具有混合动力的液压系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种具有混合动力的液压系统及其控制方法，液压系统，包括泵站模块和主阀模块，发动机的输出端依次通过与第一离合器、第二离合器和第三离合器分别与第一电机的第一端、第一液压泵的控制端和与第二液压主泵串联的第一液压主泵的第一端连接，第一节流阀和第五单向阀并联后与第一溢流阀串联组成第一负载敏感回路，第二节流阀和第六单向阀并联后与第二溢流阀串联组成第二负载敏感回路。控制方法通过中央处理器智能控制泵站与主阀状态，利用多泵来实现不同工况下不同压力的供能，对同一动力源下的复合动作提高分流精度，同时通过控制多泵合流实现负载的速度调节。本发明专利技术合理组合动力源实现功率匹配，从而提高工作效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
具有混合动力的液压系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及液压驱动
，特别涉及一种具有混合动力的液压系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]工程机械是国民经济的基础性产业，机械工业的发展对整个国民经济的发展和民族振兴具有举足轻重的作用。以挖掘机、起重机、矿用机械以及消防车等为例，其动力均为液压系统，往往存在多个执行机构，因此工程机械的工作效率、能耗比等变得更加重要。
[0003]例如，一种用于工程机械的液压系统及工程机械，在复合动作工作时，随着负载差的增加各执行机构存在一定干扰，同时高负载决定系统工作压力进而造成效率的损失；专利一种工程机械的主阀装置、液压回路以及工程机械，通过并联实现执行机构增加的需求，但是复合动作工况时，由于流量补偿阀存在滞后，故负载差越大相互干扰越大，使得另一负载加入时低负载执行机构出现速度突增现象；专利一种混合动力式工程机械及其控制方法，在发动机工作期间辅助发电机持续工作，在非回收能量工况下造成持续功率损耗散，但是其混合模式单一，仅仅将单个旋转模块实现能量回收再利用，无法对整车低工况下各执行元件的完全电驱，其混合动力实现方式单一。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种具有混合动力的液压系统及其控制方法，主要在液压系统中将发动机与双电机组成混合动力源，通过液压泵、液压主泵和液压泵马达来实现不同工况下进行不同压力的供能，同时通过电比例减压阀对换向主阀进行二次压力调节，对同一动力源下的复合动作提高分流精度，同时通过控制多泵合流实现负载的速度调节，提高了工程机械的工作效率及操作性。
[0005]本专利技术提供了一种具有混合动力的液压系统，其包括泵站模块和主阀模块。所述泵站模块，其包括液压油箱辅件、过滤器、液压油箱、液压泵、发动机、电机、离合器、液压主泵、液压泵马达、电机控制器、电源、液压散热器、单向阀、二位二通电磁换向阀和二位三通电磁换向阀，所述发动机的输出端依次通过与分动箱的第一端连接的第一离合器、与分动箱的第二端连接的第二离合器和与分动箱的第三端连接的第三离合器分别与第一液压泵的控制端、第一电机的第一端和与第二液压主泵串联的第一液压主泵的第一端连接，所述第一电机的第二端和所述第二液压泵的控制端连接，所述第一液压主泵和所述第二液压主泵的输出端分别与第一单向阀和第五单向阀的第一端连接；所述液压泵马达的第一输出端通过第四单向阀和所述二位二通电磁换向阀的输入端连接，所述二位二通电磁换向阀的第一输出端和所述第一二位三通电磁换向阀的输出端连接，所述第二电机的输出端和所述液压泵马达的控制端连接，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器的第一端分别与所述第一电机和所述第二电机的控制端连接，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器的第二端分别与所述电源的第一端和第二端连接。所述主阀模块，其包括溢流阀、减压阀、第四
