[发明专利]具有双发动机动力系统的装载机

说明书

技术领域

   本发明是涉及一种具有双发动机动力系统的装载机，它属于一种行走装置、工作装置由单独发动机驱动并且根据各自负载特点采取相应传动方式的工程机械设备。

背景技术

装载机是工程建设中常用的设备，在国民经济建设中发挥了重要的作用，

铲装过程是装载机最典型工况，一个作业循环由前进、铲装、后退、前进（动臂提升）、卸料、后退（动臂下降）这6个工作段组成，其作业工况负载复杂，外负载变化频繁，变化范围大，长期存在高油耗、高排放的问题。 目前装载机绝大部分行走装置使用传统的液力机械传动。液力变矩器具有自动变速、减少振动和冲击、较好协调发动机与负载转矩，避免在某些极限工况下发动机负荷过大导致熄火，但液力变矩器传动效率通常较低，铲装工况时的效率甚至接近于零。传统装载机为了满足大负荷工作需求，需匹配具有一定后备功率的发动机，由于装载机负荷变化剧烈，在低负荷时发动机常工作在高油耗率区间，致使整机的油耗和排放性能变差，所以装载机采用混合动力技术既可以提高装载机的一次能源利用率问题减小发动机装机功率，优化发动机工作区间和能量回收，还可以实现取消液力变矩器，提高传动效率，所以混合动力装载机具有更明显节能优势。但混合动力装载机也存在以下几方面问题：

混合动力装载机的节能控制途径与混合动力汽车类似，但由于装载机工作时，需驱动行走装置和工作装置，在一个完整工作循环内负载特性和作业方式与混合动力汽车是有着显著差别的。以装载机特有的工作周期，负载特性和作业方式，使得混合动力装载机的能量管理十分复杂。

装载机行走装置和工作装置两部分功率消耗特性是不一样的。由一台发动机实现对装载机行走装置和工作装置的动力驱动，就不可避免会使发动机负荷率较低，燃油消耗率较高，较难实现发动机与负载的全局功率优化及各装置、各元件间局部优化。

发明内容：

本发明的目的是提供一种匹配装载机行走装置和传动装置动力输出特性

的输出特性的双发动机动力配置，从而提高发动机工作负荷率，提高传动系统效率，实现发动机工作于经济高效区，具有较高经济性和排放性能的双发动机动力系统的装载机。

本发明的技术方案：装载机配置有两台发动机，分别为驱动行走装置的第一发动机和驱动工作装置的第二发动机，其中装配在第一发动机的第一转速传感器、第一冷却液温度传感器、第一机油温度传感器实时反馈第一发动机的转速、冷却液温度、机油温度至控制单元，控制单元再综合制动踏板、操纵杆位置信号和蓄电装置电容量信号决定第一发动机工作状态。第一发动机与发电机相联，第一发电机所发出电能提供其余电动/发电机，多余电能通过蓄电装置储存，电动/发电机通过减速装置与装载机驱动轮相联，构成装载机行走装置串联混合动力系统。该系统可实现第一发动机热机状态时，取消怠速，迅速启停；实现第一发动机工作在稳定转速，处于经济高效、低排放区域；装载机驱动轮直接由电动/发电机驱动，实现无极变速、缓和工作冲击、取消液力变矩器实现传动高效率、以及对装载机制动能量进行回收。

装载机的工作装置是由第二发动机实现驱动，油门控制开关决定第二发动机工作转速，第二发动机通过联轴器与液压泵的输入轴相联，液压泵的出油口与装载机液压装置相联，控制单元检测装载机液压装置的工作状态，当装载机液压装置处于小负荷工况时，控制单元发出指令实现第二发动机部分气缸停止工作，以提高第二发动机负荷率，从而提高第二发动机的燃油经济性。控制单元通过第二冷却液温度传感器、第二机油温度传感器、第二转速传感器实时检测第二发动机冷却液温度、机油温度及转速，当第二发动机热机怠速时，控制单元发出指令实现第二发动机怠速时部分气缸停止工作，提高发动机怠速燃油经济性。当液压装置处于大负荷工况时，控制单元发出指令实现第二发动机全部气缸工作，以满足装载机工作装置对动力性的要求。

本发明具有下述有益效果：

   1、采用两台发动机，分别单独驱动装载机行走装置、工作装置。在满足装载机行走装置、工作装置动力性前提下，利于减小单台发动机装机功率，提高发动机负荷率，提高整机燃油经济性。

2、在装载机行走装置采用串联式混合动力方式传送，其发动机可以连续运转在最大有效功率点，转速稳定，利于发动机工作在经济高效区，采用电动/发电机驱动装载机驱动轮，易于实现无极变速、缓和冲击，利用电动机抗过载能力克服装载机行走时短时峰值负载，在装载机制动时，发电/电动机可工作在发电机状态实现制动能量回收。以蓄电装置的电容量为主要判断依据，控制单元可使实现行走装置发动机热机状态时的启停控制，最大限度减小燃油消耗。