一种节能型电动装载机液压系统及电动装载机技术方案

本发明专利技术公开了电动装载机技术领域的一种节能型电动装载机液压系统及电动装载机，通过多路阀驱动动臂油缸和翻斗油缸完成装载动作；动臂油缸的大腔通过第二液控换向阀与马达的进油口连接，翻斗油缸的大腔通过第一液控换向阀与马达的进油口连接，将动臂下降和翻斗动作过程中的重力势能进行回收并存储于电池中；控制器通过第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器分别与多路阀、先导阀连接，通过压力开关与先导阀、先导油源阀、转向系统中转向器连接，将多路阀的阀口与工作电机、发电机的转速相匹配，将流量放大阀的先导压力与转向电机相匹配，实现定量系统正流量控制，以减少作业过程中产生的能量损失，提高了整机续航能力。提高了整机续航能力。提高了整机续航能力。

【技术实现步骤摘要】
一种节能型电动装载机液压系统及电动装载机


[0001]本专利技术属于电动装载机
，具体涉及一种节能型电动装载机液压系统及电动装载机。

技术介绍

[0002]现有技术中，电动装载机定量液压系统元件及系统原理仍与传统内燃式装载机相同，仅通过先导信号控制电机转速，使液压泵转速与行走系统脱离，但在整个工作、转向过程中仍存在大量的旁通节流损失，且动臂下降过程中完全依靠多路阀节流背压控制下降速度，工作装置的势能全部转化为热量损失。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种节能型电动装载机液压系统及电动装载机，能够减少电动装载机液压系统反复作业过程中工作装置的势能损失以及压力损失，提高了整机续航能力。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]第一方面，提供一种电动装载机液压系统，包括工作电机，所述工作电机与工作泵连接，工作泵通过多路阀驱动动臂油缸和翻斗油缸完成装载动作；动臂油缸的大腔通过第二液控换向阀与马达的进油口连接，翻斗油缸的大腔通过第一液控换向阀与马达的进油口连接，马达与发电机连接，发电机与控制器连接，用于将动臂下降和翻斗动作过程中的重力势能进行回收并存储于电池中；控制器与工作电机连接，控制器通过第一压力传感器分别与多路阀的a1口、先导阀的a2口连接；控制器通过第二压力传感器分别与多路阀的a2口、先导阀的a1口连接；控制器通过第三压力传感器分别与多路阀的b1口、先导阀的b2口、第一液控换向阀的b1口连接；控制器通过第四压力传感器分别与多路阀的b2口、先导阀的b1口、第二液控换向阀的b2口连接；控制器通过压力开关与先导阀的P口、先导油源阀的U口、转向系统中转向器的P口连接，先导油源阀的P2口与工作泵的出油口连接，先导油源阀的P1口与转向系统的转向泵、流量放大阀连接，转向泵与转向电机连接，用于将多路阀的阀口与工作电机的转速、发电机的转速相匹配，将流量放大阀的先导压力与转向电机相匹配，实现定量系统正流量控制，以减少定量系统作业过程中所产生的能量损失。
[0006]进一步地，工作泵的出油口与多路阀的P口连接；多路阀的A1口与翻斗油缸的大腔连接，多路阀的B1口与翻斗油缸的小腔连接，多路阀的A2口与动臂油缸的大腔连接，多路阀的B2口与动臂油缸的小腔连接，多路阀的T口与液压油散热器连接，控制器与安装在液压油散热器上的温度传感器连接。
[0007]进一步地，转向泵的出油口与流量放大阀的P口、先导油源阀的P1口连接，流量放大阀的A口、B口分别与转向油缸连接；流量放大阀的T口、PF口分别与液压油散热器连接；控制器通过第五压力传感器与流量放大阀的R1口、第二限位阀的R1口连接，控制器通过第六压力传感器与流量放大阀的L1口、第一限位阀的L1口连接，第一限位阀的L口与转向器的L
口连接，第二限位阀的R口与转向器的R口连接。
[0008]进一步地，第五压力传感器将压力信号传递至控制器，控制器输出控制信号控制转向电机转速，进而控制转向泵的排量，流量放大阀的L1口、R1口的压力值与转向电机转速关系如下：
[0009][0010]其中，n2为转向电机的转速；V2为转向泵的排量；k为流量放大阀的放大比；C
