[发明专利]载荷差异油电液复合背压调控双执行器系统

说明书

一种载荷差异油电液复合背压调控双执行器系统，增设有动力调控单元、背压调控单元、控制器、转换控制阀、液控单向阀及压力传感器，并采用能量再生利用结构，控制最高负载执行器以外各执行器的回油腔压力，使各执行器进油腔及所有控制阀口的压差相同，使液压泵的压力及流量与各液压执行器匹配，消除载荷差异所造成的多执行器系统节流损失，本发明有效地弥补了现有技术的不足，具有高能效、低排放、动势能回收利用和动力匹配一体化等多方面的优点。

技术领域

本发明涉及一种液压控制技术中多执行器的控制系统，特别是一种用于工程装备的多执行器系统低压差损失电液控制技术。

背景技术

现有各种类型工程机械、筑路机械、矿山机械、林业机械和农业机械等非道路移动装备，普遍采用内燃发动机驱动液压泵作动力源，经多路阀和管路分配与传递动力，控制多个执行器复合动作的液压系统，这也是液压技术应用最广泛、最重要的领域，特点是功率密度高、结构紧凑、操控性好和环境适应性强，但致命不足是能量利用率低，整机能效仅有20%左右。研究表明，控制阀口非常大的能量损失、发动机长时间工作在低效区以及动势能转换过程的能量耗散，是造成工程装备装机功率大、燃油消耗大、排放差和发热严重的根源，其中控制阀产生的能量耗散最为严重。在已公开的发明专利“采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统，CN103032396A”，针对多执行器系统往往具有负载变化范围广的特点，通过采用负载敏感控制原理，使液压泵的输出压力始终跟随负载变化而改变，避免了原有系统始终以最高工作压力供油所造成的能量浪费，减少了节流损失和溢流损失，但由于泵的输出压力只能与最高负载相匹配，而对于多执行器系统，较大载荷差异所造成低负载执行器控制阀的节流损失始终无法消除，而这部分损失恰恰是多执行器系统最主要的能耗来源，占到发动机输出功率的35%~39%。

发明内容

针对上述现有负载敏感多执行器系统存在着不足，本发明提供一种载荷差异油电液复合背压调控双执行器系统，采用能量再生利用的方法，控制最高负载执行器以外各执行器的回油腔压力，从而使各个执行器进油腔的压力都相同，即使所有控制阀口的压差都相同，使液压泵的压力和流量与各液压执行器都匹配，消除载荷差异所造成的多执行器系统节流损失。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种载荷差异油电液复合背压调控双执行器系统，包括有动力源，主液压泵，分动箱，安全阀，第一液压执行器，第二液压执行器，第一控制阀，第二控制阀。其特征是进一步增设有动力调控单元，背压调控单元，控制器，第一转换控制阀，第二转换控制阀，第一液控单向阀，第二液控单向阀，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。

第一控制阀的工作油口分别与第一液压执行器的工作油口连通，第二控制阀的工作油口分别与第二液压执行器的工作油口连通；主液压泵的出油口分别与第一控制阀、第二控制阀的进油口连通，第一控制阀的回油口与第一液控单向阀的出油口连通，第二控制阀的出油口与第二液控单向阀的出油口连通；动力源的输出轴与分动箱连接，主液压泵的输入轴与分动箱连接；第一转换控制阀的油口和油口分别与第一液压执行器的工作油口连通，第二转换控制阀的油口和油口分别与第二液压执行器的工作油口连通；第一压力传感器、第二压力传感器分别与第一液压执行器的工作油口连通，第三压力传感器、第四压力传感器分别与第二液压执行器的工作油口连通，所有压力传感器、位移传感器、转速传感器的输出信号均连接到控制器，这些信号经过控制器运算后给出控制第一控制阀、第二控制阀、第一转换控制阀、第二转换控制阀和转速控制器动作的信号。

所述背压调控单元是由背压调控电动/发电机、背压调控液压泵/马达、背压调控液压蓄能器、补油单向阀、转速传感器、第五压力传感器、第一位移传感器、转速控制器、双向DC-DC变换器、超级电容组以及电源开关构成；