本实用新型专利技术公开了非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，非对称油缸采用了一个基于电动/发电机变转速和第一泵/马达、第二泵/马达变排量复合控制的闭式电液控制系统；通过改变泵/马达排量和电动/发电机的转速来调节油缸的速度，实现无节流损耗；采用了一个由蓄能器、电磁换向阀、第二泵/马达组成的非对称油缸的两腔流量差的高压侧补油单元，解决了非对称液压缸两腔流量不对称问题，同时扩大了蓄能器的工作压力范围。机械臂的势能既可以通过第一泵/马达工作在马达模式驱动电动/发电机工作在发电模式，并通过电机控制器把势能转换成电能储存在电池中；也可以通过第二泵马达工作在泵模式对蓄能器充油，把势能转换成液压能储存在蓄能器中。在蓄能器中。在蓄能器中。
【技术实现步骤摘要】
非对称缸的机械臂闭式电液控制系统
[0001]本技术涉及电液控制技术为特征的液压控制系统，尤其是涉及非对称缸的机械臂闭式电液控制系统。
技术介绍
[0002]随着世界范围内能源短缺和环境污染问题的日趋严重，研究工程机械的节能问题具有重要的现实意义。发动机效率低和液压系统效率低是工程机械效率低下的主要原因。混合动力技术和电驱动技术均被认为是工程机械最为理想的驱动方式之一。
[0003]工程机械在工作过程中，存在大量的负值负载，比如机械臂下降。传统工程机械由于不具备储能单元，为了防止负值负载的失控，一般在负值负载一侧增加单向节流阀，因此大量的势能或制动动能消耗在节流口上。混合动力技术利用辅助电动机的“削峰填谷”作用，可以有效地改善发动机的工作状况，提高发动机的燃油效率，混合动力系统和纯电驱动系统的动力系统已经具备电池，为能量回收提供了一条新的途径。
[0004]目前的混合动力或纯电驱动工程机械主要改变动力系统，而原有的液压系统几乎没有改变，主要还是采用泵
‑
基于集成式的多路阀
‑
多执行器的阀控液压系统，这就造成了液压系统的效率仍然较低。并且，传统低压侧补油系统中蓄能器压力范围较窄导致的蓄能器额定体积较大。
技术实现思路
[0005]本技术所要解决的主要技术问题是提供一套针对非对称油缸的新型闭式电液控制系统，克服传统液压驱动系统中液压系统效率低的不足之处，并且克服了传统低压侧补油系统中蓄能器压力范围较窄导致的蓄能器额定体积较大的不足之处。
[0006]为了达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0007]非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，包括：电池、电机控制器、电动/发电机、第一泵/马达、蓄能器、第一电磁换向阀、第二泵/马达、第一单向阀、第二单向阀、补油溢流阀、第三单向阀、第四单向阀、安全阀、第二电磁换向阀、低压溢流阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、油缸、机械臂和油箱；
[0008]所述电池与电机控制器、电动/发电机电气连接，电动/发电机、第一泵/马达、第二泵/马达机械臂相联；第一泵/马达的A口接第三电磁换向阀的P口，第三电磁换向阀的A口与油缸的有杆腔相连；B口接第四电磁换向阀的P口，第四电磁换向阀的A口与油缸无杆腔相连；第二泵/马达的A口分为三路：第一路与第一电磁换向阀的P口相连，第一电磁换向阀的A口接蓄能器，第二路与第二单向阀的出油口相连，第二单向阀的进油口与油箱相连，第三路与补油溢流阀的进油口相连，补油溢流阀的出口与油箱相连；第二泵/马达的B口分为两路，第一路与第四电磁换向阀的P口相连，第二路与第一单向阀的进油口相连，第一单向阀的出油口接油箱；
[0009]安全阀的进油口分为两路：第一路接第三单向阀的出油口，第三单向阀的进油口
接第三电磁换向阀的P口，第二路接第四单向阀的出油口，第四单向阀的进油口与第四电磁换向阀的P口相连；安全阀的出油口接油箱。第二电磁换向阀的A口与低压溢流阀的进油口相连，低压溢流阀的出油口接油箱，第二电磁换向阀的P口接第三电磁换向阀的P口，第二电磁换向阀的P1口接第三电磁换向阀的P口；油缸与机械臂机械相连。
[0010]在一较佳实施例中：通过调节电动/发电机的转速和第一泵/马达和第二泵/马达的排量来调节油缸和机械臂的速度。
[0011]在一较佳实施例中：所述第二泵/马达的排量由油缸的两腔流量差除以电动/发电机的实际转速来设定；第一泵/马达的排量由油缸的有杆腔流量除以电动/发电机3的实际转速来设定。
[0012]在一较佳实施例中：所述机械臂的势能通过第一泵/马达工作在马达模式以驱动电动/发电机工作在发电模式，并通过电机控制器把势能转换成电能储存在电池中。
[0013]在一较佳实施例中：所述机械臂的势能通过第二泵马达工作在泵模式对蓄能器充油，把势能转换成液压能储存在蓄能器中。
[0014]在一较佳实施例中：所述蓄能器、电磁换向阀、第二泵/马达组成了非对称油缸的两腔流量差的高压侧补油单元。
[0015]在一较佳实施例中：当机械臂上升时，第三电磁换向阀和第四电磁换向阀得电，电池输出电能通过电机控制给电动/发电机，电动/发电机工作在电动模式驱动第一泵/马达，第一泵/马达工作在泵模式，B口为出油口，为油缸无杆腔供油。
[0016]在一较佳实施例中：当蓄能器的压力高于其最小工作压力时，第一电磁换向阀得电，蓄能器储存的液压油可以释放出来，通过第二泵/马达释放到B口共同为机械臂油缸无杆腔供油；当蓄能器的压力低于其最小工作压力时，第一电磁换向阀不得电，油箱的液压油通过第二单向阀和第二泵/马达释放到B口共同为机械臂油缸无杆腔供油；第二泵/马达的排量由油缸两腔的流量差除以电动/发电机的转速来设定。