d
为流体流量系数；A0为流量放大阀两端阻尼孔面积；p为流量放大阀的L1口、R1口的压力值；ρ为液压油的密度。
[0011]进一步地，当操作先导阀使翻斗或动臂下降时，先导阀的b1口、b2口输出压力使多路阀换向，同时使第一液控换向阀开启，此时多路阀的A1口至多路阀的T口、多路阀的A2口至多路阀的T口不开启，动臂的大腔、翻斗的大腔中的油液通过第一液控换向阀进入马达，使马达旋转并带动发电机转动实现能量回收，同时控制器控制发电机反扭矩、转速实现动臂下降和翻斗速度的控制。
[0012]进一步地，当操作先导阀使翻斗或动臂下降时，先导阀的b1口、b2口输出压力使多路阀换向，此时多路阀的P至多路阀的B口打开，多路阀的P口至多路阀的TB口逐渐关闭，多路阀的P口至多路阀的TB口变化分为四个区域，与发电机和工作电机存在以下关系：
[0013]第一区域：此时多路阀的P口至多路阀的B口处于关闭段，多路阀的P口至多路阀的TB口处于大开口，第一液控换向阀未开启，工作电机处于怠速状态；第二区域：此时多路阀的P口至多路阀的B口打开，多路阀的P口至多路阀的TB口逐渐关闭，第一液控换向阀开启，马达由负载带动，同时控制发电机施加反扭矩，控制马达的转动速度同时进行发电，此时工作电机处于怠速状态；第三区域：此时多路阀的P口至多路阀的B打开，多路阀的P口至多路阀的TB口关闭，第一液控换向阀开启，马达由负载带动，同时控制发电机施加反扭矩，控制马达的转动速度，同时进行发电，此时工作电机的转速与发电机额转速关系如下：
[0014]n1·
V1≤x
·
n6·
V6ꢀꢀꢀ
(2)
[0015]其中，n1为工作电机的转速；V1为工作泵的排量；n6为发电机的转速，r/min；V6为马达的排量；当动臂下降时x为动臂油缸小腔与动臂油缸大腔容积比值，当翻斗时x为翻斗小腔与翻斗大腔的容积比值；
[0016]第四区域：此时多路阀的P口至多路阀的B口打开，多路阀的P口至多路阀的TB口关闭，多路阀的浮动阀芯开启，动臂油缸大腔与动臂油缸的小腔均与回油连通，此时工作电机进入怠速状态。
[0017]进一步地，当操作先导阀进行收斗或动臂举升时，先导阀的a1口、a2口输出压力使多路阀换向，此时多路阀的P口至多路阀的A口打开，多路阀的P口至多路阀的TA口逐渐关闭，多路阀的P口至多路阀的TA口变化分为三个区域：第一区域：此时多路阀的P口至多路阀的A口处于关闭段，多路阀的P口至多路阀的TA口处于大开口，工作电机处于怠速状态；第二区域：此时多路阀的P口至多路阀的A口打开，多路阀的P口至多路阀的TA口逐渐关闭，工作电机处于怠速状态；第三区域：此时多路阀的P口至多路阀的A口打开，多路阀的P口至多路阀的TA口关闭，工作电机随先导阀的a1口、a2口的输出压力增加逐渐提升。
[0018]进一步地，当压力开关检测到先导油源阀的U口压力低于设定值时，工作电机转速
提升至最高转速，利用多路阀的中位阀口面积所产生的压力损失使先导油源阀达到设定值，持续一定时间后恢复怠速，压力设定值与多路阀的中位阀口面积与工作电机转速关系如下：
[0019][0020]其中，p为压力设定值；n1为工作电机的转速；V1为工作泵的排量；C
d
为流体流量系数；A
x
为多路阀的中位阀口面积；ρ为液压油的密度。
[0021]进一步地，工作泵、转向泵维持怠速低压回油，工作电机、转向电机在持续一段时间后未接收到转速变化信号停止运行，当接收到压力开关的信号后工作电机提升至最高转速，维持一定时间后再次停止运行。
[0022]进一步地，温度传感器监测液压油散热器的进口温度，当温度高于设定值时，提升工作电机、转向电机的怠速转速。