一種負載隔離式油液集成動力系統技術方案

本發明專利技術屬于動力設備技術領域，涉及一種負載隔離式油液集成動力系統，控制器分別與各部件電信息連接，內燃機與單行星排連接，單行星排與機械能量回饋系統連接，液壓泵的一端與單行星排連接，另一端與液壓變壓器連接，液壓變壓器上連接有外部充能接口；第一方向控制閥分別與液壓泵、液壓變壓器、第一蓄能器組和第二蓄能器組連接；第二方向控制閥分別與第一蓄能器組、第二蓄能器組和液壓功率調節分配器連接；第一蓄能器組上連接制有第一壓力檢測傳感器，第二蓄能器組上連接制有第二壓力檢測傳感器；其結構簡單，原理科學，成本低，環境友好，能耗少，工作效率高，能量回收利用效率高。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于動力設備
，涉及一種負載隔離式油液集成動力系統，控制器分別與各部件電信息連接，內燃機與單行星排連接，單行星排與機械能量回饋系統連接，液壓泵的一端與單行星排連接，另一端與液壓變壓器連接，液壓變壓器上連接有外部充能接口；第一方向控制閥分別與液壓泵、液壓變壓器、第一蓄能器組和第二蓄能器組連接；第二方向控制閥分別與第一蓄能器組、第二蓄能器組和液壓功率調節分配器連接；第一蓄能器組上連接制有第一壓力檢測傳感器，第二蓄能器組上連接制有第二壓力檢測傳感器；其結構簡單，原理科學，成本低，環境友好，能耗少，工作效率高，能量回收利用效率高。【專利說明】一種負載隔離式油液集成動力系統
:本專利技術屬于動力設備
，涉及一種負載隔離式油液集成動力系統，可廣泛應用于工程機械及各種液壓驅動車輛等液壓動力需求場合。
技術介紹
:內燃機驅動液壓動力系統被廣泛應用于機動車輛和工程機械，采用內燃機驅動液壓動力系統這種動力源時，液壓泵的壓力和流量必須適應負載的變化，從而嚴重影響內燃機的工況；同時，由于應用機械負載變化范圍大，動力需求不均勻，導致選配的內燃機的額定功率大；另外，有些應用機械比如挖掘機循環工作中制動能(液壓能、機械能)不能回收利用，浪費十分嚴重，從而造成現有內燃機驅動液壓動力系統燃油消耗較高，工作效率普遍偏低等問題。因此，尋求設計一種全新的負載隔離式油液集成動力系統，使內燃機與負載系統工作隔離，使內燃機工作在最佳工況，有效回收再利用再生制動能量，實現節能減排。
技術實現思路
:本專利技術的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種作為液壓驅動裝置液壓動力源的負載隔離式油液集成動力系統，使內燃機與負載系統工作隔離，實現內燃機工作在最佳工況，有效回收再利用液壓或機械再生制動能量，也能由地面泵站進行充能，實現節能減排。為了實現上述目的，本專利技術的主體結構包括內燃機、單行星排、機械能量回饋系統、液壓泵、液壓變壓器、第一方向控制閥、第一蓄能器組、第二蓄能器組、第一壓力檢測傳感器、第二壓力檢測傳感器、控制器、第二方向控制閥、液壓功率調節分配器和外部充能接口 ；控制器分別與其他各部件電信息連接，內燃機與單行星排連接，單行星排與機械能量回饋系統連接，液壓泵的一端與單行星排連接，另一端與液壓變壓器連接，液壓變壓器上連接有外部充能接口 ；第一方向控制閥分別與液壓泵、液壓變壓器、第一蓄能器組和第二蓄能器組連接；第二方向控制閥分別與第一蓄能器組、第二蓄能器組和液壓功率調節分配器連接；第一蓄能器組上連接制有第一壓力檢測傳感器，第二蓄能器組上連接制有第二壓力檢測傳感器，第一壓力檢測傳感器和第二壓力檢測傳感器分別檢測第一蓄能器組和第二蓄能器組的壓力信號和負載信號，控制器處理第一壓力檢測傳感器和第二壓力檢測傳感器檢測到的壓力信號和負載信號，并向內燃機和其他各部件發出控制信號，控制第一蓄能器組和第二蓄能器組的能量存儲或釋放；內燃機通過單行星排驅動液壓泵向第一蓄能器組和第二蓄能器組充能，或通過外部充能接口由外接的地面泵站或液壓再生制動能量回收系統產生的液壓壓力能向第一蓄能器組和第二蓄能器組充能；第一蓄能器組和第二蓄能器組獨立向外輸出液壓動力對負載系統做功，輸出液壓動力的過程就是第一蓄能器組和第二蓄能器組釋放能量的過程，系統動力性能取決于第一蓄能器組和第二蓄能器組的能量釋放特性，釋放能量過程與負載需求相適應，通過液壓功率調節分配器實現動力輸出與負載功率的匹配；內燃機對第一蓄能器組和第二蓄能器組充能時與外接的負載系統工作隔離，其工作不受負載影響，恒定工作在最佳工況，實現大幅度節能減排；第一蓄能器組和第二蓄能器組的充放能量過程交替進行，內燃機僅針對需要充能的第一蓄能器組或第二蓄能器組工作，內燃機按照外接負載的平均負載功率選配。本專利技術與現有技術相比，內燃機與負載隔離，并按照平均負載功率來選擇內燃機，與負載系統相匹配的內燃機額定功率大大降低；內燃機對蓄能器充能過程恒定工作在最佳工況，實現大幅度的節能減排；系統可直接回收再利用負載系統再生制動產生的機械或液壓能量，進一步提高系統的能量利用率；系統還可利用外部泵站充能，減少排放；其結構簡單，原理科學，成本低，環境友好，能耗少，工作效率高，能量回收利用效率高。【專利附圖】【附圖說明】:圖1為本專利技術的主體結構原理示意圖。圖2為本專利技術作為液壓動力源的全液壓挖掘機的原理簡圖，其中12為負載隔離式油液集成動力系統，13為全液壓挖掘機液壓制動系統，14為全液壓挖掘機液壓系統，15為全液壓挖掘機機械制動系統。【具體實施方式】:下面通過實施例并結合附圖對本專利技術作進一步說明。