[0017]在一较佳实施例中：当机械臂下降时，第三电磁换向阀和第四电磁换向阀得电，油缸无杆腔的液压油通过第四电磁换向阀，驱动第一泵/马达和第二泵/马达，使其工作在马达模式，第二泵/马达通过第一电磁换向阀将油液回充到蓄能器中将机械臂势能转换成液压能储存在蓄能器中；第一泵/马达驱动电动/发电机工作在发电机模式，机械臂的势能转换为电能，经过电机控制器处理之后，存储到电池中，完成对机械臂势能液压、电气的复合式能量回收。
[0018]在一较佳实施例中：所述第一溢流阀的设定压力为蓄能器的最高压力，当第二泵/马达向蓄能器充油的过程中，蓄能器的压力达到其最高工作压力时多余的油液从第一溢流阀中溢流回油箱；当蓄能器的压力低于其最小工作压力时，第一电磁换向阀不得电，第二泵/马达通过第二单向阀从油箱中吸油。
[0019]在一较佳实施例中：第二电磁换向阀与溢流阀组成油液冷却单元，当油温升高时，第二电磁换向阀得电，回路中的高温油液通过低压溢流阀流入到油箱中冷却，以及控制低压侧的压力。
[0020]本技术与
技术介绍
相比，具有有益的效果是：
[0021]1、本技术提供了非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，将电动/发电机应用于工程机械的非对称油缸的闭式驱动系统，通过调节电动/发电机的转速和第一泵/马达和
第二泵/马达的排量来调节油缸和机械臂的速度，实现了容积式调速，提高了液压系统能量利用率。
[0022]2、本技术提供了非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，机械臂的势能既可以通过第一泵/马达工作在马达模式驱动电动/发电机工作在发电模式，并通过电机控制器把势能转换成电能储存在电池中；也可以通过第二泵马达7工作在泵模式对蓄能器充油，把势能转换成液压能储存在蓄能器中。
[0023]3、本技术提供了非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，采用了一个由蓄能器、电磁换向阀、第二泵/马达组成的非对称油缸的两腔流量差的高压侧补油单元，解决了非对称液压缸两腔流量不对称问题，同时扩大了蓄能器的工作压力范围，克服了传统非对称油缸闭式驱动系统低压侧补油导致蓄能器工作压力范围较小导致的蓄能器的额定体积较大的不足之处。
附图说明
[0024]图1是本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，其特征在于包括：电池(1)、电机控制器(2)、电动/发电机(3)、第一泵/马达(4)、蓄能器(5)、第一电磁换向阀(6)、第二泵/马达(7)、第一单向阀(8)、第二单向阀(9)、补油溢流阀(10)、第三单向阀(11)、第四单向阀(12)、安全阀(13)、第二电磁换向阀(14)、低压溢流阀(15)、第三电磁换向阀(16)、第四电磁换向阀(17)、油缸(18)、机械臂(19)和油箱(20)；所述电池(1)与电机控制器(2)、电动/发电机(3)电气连接，电动/发电机(3)、第一泵/马达(4)、第二泵/马达(7)机械臂相联；第一泵/马达(4)的A口接第三电磁换向阀(16)的P口，第三电磁换向阀(16)的A口与油缸(18)的有杆腔相连；B口接第四电磁换向阀(17)的P口，第四电磁换向阀(17)的A口与油缸(18)无杆腔相连；第二泵/马达(7)的A口分为三路：第一路与第一电磁换向阀(6)的P口相连，第一电磁换向阀(6)的A口接蓄能器(5)，第二路与第二单向阀(9)的出油口相连，第二单向阀(9)的进油口与油箱相连，第三路与补油溢流阀(10)的进油口相连，补油溢流阀(10)的出口与油箱相连；第二泵/马达(7)的B口分为两路，第一路与第四电磁换向阀(17)的P口相连，第二路与第一单向阀(8)的进油口相连，第一单向阀(8)的出油口接油箱(20)；安全阀(13)的进油口分为两路：第一路接第三单向阀(11)的出油口，第三单向阀(11)的进油口接第三电磁换向阀(16)的P口，第二路接第四单向阀(12)的出油口，第四单向阀(12)的进油口与第四电磁换向阀(17)的P口相连；安全阀(13)的出油口接油箱(20)；第二电磁换向阀(14)的A口与低压溢流阀(15)的进油口相连，低压溢流阀(15)的出油口接油箱(20)，第二电磁换向阀(14)的P口接第三电磁换向阀(16)的P口，第二电磁换向阀(14)的P1口接第三电磁换向阀(16)的P口；油缸(18)与机械臂(19)机械相连。2.根据权利要求1所述的非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，其特征在于：通过调节电动/发电机(3)的转速和第一泵/马达(4)和第二泵/马达(7)的排量来调节油缸(18)和机械臂(19)的速度。3.根据权利要求2所述的非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，其特征在于：所述第二泵/马达(7)的排量由油缸(18)的两腔流量差除以电动/发电机(3)的实际转速来设定；第一泵/马达(4)的排量由油缸(18)的有杆腔流量除以电动/发电机(3)的实际转速来设定。4.根据权利要求1所述的非对称缸的机械臂闭式电液控制系统，其特征在于：所述机械臂(19)的势能通过第一泵/马达(4)工作在马达模式以驱动电...
【专利技术属性】
技术研发人员：林添良，吴瑕，缪骋，任好玲，付胜杰，李钟慎，陈其怀，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。