的第五齿轮，且所述第四传动轴和所述第五传动轴之间通过第三离合器连接，所述第五传动轴上设置有与所述第三齿轮啮合的第六齿轮，所述第六传动轴上设置有与所述第一齿轮啮合的第七齿轮，且所述第六传动轴和所述第七传动轴之间通过第四离合器连接，所述第七传动轴上设置有与所述第三齿轮啮合的第八齿轮。


2.如权利要求1所述的电力液压并行驱动的工程机械行走系统，其特征在于，所述电力驱动部分包括第一电动发电一体机、与所述第一电动发电一体机电连接的第一电机控制模块以及与所述第一电机控制模块电连接的充放电池，所述第一电动发电一体机的转轴与所述电力输入轴传动连接。


3.如权利要求2所述的电力液压并行驱动的工程机械行走系统，其特征在于，所述液压驱动部分包括泵马达一体机、主泵、与所述主泵的进油口连接的油箱、与所述主泵的出油口连接的第一两位两通电磁换向阀、与所述第一两位两通电磁换向阀的出油口连通的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈其怀，蔡少乐，林添良，郭桐，付胜杰，任好玲，李钟慎，方燕飞，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35