[发明专利]一种混合动力旋挖钻机液压系统

说明书

本发明涉及一种混合动力旋挖钻机液压系统，包括液压动力单元、主卷马达、第一动力头马达和第二动力头马达，液压动力单元包括发动机、发电机、第一变量泵和第二变量泵，主卷马达和主卷制动解除油缸与第二变量泵和油箱之间设有伺服电机调速油路，第一动力头马达和第二动力头马达与第一变量泵和油箱之间设有动力头马达供油油路，主卷制动解除油缸与油箱之间设有与下降油路、液压动力单元和泵马达连通的控制油路，液压动力单元的发电、发动串联混动，伺服电机调速油路控制泵马达与动力头马达供油油路、主卷扬马达供油油路合流、发电，消峰填谷节能供油，减小发动机施工成本、燃油消耗、系统发热和能源消耗，显著提高能源利用率。

技术领域

本发明涉及一种混合动力旋挖钻机液压系统，属于工程机械液压系统技术领域。

背景技术

旋挖钻机是一种建筑工程中成孔作业的施工机械，在地基基础施工中得到广泛应用，主要有由液压系统控制执行动力头、主卷扬、副卷扬、行走机构、加压油缸、变幅机构、桅杆、回转等功能动作，其主要部件动力头带动钻杆、为钻具提供扭转动力、卷扬控制提钻。目前国内外液压系统，主要采用发动机带动泵组，然后通过两组负载敏感多路阀的负载敏感系统控制旋挖钻机的各功能动作，通过负载敏感技术控制压力、流量与负载匹配，以减少能量损失，减少系统发热，具有以下缺陷：

(1)负载敏感系统液压泵的输出压力始终与最高负载压力相匹配，只有最高负载压力联上的节流损失较小，其余低负载联上的节流损失较大；

(2)旋挖钻机动力头和主卷扬为主作业部件两者作业时长可达总作业时长的80％以上，而对于回转、行走、副卷扬、加压、变幅、展宽、桅杆等部件动作工作时长占比均较少、打钻作业时基本不工作，因此虽然存在多个动作共同执行的复合动作，但是复合动作作业时长占比较小，由此导致整机在单动作作业、复合动作作业以及不同动作作业时发动机的负荷率发生较大的不可控变化，发动机被动响应负载需求功率，发动机实际工作点分布，呈点状零星分布的特点，无法实现最优控制；

(3)为了满足占比较少的复合动作功率需求，发动机功率选择较大功率后，造成能源浪费，实际工作时，燃油消耗也进一步增加，施工成本增加；

(4)钻具下放和制动时的势能和动能都以液压系统发热的形式耗散，该部分能量无法进行回收，造成液压系统温度升高，需增加额外的耗能进行液压系统散热。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种混合动力旋挖钻机液压系统，液压动力单元的发电、发动串联混动，伺服电机调速油路控制泵马达与动力头马达供油油路、主卷扬马达供油油路合流、发电，消峰填谷节能供油，减小发动机施工成本、燃油消耗、系统发热和能源消耗，显著提高能源利用率。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种混合动力旋挖钻机液压系统，包括液压动力单元、主卷马达、第一动力头马达和第二动力头马达，所述主卷马达连接有主卷制动解除油缸，其中，所述液压动力单元包括发动机、与发动机串接的发电机、与发电机串接的第一变量泵和第二变量泵，所述第一变量泵和第二变量泵均连接油箱；

所述第二变量泵的P口与第一变量泵的E口相连，所述第二变量泵为恒压控制的负载敏感泵，所述第一变量泵为电比例排量和恒压控制的恒功率泵或电比例排量的负载敏感泵，第一变量泵的出油口连接有第一压力传感器；

所述主卷马达和主卷制动解除油缸与第二变量泵和油箱之间设有伺服电机调速油路，所述伺服电机调速油路上设有位于主卷马达与第二变量泵之间的第一负载敏感多路阀、与油箱相连的泵马达；

所述第一负载敏感多路阀至少包括第一联控制阀，第一联控制阀与主卷马达之间设有分别与油箱和泵马达相连的下降油路和上升油路，所述上升油路上设有单向阀，所述泵马达连接有电机，所述电机和发电机连接有动力蓄电池；