变转速压差调控负载敏感系统及其工程机械技术方案

本发明专利技术提供了变转速压差调控负载敏感系统及其工程机械，包括：驱动电机组件、定量泵、电控负载敏感多路阀组件、执行器组件、控制单元、电控先导手柄组件、工作模式选择模块以及传感器组件；驱动电机组件驱动定量泵为电控负载敏感多路阀组件供油，最终驱动执行器组件运行；控制单元接收电控先导手柄组件、工作模式选择模块和传感器组件的反馈信号，同步控制驱动电机变转速闭环调节系统压差和电控多路阀组件。旨在解决当前工程机械的负载敏感系统存在压差节流损失较大，无法实时调控压差以适应不同工况操作需求以及无法发挥电驱系统优势等问题。等问题。等问题。

【技术实现步骤摘要】
变转速压差调控负载敏感系统及其工程机械


[0001]本专利技术涉及工程机械
，具体涉及变转速压差调控负载敏感系统及其工程机械。

技术介绍

[0002]负载敏感系统是通过压力补偿，使得对应各执行器的各联节流口前后端压差维持稳定一致，保证了良好的操控性和复合动作协调性，因而广泛应用在以液压挖掘机为典型代表的工程机械。但是，当前市面上的负载敏感系统的节流口压差设置保守，且一般由弹簧固定设定，在运行过程中无法动态调整。一方面，在各节流口上造成较大的压差节流损失，尤其是在大流量需求的多执行器复合动作工况下；另一方面，压差的固定设置难以兼顾工程机械精细作业和快速复合动作等复杂多变的工况需求。此外，随着工程机械电动化的快速发展，负载敏感系统的原动机由发动机变为了电机，但负载敏感系统的动力源仍然保留定转速
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变排量的流量匹配方式，没有发挥电机驱动系统相对于发动机在优良调速性能方面的巨大优势。
[0003]有鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供变转速压差调控负载敏感系统及其工程机械，能够有效解决现有技术中的工程机械的负载敏感系统存在压差节流损失较大，无法实时调控压差以适应不同工况操控需求以及无法发挥电驱系统优势等问题。
[0005]本专利技术公开了变转速压差调控负载敏感系统, 包括：驱动电机组件、定量泵、电控负载敏感多路阀组件、执行器组件、控制单元、电控先导手柄组件、工作模式选择模块、以及传感器组件；其中，所述驱动电机组件与所述定量泵机械连接，所述定量泵的输入端用于与液压油箱连接，所述定量泵的输出端通过所述电控负载敏感多路阀组件与所述执行器组件连接，所述控制单元的输入端与所述电控先导手柄组件的输出端、所述工作模式选择模块的输出端和所述传感器组件的输出端电气连接，所述控制单元的输出端与所述驱动电机组件的输入端和所述电控负载敏感多路阀组件的输入端电气连接；其中，所述驱动电机组件配置为驱动所述定量泵以一定转速运行；其中，所述电控负载敏感多路阀组件配置为调控进入到所述执行器组件的流量，以驱动所述执行器组件以一定速度运行；其中，所述控制单元被配置为通过执行其内部存储的计算机程序以实现如下步骤：获取所述先导电控手柄组件的动作信息，根据所述工作模式选择模块设定的模式、所述先导电控手柄组件的第一先导电控手柄和所述先导电控手柄组件的第二先导电控手柄的开度以及所述执行器组件的第一执行器和所述执行器组件的第二执行器的参数，计
算所述执行器组件的第一执行器和所述执行器组件的第二执行器的目标流量；将所述执行器组件的第一执行器的目标流量结合所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的节流口的最大通流面积，通过节流口流量公式，计算满足预设条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的最小节流口压差，同时，将所述执行器组件的第二执行器的目标流量结合所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的节流口的最大通流面积，通过节流口流量公式，计算满足预设条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的最小节流口压差，其中，为通过节流口流体的流量，为流量系数，为节流口的截面积，为节流口两侧的压力差，为流体的密度；对比所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的最小节流口压差和所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的最小节流口压差，取较大值作为系统目标压差；根据所述执行器组件的第一执行器的目标流量和所述系统目标压差，通过节流口流量公式，计算满足预设条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的节流口目标通流面积，同时，根据所述执行器组件的第二执行器的目标流量和所述系统目标压差，通过节流口流量公式，计算满足条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的节流口目标通流面积，其中，为通过节流口流体的流量，为流量系数，为节流口的截面积，为节流口两侧的压力差，为流体的密度；将所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的节流口目标通流面积，结合节流口通流面积与控制信号之间的映射关系，计算所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的目标控制信号，同时，将所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的节流口目标通流面积，结合节流口通流面积与控制信号之间的映射关系，计算所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的目标控制信号；将所述系统目标压差作为目标值，并将所述传感器组件的第二压力传感器检测到的泵出口压力减去所述传感器组件的第一压力传感器检测到的最大负载压力所得到的系统实际压差作为反馈值，通过所述驱动电机组件的变转速控制进行闭环控制，同时，输出所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的目标控制信号和所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的目标控制信号。
