[发明专利]一种液电混合驱动的多执行器回路

说明书

本发明公开了一种液电混合驱动的多执行器回路，包括液压回路，一个或多个电液机械缸，一个或多个液压机械缸，一个或多个变量泵/马达，电液机械缸、液压机械缸、变量泵/马达以并行联接的方式接入回路，电液机械缸和液压机械缸作为二次调节元件驱动直线负载。本发明具有结构简单、操作简单、节能高效、功率密度大等优点，且具有能量回收功能。

技术领域

本发明属于机-电-液一体化传动技术领域，具体涉及一种液电混合驱动的多执行器回路。

背景技术

负载敏感控制是多执行器液压系统为降低能量损失普遍采用的技术。该技术通过使液压泵的输出压力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，减小了节流损失和溢流损失。但由于液压泵的输出压力始终与最高负载压力相匹配，对于多执行器液压系统，只有最高负载压力联控制阀上的节流损失较小，其余低负载联控制阀上的节流损失较大，负载压差越大，控制阀上的节流损失越大。研究表明，多执行器液压系统由于负载差异所造成的节流损失占整机能耗的30％以上。

为了解决上述问题，出现了一种基于二次调节原理的恒压网络系统。这种系统与电力传输系统类似，由能量源、蓄能器、执行器和高、低压管路组成，其中执行器以并行联接的方式接入系统。由于恒压网络系统的高压管路压力基本不变，所以只需控制执行器的排量就能对负载进行控制，消除了传统阀控液压系统的节流损失，而且还可以同时驱动多个执行器正常工作和实现能量回收，具有较高的效率。但是，恒压网络系统要求执行器必须是可变排量的，对于驱动旋转负载的二次调节元件变量液压泵/马达已经有成熟产品，而对于驱动直线负载的二次调节元件的研发目前仍是该领域内的一项重要研究课题。

申请号为CN103161190A和CN104176639B的中国发明专利分别公开了一种“基于压力共轨系统的混合动力全液压装载机液压系统”和“变恒压网络液压系统、液压控制方法及起重机”。这两种系统均通过在液压缸前串接一个液压变压器来实现恒压网络对直线负载的驱动。但液压变压器目前仍处于实验阶段，其基本原理就是将一对液压马达/泵同轴刚性地联接在一起以实现不同压力的转换，这种转换方式就直接决定了液压变压器存在效率低、控制难的问题。而且，液压变压器目前并没有成熟的符合工业技术要求和满足市场需求的产品，仅有少数几家国外公司能够生产制造，且需要定制，价格极其昂贵。

发明内容

为了解决上述驱动存在的问题，本发明旨在提供一种结构简单，节能高效，易于实现的基于二次调节原理的液电混合驱动的多执行器回路。

一种液电混合驱动的多执行器回路，包括第Ⅰ液压回路(1)，一个或多个电液机械缸(11)，一个或多个液压机械缸(16)，一个或多个第Ⅲ变量泵/马达(20)，高压管路(21)和低压管路(22)；电液机械缸、液压机械缸和第Ⅲ变量泵/马达以并行联接的方式接入第Ⅰ液压回路，它们的第一工作口A与高压管路连通，第二工作口R与低压管路连通。

所述的第Ⅰ液压回路包括动力源(2)，主液压泵(3)，第Ⅰ过滤器(4)，油箱(5)，第Ⅰ溢流阀(6)，第Ⅰ单向阀(7)，第Ⅱ溢流阀(8)，第Ⅰ蓄能器(9)，压力传感器(10)，第Ⅱ单向阀(23)，第Ⅲ单向阀(24)和第Ⅱ过滤器(25)；动力源与主液压泵联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀出油口通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。

所述的电液机械缸包括第Ⅰ变量泵/马达(12)，电动/发电机(13)，第Ⅰ传动箱(14)和第Ⅰ机械缸(15)；其中，第Ⅰ机械缸包括轴承(26)，丝杠(27)和活塞杆(28)；第Ⅰ变量泵/马达与电动/发电机的一个轴联接，电动/发电机的另一个轴与第Ⅰ传动箱的输入端同轴联接；第Ⅰ机械缸由第Ⅰ变量泵/马达和电动/发电机共同驱动。