[发明专利]混合动力工程机械多执行器控制系统

说明书

一种混合动力工程机械多执行器控制系统，包含有双泵双回路液压控制系统，并增设有背压调节单元、第一转换控制阀、第二转换控制阀、第三转换控制阀、第四转换控制阀、第五转换控制阀、第六转换控制阀、液控单向阀组。本发明通过增加混合动力系统，实现了动臂势能和回转制动动能的回收利用，实现了能量回收与消除载荷差异节流损耗的一体化控制，有效地消除了现有技术的不足，具有高能效低排放等多方面的优点。

技术领域

本发明涉及一种工程机械多执行器控制系统，具体是一种用于混合动力背压调节单元对多个执行器控制阀压差、动势能和动力进行调控、匹配和回收利用系统。

背景技术

现有广泛应用在挖掘机、装载机、叉车、汽车起重机、联合收割机等各种类型的工程机械、农业机械、林业机械，广泛采用负载敏感、正流量、负流量等液压控制技术，正流量和负流量系统本质上都是多执行器的节流控制系统，由于无阀口压差补偿装置，作业中操控性受负载变化影响较大，增大了操作难度。负载敏感系统虽然在每一联阀上都设置了压差补偿器，使阀的输出流量不受负载变化影响，改善了操控性。但上述三种回路原理动力源的输出压力始终与最大负载对应阀匹配，造成其余工作执行器控制阀阀口的压差较大，执行器载荷差值越大，产生的压差也越大，能耗也越大。研究表明，正是由于多执行器系统压差的不完全匹配，产生的能耗要占到整机能量的30%以上。另外现有的挖掘机，装载机等工程机械，作业中举升机构高频次不断升降；上车回转或行走系统频繁的加速起动和减速制动，机器作业中积聚的动势能也通过控制阀节流作用转化为热能耗散掉。此外，目前一种新的趋势是采用混合动力方式提升工程机械类装备动力源的能效，解决由于载荷大范围变化，发动机偏离高效工作区造成动力源能耗大的问题。但现有的油电或是油液混合方式，功能只是提升动力源的能效，并增加了整机成本，影响整机的性价比，制约其推广应用。

申请号为CN 104452866A的发明专利，公开了一种具有液压负流量控制装置的液压挖掘机。该专利采用负流量控制，液压泵的排量随着控制压力信号增大而减小，即控制压力和排量成反比。但是，在传统的负流量控制系统中，都采用多路阀作为主控阀控制液压执行器的运作，进出油口面积比关系固定不变，只有一个控制自由度，同一时刻只能控制液压执行器一个腔的压力或流量，可控性差；工作时执行器进出口同时节流，压力损失大，特别是在超越负载工况下，这个问题更为严重，造成大的能耗和系统发热。

发明内容

针对工程机械上述存在的问题和不足，本发明提供一种混合动力工程机械多执行器控制系统，由混合动力背压调节单元对工程机械中多个执行器控制阀压差、动势能和动力进行调控、匹配和回收利用，通过压力或扭矩的容积调控，实现对多执行器的控制阀压差进行调控、匹配，提高动力源的能效；对动势能进行无节流、短转换链可控回收、再生利用，提高能量回收再生效率。

本发明基于上述问题和目的，采用如下技术方案。

一种混合动力工程机械多执行器控制系统，包含有双泵双回路液压控制系统，其特征在于：增设有背压调节单元、第一转换控制阀、第二转换控制阀、第三转换控制阀、第四转换控制阀、第五转换控制阀、第六转换控制阀、液控单向阀组；

所述第一转换控制阀的第一工作油口A1与左行走液压马达第一工作油口连通、第二工作油口B1与左行走液压马达第二工作油口连通；

所述第二转换控制阀的第一工作油口A2与回转液压马达第一工作油口连通、第二工作油口B2与回转液压马达第二工作油口连通；

所述第三转换控制阀的第一工作油口A3与斗杆液压缸的有杆腔连通、第二工作油口B3与斗杆液压缸的无杆腔连通；

所述第四转换控制阀的第一工作油口A4与动臂液压缸的有杆腔连通、第二工作油口B4与动臂液压缸无杆腔连通；

所述第五转换控制阀的第一工作油口A5与铲斗液压缸的有杆腔连通、第二工作油口B5与铲斗液压缸的无杆腔连通；