實施例1:本實施例的主體結構包括內燃機1、單行星排2、機械能量回饋系統3、液壓泵4、液壓變壓器5、第一方向控制閥6、第一蓄能器組7A、第二蓄能器組7B、第一壓力檢測傳感器8A、第二壓力檢測傳感器SB、控制器9、第二方向控制閥10、液壓功率調節分配器11和外部充能接口 12 ;控制器9分別與其他各部件電信息連接，內燃機I與單行星排2連接，單行星排2與機械能量回饋系統3連接，液壓泵4的一端與單行星排2連接，另一端與液壓變壓器5連接，液壓變壓器5上連接有外部充能接口 12 ;第一方向控制閥6分別與液壓泵4、液壓變壓器5、第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B連接；第二方向控制閥10分別與第一蓄能器組7A、第二蓄能器組7B和液壓功率調節分配器11連接；第一蓄能器組7A上連接制有第一壓力檢測傳感器8A，第二蓄能器組7B上連接制有第二壓力檢測傳感器SB，第一壓力檢測傳感器8A和第二壓力檢測傳感器SB分別檢測第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B的壓力信號和負載信號，控制器9處理第一壓力檢測傳感器8A和第二壓力檢測傳感器SB檢測到的壓力信號和負載信號，并向內燃機I和其他各部件發出控制信號，控制第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B的能量存儲或釋放；內燃機I通過單行星排2驅動液壓泵3向第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B充能，或通過外部充能接口 12由外接的地面泵站或液壓再生制動能量回收系統產生的液壓壓力能向第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B充能；第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B獨立向外輸出液壓動力對負載系統做功，輸出液壓動力的過程就是第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B釋放能量的過程，系統動力性能取決于第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B的能量釋放特性，釋放能量過程與負載需求相適應，通過液壓功率調節分配器12實現動力輸出與負載功率的匹配；內燃機I對第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B充能時與外接的負載系統工作隔離，其工作不受負載影響，恒定工作在最佳工況，實現大幅度節能減排；第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B的充放能量過程交替進行，內燃機I僅針對需要充能的第一蓄能器組7A或第二蓄能器組7B工作，內燃機I按照外接負載的平均負載功率選配。本實施例的具體實施過程為:控制器9負責處理第一壓力檢測傳感器8A和第二壓力檢測傳感器8B檢測的各蓄能器組壓力信號和負載信號，并向內燃機I和各元件發出控制信號，控制第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B的能量存儲或釋放，蓄能器組或設為多組；一般包括以下工況:(I)、蓄能器組充能:第一蓄能器組7A和第二蓄能器組7B交替進行充能，對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種負載隔離式油液集成動力系統，其特征在于主體結構包括內燃機、單行星排、機械能量回饋系統、液壓泵、液壓變壓器、第一方向控制閥、第一蓄能器組、第二蓄能器組、第一壓力檢測傳感器、第二壓力檢測傳感器、控制器、第二方向控制閥、液壓功率調節分配器和外部充能接口；控制器分別與其他各部件電信息連接，內燃機與單行星排連接，單行星排與機械能量回饋系統連接，液壓泵的一端與單行星排連接，另一端與液壓變壓器連接，液壓變壓器上連接有外部充能接口；第一方向控制閥分別與液壓泵、液壓變壓器、第一蓄能器組和第二蓄能器組連接；第二方向控制閥分別與第一蓄能器組、第二蓄能器組和液壓功率調節分配器連接；第一蓄能器組上連接制有第一壓力檢測傳感器，第二蓄能器組上連接制有第二壓力檢測傳感器，第一壓力檢測傳感器和第二壓力檢測傳感器分別檢測第一蓄能器組和第二蓄能器組的壓力信號和負載信號，控制器處理第一壓力檢測傳感器和第二壓力檢測傳感器檢測到的壓力信號和負載信號，并向內燃機和其他各部件發出控制信號，控制第一蓄能器組和第二蓄能器組的能量存儲或釋放；內燃機通過單行星排驅動液壓泵向第一蓄能器組和第二蓄能器組充能，或通過外部充能接口由外接的地面泵站或液壓再生制動能量回收系統產生的液壓壓力能向第一蓄能器組和第二蓄能器組充能；第一蓄能器組和第二蓄能器組獨立向外輸出液壓動力對負載系統做功，輸出液壓動力的過程就是第一蓄能器組和第二蓄能器組釋放能量的過程，系統動力性能取決于第一蓄能器組和第二蓄能器組的能量釋放特性，釋放能量過程與負載需求相適應，通過液壓功率調節分配器實現動力輸出與負載功率的匹配；內燃機對第一蓄能器組和第二蓄能器組充能時與外接的負載系統工作隔離，其工作不受負載影響，恒定工作在最佳工況，實現大幅度節能減排；第一蓄能器組和第二蓄能器組的充放能量過程交替進行，內燃機僅針對需要充能的第一蓄能器組或第二蓄能器組工作，內燃機按照外接負載的平均負載功率選配。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張鐵柱，張洪信，馬永志，程聯軍，趙紅，華青松，尹懷先，
申請(專利權)人：青島大學，
類型：發明
國別省市：山東;37