[发明专利]分布式双泵并联直驱的挖掘机动力系统

说明书

本发明公开了分布式双泵并联直驱的挖掘机动力系统，其包括控制器、电源和至少一液压模块，液压模块包括液压缸、二位二通阀A，二位二通阀B、第一双向定量泵、第二双向定量泵、伺服电机、伺服驱动器和蓄能器，所述伺服驱动器电连接伺服电机，电源为伺服驱动器供电，伺服电机同轴或串连接第一双向定量泵和第二双向定量泵，第一双向定量泵的一端与第二双向定量泵的一端并联后接二位二通阀A的一端，第一双向定量泵的另一端连接低压蓄能器，第二双向定量泵的另一端与二位二通阀B的一端连接，二位二通阀A和二位二通阀B的另一端分别与液压缸的无杆腔和有杆腔连接。本发明减少了传感器需求，元件相对减少，减小泵排量之和，提高系统的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及液压技术领域，尤其涉及分布式双泵并联直驱的挖掘机动力系统。

背景技术

随着世界范围内能源短缺和环境污染问题的日趋严重，节能减排技术是目前研究的热点。液压挖掘机是功率比较大的工程机械，但是其能量的总利用率较低。液压挖掘机实现节约能源、降低排放一直是业界努力追求的目标。减少排放的混合动力驱动技术和绿色的电驱动技术是当前的研究热点。

目前的挖掘机仍然采用发动机-定量泵-多路阀-执行器的驱动系统，发动机带动液压泵，由多路阀将液压能分配到各个执行机构，液压系统是基于开式的阀控原理，大量能量消耗在节流口和溢流上，同时在该过程中存在大量的沿程损失和局部损失，即管路部分、液压阀引起的压力损失等。据报道工程机械的液压系统效率大约为30％，大量的液压能损失后转化为热能引起系统发热，系统效率较低。

另外，发明专利“分布式液压驱动的挖掘机及其动力系统”(申请号：

201810213965.7)公开了采用伺服电机驱动双定量泵的串联直驱结构，但是该系统还是存在双泵排量之和相对较大的缺陷。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种排量小，结构更紧凑，质量更小的分布式双泵并联直驱的挖掘机动力系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

分布式双泵并联直驱的挖掘机动力系统，包括控制器、电源和至少一液压模块，液压模块包括液压缸、二位二通阀A，二位二通阀B、第一双向定量泵、第二双向定量泵、伺服电机、伺服驱动器和蓄能器，所述伺服驱动器电连接伺服电机，电源为伺服驱动器供电，所述伺服电机同轴或串连接第一双向定量泵和第二双向定量泵，第一双向定量泵的一端与第二双向定量泵的一端并联后接二位二通阀A的一端，第一双向定量泵的另一端连接低压蓄能器，第二双向定量泵的另一端与二位二通阀B的一端连接，二位二通阀A和二位二通阀B的另一端分别与液压缸的无杆腔和有杆腔连接。

所述液压模块存在以下4种工况：

工况1，在负值负载的情况下，液压缸的活塞杆伸出，有杆腔内部的压力大于无杆腔内部的压力，有杆腔与无杆腔内部压力差驱动第二双向定量泵运行在马达工况，带动伺服电机运行在发电机工况，进行能量回收；同时第二双向定量泵输出的油液和第一双向定量泵输出的油液合流送至无杆腔，实现流量平衡；

工况2，为正值负载的情况下，液压缸的活塞杆伸出，无杆腔内部的压力大于小杆腔内部的压力，伺服电机驱动第一双向定量泵和第二双向定量泵运行在泵工况，将有杆腔回流的油液和蓄能器输出的油液送到无杆腔，实现流量平衡；

工况3，在负值负载的情况下，液压缸的活塞杆收回，有杆腔内部的压力大于无杆腔内部的压力，伺服电机驱动第二双向定量泵运行在泵工况，将无杆腔中的部分油液送到有杆腔，无杆腔中的另一部分油液经第一双向定量泵送到蓄能器，实现流量平衡；

工况4，在正值负载的情况下，液压缸的活塞杆收回，无杆腔内部的压力大于有杆腔内部的压力，无杆腔与有杆腔内部压力差驱动第二双向定量泵运行在马达工况，带动伺服电机运行在发电机工况，进行能量回收；同时无杆腔中的部分油液经第二双向定量泵送到有杆腔，无杆腔中的另一部分油液经第一双向定量泵送到蓄能器，实现流量平衡。