[发明专利]卷扬能量回收与再利用复合控制方法和系统、及起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种卷扬能量回收与再利用复合控制方法和系统、及起重机。

背景技术

起重机是一种重力作业机械，目前，吊重起升时重力做功，重物下降时通过控制平衡阀的节流口面积实现下降过程的节流调速，重物下降过程的能量全部转化为热能，造成能量的浪费。

现有的重物卷扬下落控制方案具有以下缺点：

1、节流调速将重物势能转换成热能，从而导致液压系统油温飞升，降低液压元件的使用寿命，并且增大了系统的泄漏量，降低了液压系统的作业效率。

2、重物势能转换成热能，势必要求系统增加散热装置，增加了设计成本。

3、重物势能转换成热能，系统不能利用有效利用重物势能，导致能量的浪费。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种卷扬能量回收与再利用复合控制方法和系统、及起重机，通过将重物下降的重力势能进行回收，并加以利用，从而实现节能减排，同时降低了液压系统的发热，提高了液压系统的作业效率。

根据本发明的一个方面，提供一种卷扬能量回收与再利用复合控制方法，包括：

卷扬马达与第一液压动力装置组成闭式泵控系统，将起重机吊重下落过程中重物产生的重力势能转换为液压能；

第一液压动力装置将卷扬马达产生的液压能转换为主传动轴的机械能，其中第一液压动力装置与主泵同轴连接；

主传动轴通过分动箱带动第二液压动力装置进行旋转，其中分动箱连接在发动机输出轴上，发动机通过分动箱与第二液压动力装置并联；

第二液压动力装置给蓄能器充液，将第二液压动力装置的机械能转换成液压能储存起来。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

在吊重下落过程中，调整第一液压动力装置的排量，以控制重物下降速度。

在本发明的一个实施例中，在主传动轴通过分动箱带动第二液压动力装置进行旋转的步骤之前，所述方法还包括：

实时获取第一液压动力装置输出的给分动箱的负载扭矩T_h；

获取第二液压动力装置可回收能量的最大回收扭矩T_xmax；

判断T_xmax是否小于T_h；

若T_xmax小于T_h，则将第二液压动力装置的排量调整到最大，使得第二液压动力装置的回收扭矩T_x＝T_xmax，通过T_x和发动机制动力矩来共同平衡T_h。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若T_xmax不小于T_h，则通过调整第二液压动力装置的排量使得第二液压动力装置的回收扭矩T_x＝T_h。

在本发明的一个实施例中，在第二液压动力装置给蓄能器充液的步骤之后，所述方法还包括：

在蓄能器的压力达到预定最大工作压力时，断开第二液压动力装置与分动箱的连接，完全依靠发动机制动力矩来平衡T_h。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

在起重机进行上车操作时，蓄能器释放存储的液压能，为起重机提供驱动力。

在本发明的一个实施例中，在起重机上车操作时，蓄能器释放存储的液压能的步骤包括：

在起重机吊重上升时，第二液压动力装置将蓄能器释放的液压能转换为主传动轴的机械能；

主泵将主传动轴的机械能转换为液压能，以驱动卷扬马达实现重物的卷扬起升。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

在起重机吊重起升过程中，调整主泵的排量，以控制吊重起升速度。

在本发明的一个实施例中，在第二液压动力装置将蓄能器释放的液压能转换为主传动轴的机械能的步骤之前，所述方法还包括：

实时获取主泵输出的负载扭矩T_d；

获取第二液压动力装置可提供的最大驱动扭矩T_xcmax；

判断T_xcmax是否小于T_d；