过滤器、电液比例方向阀、换向主阀、节流阀、单向阀和电比例减压阀，所述第五溢流阀和所述液压泵马达的第二输出端连接，所述第五单向阀的第二端通过减压阀和第四过滤器连接，第二电液比例方向阀的输入端和所述液压泵马达的第二输出端连接，第五电液比例方向阀和电比例减压阀并联后和所述换向主阀的第一端连接，第二二位三通电磁换向阀和第三二位三通电磁换向阀串联后和所述换向主阀的第二端连接，所述第一电液比例方向阀、所述第二电液比例方向阀、所述第三电液比例方向阀和所述第四电液比例方向阀的输出端并联后和所述换向主阀的第三端连接，所述主阀模块内各电磁阀信号控制端与压力端均与主阀控制器连接。
[0006]可优选的是，所述电源，其包括内置电源和外置电源；所述液压泵马达、所述二位二通电磁换向阀、所述液压散热器和所述第一过滤器组成泵站强制散热回路；所述第一二位三通电磁换向阀和所述液压泵马达组成液压系统能量回收回路；所述分动箱、所述第二离合器和所述第一电机组成发动机功率回收回路。
[0007]可优选的是，还包括控制模块，其包括泵站控制器、中央处理器、操纵器、主阀总控制器和主阀控制器。
[0008]可优选的是，在所述泵站模块中，所述液压油箱辅件的第一端和所述液压油箱的第一端连接，第一液压泵的输入端和输出端分别与所述液压油箱的第二端和第一单向阀的第一端连接，第二液压泵的输入端和输出端分别与所述液压油箱的第三端和第五单向阀的第一端连接，所述第一液压主泵和所述第二液压主泵的输入端通过第三过滤器和第二过滤器分别与所述液压油箱的第三端和第四端连接，所述液压泵马达的输入端和所述液压油箱的第五端连接，所述二位二通电磁换向阀的第二输出端依次通过液压散热器和第一过滤器与所述液压油箱辅件的第二端连接，所述第二电机控制器和所述电源的控制端分别与泵站控制器的第一端和第二端连接。
[0009]可优选的是，在所述主阀模块中，第一溢流阀的输入端和所述第一单向阀的第二端连接，第三溢流阀的输入端和所述第五单向阀的第二端连接，第四溢流阀的输入端和所述第二单向阀的第二端连接，所述第五溢流阀和所述液压泵马达的第二输出端连接，第八溢流阀的输入端和所述第三单向阀的第二端连接，第六溢流阀的输入端和所述第二单向阀的第二端连接，第七溢流阀的输入端和所所述第三单向阀的第二端连接，第一电液比例方向阀的输入端和所述第一单向阀的第三连接，第四电液比例方向阀的输入端和所述第二单向阀的第二端连接，第三电液比例方向阀的输入端和所述第三单向阀的第二端连接。
[0010]可优选的是，在所述主阀模块中，第一节流阀和第六单向阀并联后与第六溢流阀串联组成第一负载敏感回路，第二溢流阀的输入端和所述第一负载敏感回路相连；第二节流阀和第七单向阀并联后与第七溢流阀串联组成第二负载敏感回路，第九溢流阀的输入端和所述第二负载敏感回路相连。
[0011]本专利技术的第二方面，提供一种应用在前述具有混合动力的液压系统的控制方法，其具体操作步骤如下：
[0012]S1、实时采集泵站模块和主阀模块的状态信号；
[0013]S2、实时采集负载信号：通过各片主阀外接负载状态，将负载分为低负载、中负载和高负载三种状态，将各片主阀内所需流量分为低速、中速和高速三种速度；
[0014]S3、对S1和S2采集液压系统的信号进行处理，并根据液压系统的油源分配和能量
回收，对泵站模块和主阀模块进行控制：
[0015]S31、动力分配与发动机动能回收：若电源信号为外接电源或内置电源余量充足信号时，则泵站控制器通过第二电机控制器对第二电机进行驱动，使第二液压泵对液压主阀提供控制油；若电源信号为内置电源余量不充足信号时，则泵站控制器通过第二离合器对发动机进行驱动，第二离合器串联有第一电机和第二液压泵，对液压主阀提供控制油源的同时实现发动机的能量回收；
[0016]S32、根据液压系统中负载的数量i，其中反馈信号N＝i，i为负载数量，主阀总控制器对油源分配；