[0006]优选地，所述驱动电机组件包括供电源、电机驱动器、以及驱动电机，所述供电源与所述电机驱动器的输入端电气连接，所述电机驱动器的输出端与所述驱动电机电气连接，所述驱动电机的输出端与所述定量泵同轴机械连接；其中，所述电机驱动器配置为接收所述控制单元发送的目标转速信号，控制所述驱动电机以所述目标转速信号相对应转速运行。
[0007]优选地，所述电控负载敏感多路阀组件包括溢流阀、第一电控三位六通阀、第一压力补偿阀、第二电控三位六通阀、第二压力补偿阀，所述溢流阀配置在所述电控负载敏感多路阀组件的进油口处，所述第一压力补偿阀配置在所述第一电控三位六通阀内部的节流口
处，所述第二压力补偿阀配置在所述第二电控三位六通阀内部的节流口处，所述第一电控三位六通阀的输入端、所述第二电控三位六通阀的输入端与所述控制单元的输出端电气连接；其中，所述溢流阀配置为防止系统过压；其中，所述第一压力补偿阀和所述第二压力补偿阀配置为分别将所述第一电控三位六通阀的节流口前后端的压力差和所述第二电控三位六通阀的节流口前后端的压力差维持在所述定量泵的出口压力减去所述执行器组件的最大负载压力的差值；其中，所述第一电控三位六通阀和所述第二电控三位六通阀配置为控制所述执行器组件的运行速度。
[0008]优选地，所述执行器组件包括第一执行器、以及第二执行器，所述第一执行器与所述第一电控三位六通阀的输出口连接，所述第二执行器与所述第二电控三位六通阀的输出口连接，所述控制单元的输出端与所述第一执行器的输入端、所述第二执行器的输入端电气连接。
[0009]优选地，所述第一执行器和所述第二执行器为液压油缸或液压马达。
[0010]优选地，所述传感器组件包括第一压力传感器、以及第二压力传感器，所述第一压力传感器配置在所述电控负载敏感多路阀组件上，所述第一压力传感器配置为检测系统的最大负载压力，所述第二压力传感器配置在所述定量泵与所述电控负载敏感多路阀组件的连接管路上，所述第二压力传感器配置为检测所述定量泵出口的压力。
[0011]优选地，所述电控先导手柄组件包括第一电控先导手柄、以及第二电控先导手柄，所述第一电控先导手柄的输出端、所述第二电控先导手柄的输出端与所述控制单元的输入端电气连接，所述控制单元配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.变转速压差调控负载敏感系统, 其特征在于，包括：驱动电机组件、定量泵、电控负载敏感多路阀组件、执行器组件、控制单元、电控先导手柄组件、工作模式选择模块、以及传感器组件；其中，所述驱动电机组件与所述定量泵机械连接，所述定量泵的输入端用于与液压油箱连接，所述定量泵的输出端通过所述电控负载敏感多路阀组件与所述执行器组件连接，所述控制单元的输入端与所述电控先导手柄组件的输出端、所述工作模式选择模块的输出端和所述传感器组件的输出端电气连接，所述控制单元的输出端与所述驱动电机组件的输入端和所述电控负载敏感多路阀组件的输入端电气连接；其中，所述驱动电机组件配置为驱动所述定量泵以一定转速运行；其中，所述电控负载敏感多路阀组件配置为调控进入到所述执行器组件的流量，以驱动所述执行器组件以一定速度运行；其中，所述控制单元被配置为通过执行其内部存储的计算机程序以实现如下步骤：获取所述先导电控手柄组件的动作信息，根据所述工作模式选择模块设定的模式、所述先导电控手柄组件的第一先导电控手柄和所述先导电控手柄组件的第二先导电控手柄的开度以及所述执行器组件的第一执行器和所述执行器组件的第二执行器的参数，计算所述执行器组件的第一执行器和所述执行器组件的第二执行器的目标流量；将所述执行器组件的第一执行器的目标流量结合所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的节流口的最大通流面积，通过节流口流量公式，计算满足预设条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的最小节流口压差，同时，将所述执行器组件的第二执行器的目标流量结合所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的节流口的最大通流面积，通过节流口流量公式，计算满足预设条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的最小节流口压差，其中，为通过节流口流体的流量，为流量系数，为节流口的截面积，为节流口两侧的压力差，为流体的密度；对比所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的最小节流口压差和所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的最小节流口压差，取较大值作为系统目标压差；根据所述执行器组件的第一执行器的目标流量和所述系统目标压差，通过节流口流量公式，计算满足预设条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的节流口目标通流面积，同时，根据所述执行器组件的第二执行器的目标流量和所述系统目标压差，通过节流口流量公式，计算满足条件的所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的节流口目标通流面积，其中，为通过节流口流体的流量，为流量系数，为节流口的截面积，为节流口两侧的压力差，为流体的密度；将所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的节流口目标通流面积，结合节流口通流面积与控制信号之间的映射关系，计算所述电控负载敏感多路阀组件的第一电控三位六通阀的目标控制信号，同时，将所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六
通阀的节流口目标通流面积，结合节流口通流面积与控制信号之间的映射关系，计算所述电控负载敏感多路阀组件的第二电控三位六通阀的目标控制信号；将所述系统目标压差作为目标值，并将所述传感器组件的第二压力传感器检测到的泵出口压力减去所述传感器组件的第一压力传感器检测到的最大负载压力所得到的系统实际压差作为反馈值，通过所述驱动电机组件的变转速控制进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：林元正，林添良，陈其怀，任好玲，付胜杰，缪骋，陈俊屹，陈龙，林德昭，黄文臻，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：