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动装载机液压系统，其特征在于，包括：工作电机(1)，所述工作电机(1)与工作泵(3)连接，工作泵(3)通过多路阀(7)驱动动臂油缸(12)和翻斗油缸(13)完成装载动作；动臂油缸(12)的大腔通过第二液控换向阀(22)与马达(5)的进油口连接，翻斗油缸(13)的大腔通过第一液控换向阀(17)与马达(5)的进油口连接，马达(5)与发电机(6)连接，发电机(6)与控制器(16)连接，用于将动臂下降和翻斗动作过程中的重力势能进行回收并存储于电池中；控制器(16)与工作电机(1)连接，控制器(16)通过第一压力传感器(14)分别与多路阀(7)的a1口、先导阀(8)的a2口连接；控制器(16)通过第二压力传感器(23)分别与多路阀(7)的a2口、先导阀(8)的a1口连接；控制器(16)通过第三压力传感器(24)分别与多路阀(7)的b1口、先导阀(8)的b2口、第一液控换向阀(17)的b1口连接；控制器(16)通过第四压力传感器(25)分别与多路阀(7)的b2口、先导阀(8)的b1口、第二液控换向阀(22)的b2口连接；控制器(16)通过压力开关(15)与先导阀(8)的P口、先导油源阀(9)的U口、转向系统中转向器(11)的P口连接，先导油源阀(9)的P2口与工作泵(3)的出油口连接，先导油源阀(9)的P1口与转向系统的转向泵(4)、流量放大阀(10)连接，转向泵(4)与转向电机(2)连接，用于将多路阀(7)的阀口与工作电机(1)的转速、发电机(6)的转速相匹配，将流量放大阀(10)的先导压力与转向电机(2)相匹配，实现定量系统正流量控制，以减少定量系统作业过程中所产生的能量损失。2.根据权利要求1所述的电动装载机液压系统，其特征在于，工作泵(3)的出油口与多路阀(7)的P口连接；多路阀(7)的A1口与翻斗油缸(13)的大腔连接，多路阀(7)的B1口与翻斗油缸(13)的小腔连接，多路阀(7)的A2口与动臂油缸(12)的大腔连接，多路阀(7)的B2口与动臂油缸(12)的小腔连接，多路阀(7)的T口与液压油散热器(21)连接，控制器(16)与安装在液压油散热器(21)上的温度传感器(20)连接。3.根据权利要求1所述的电动装载机液压系统，其特征在于，转向泵(4)的出油口与流量放大阀(10)的P口、先导油源阀(9)的P1口连接，流量放大阀(10)的A口、B口分别与转向油缸连接；流量放大阀(10)的T口、PF口分别与液压油散热器(21)连接；控制器(16)通过第五压力传感器(19)与流量放大阀(10)的R1口、第二限位阀(27)的R1口连接，控制器(16)通过第六压力传感器(26)与流量放大阀(10)的L1口、第一限位阀(18)的L1口连接，第一限位阀(18)的L口与转向器(11)的L口连接，第二限位阀(27)的R口与转向器(11)的R口连接。4.根据权利要求3所述的电动装载机液压系统，其特征在于，第五压力传感器(19)将压力信号传递至控制器(16)，控制器(16)输出控制信号控制转向电机(2)转速，进而控制转向泵(4)的排量，流量放大阀(10)的L1口、R1口的压力值与转向电机(2)转速关系如下：其中，n2为转向电机的转速；V2为转向泵的排量；k为流量放大阀的放大比；C
d
为流体流量系数；A0为流量放大阀两端阻尼孔面积；p为流量放大阀的L1口、R1口的压力值；ρ为液压油的密度。5.根据权利要求3所述的电动装载机液压系统，其特征在于，当操作先导阀(8)使翻斗或动臂下降时，先导阀(8)的b1口、b2口输出压力使多路阀(7)换向，同时使第一液控换向阀(17)开启，此时多路阀(7)的A1口至多路阀(7)的T口、多路阀(7)的A2口至多路阀(7)的T口
不开启，动臂的大腔、翻斗的大腔中的油液通过第一液控换向阀(17)进入马达(5)，使马达(5)旋转并带动发电机(6)转动实现能量回收，同时控制器(16)控制发电机(6)反扭矩、转速实现动臂下降和翻斗速度的控制。6.根据权利要求5所述的电动装载机液压系统，其特征在于，当操作先导阀(8)使翻斗或动臂下降时，先导阀(8)的b1口、b2口输出压力使多路阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志远，张安民，马鹏鹏，乔战战，宋佳，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司，
类型：发明
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