[0017]S321、若负载数量N＝1，即为单负载工况时，则根据负载识别信号、电源信号和主阀内的流量分别选择对应的动力源模式、能量回收模式和智能分配模式；
[0018本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有混合动力的液压系统，其包括泵站模块和主阀模块，其特征在于，所述泵站模块，其包括液压油箱辅件、过滤器、液压油箱、液压泵、发动机、电机、离合器、液压主泵、液压泵马达、电机控制器、电源、液压散热器、单向阀、二位二通电磁换向阀和二位三通电磁换向阀，所述发动机的输出端依次通过与分动箱的第一端连接的第一离合器、与分动箱的第二端连接的第二离合器和与分动箱的第三端连接的第三离合器分别与第一液压泵的控制端、第一电机的第一端和与第二液压主泵串联的第一液压主泵的第一端连接，所述第一电机的第二端和所述第二液压泵的控制端连接，所述第一液压主泵和所述第二液压主泵的输出端分别与第一单向阀和第五单向阀的第一端连接；所述液压泵马达的第一输出端通过第四单向阀和所述二位二通电磁换向阀的输入端连接，所述二位二通电磁换向阀的第一输出端和所述第一二位三通电磁换向阀的输出端连接，所述第二电机的输出端和所述液压泵马达的控制端连接，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器的第一端分别与所述第一电机和所述第二电机的控制端连接，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器的第二端分别与所述电源的第一端和第二端连接；所述主阀模块，其包括溢流阀、减压阀、第四过滤器、电液比例方向阀、换向主阀、节流阀、单向阀和电比例减压阀，所述第五单向阀的第二端通过减压阀和第四过滤器连接，第二电液比例方向阀的输入端和所述液压泵马达的第二输出端连接，第五电液比例方向阀和电比例减压阀串联后和所述换向主阀的第一端连接，第二二位三通电磁换向阀和第三二位三通电磁换向阀并联后和所述换向主阀的第二端连接，所述第一电液比例方向阀、所述第二电液比例方向阀、所述第三电液比例方向阀和所述第四电液比例方向阀的输出端并联后和所述换向主阀的第三端连接，所述主阀模块内各电磁阀信号控制端与压力端均与主阀控制器连接。2.根据权利要求1所述的具有混合动力的液压系统，其特征在于，所述电源，其包括内置电源和外置电源；所述液压泵马达、所述二位二通电磁换向阀、所述液压散热器和所述第一过滤器组成泵站强制散热回路；所述第一二位三通电磁换向阀和所述液压泵马达组成液压系统能量回收回路；所述分动箱、所述第二离合器和所述第一电机组成发动机功率回收回路。3.根据权利要求1所述的具有混合动力的液压系统，其特征在于，还包括控制模块，其包括泵站控制器、中央处理器、操纵器、主阀总控制器和主阀控制器。4.根据权利要求1所述的具有混合动力的液压系统，其特征在于，在所述泵站模块中，所述液压油箱辅件的第一端和所述液压油箱的第一端连接，第一液压泵的输入端和输出端分别与所述液压油箱的第二端和第一单向阀的第一端连接，第二液压泵的输入端和输出端分别与所述液压油箱的第三端和第五单向阀的第一端连接，所述第一液压主泵和所述第二液压主泵的输入端通过第三过滤器和第二过滤器分别与所述液压油箱的第三端和第四端连接，所述液压泵马达的输入端和所述液压油箱的第五端连接，所述二位二通电磁换向阀的第二输出端依次通过液压散热器和第一过滤器与所述液压油箱辅件的第二端连接，所述第二电机控制器和所述电源的控制端分别与泵站控制器的第一端和第二端连接。5.根据权利要求1所述的具有混合动力的液压系统，其特征在于，在所述主阀模块中，第一溢流阀的输入端和所述第一单向阀的第二端连接，第三溢流阀的输入端和所述第五单向阀的第二端连接，第四溢...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立杰，李稳，王煜，袁晓明，葛俊礼，蹤雪梅，何冰，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：