CN113137411B - 一种动力分配***及工程机械 - Google Patents

一种动力分配***及工程机械 Download PDF

Info

Publication number
CN113137411B
CN113137411B CN202110441224.6A CN202110441224A CN113137411B CN 113137411 B CN113137411 B CN 113137411B CN 202110441224 A CN202110441224 A CN 202110441224A CN 113137411 B CN113137411 B CN 113137411B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydraulic
controller
driving system
isg motor
hydraulic system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110441224.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113137411A (zh
Inventor
韩嫔
王小虎
魏加洁
郁干
路振坡
程然
孟令超
王桂珍
陈辉
李伯宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Science and Technology Branch of XCMG
Original Assignee
Science and Technology Branch of XCMG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Science and Technology Branch of XCMG filed Critical Science and Technology Branch of XCMG
Priority to CN202110441224.6A priority Critical patent/CN113137411B/zh
Publication of CN113137411A publication Critical patent/CN113137411A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113137411B publication Critical patent/CN113137411B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H61/0025—Supply of control fluid; Pumps therefore
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20523—Internal combustion engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/633—Electronic controllers using input signals representing a state of the prime mover, e.g. torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336—Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6656—Closed loop control, i.e. control using feedback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H2061/0034—Accumulators for fluid pressure supply; Control thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种动力分配***及工程机械，包括控制器、ISG电机、发动机、蓄电池、驱动***和液压***；所述控制器获取驱动***和液压***的运行状态，判断驱动***和液压***是否协调运行：若是，则控制器控制ISG电机向蓄电池蓄能充电；若驱动***和液压***运行不协调，则控制器控制ISG电机向液压***输出额外的功率增量；若所述功率增量输出后，驱动***和液压***仍运行不协调，则所述控制器通过控制驱动***以减小驱动***的功率输出，使发动机增加对液压***的功率输出，直至两***能够协调运作。本发明通过ISG电机对液压***进行功率补偿，并能够根据驱动***与液压***的运作状态，改变发动机的动力分配。

Description

一种动力分配***及工程机械
技术领域
本发明涉及一种动力分配***及工程机械，属于工程机械技术领域。
背景技术
现有技术中，存在液压***与驱动***的动力分配问题。常见的情形有，装载机在满载作业时，驾驶员为了提高作业效率，往往大脚轰油门，并提升动臂，即边行走边举升动臂，由于档位很快，整机很快就行走到运输车前，但是动臂举升却迟迟未到达卸料高度，导致驾驶员需要提前刹车停机。
单独进行举升以满足作业需求时，每个工作循环都需要等待几秒，导致工作效率较差，由于在满载举升时，液压***与驱动***之间存在不能协调工作的问题，使得液压***与驱动***的作业节奏不匹配，驱动***的行走速度会比液压***的举升速度快，因此，存在液压***与驱动***功率消耗的动力分配问题，造成能源浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种动力分配***及工程机械，解决了液压***与驱动***功率消耗的动力分配不匹配的问题。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一方面，本发明提供一种动力分配***，包括控制器、ISG电机、发动机、蓄电池、驱动***和液压***；所述控制器获取驱动***和液压***的运行状态，判断驱动***和液压***是否协调运行：若是，则控制器控制ISG电机向蓄电池蓄能充电；若驱动***和液压***运行不协调，则控制器控制ISG电机向液压***输出额外的功率增量；若所述功率增量输出后，驱动***和液压***仍运行不协调，则所述控制器通过控制驱动***以减小驱动***的功率输出，使发动机增加对液压***的功率输出，直至两***能够协调运作。
作为一种优选实施方式，所述驱动***包括与控制器连接的电比例溢流阀以及依次与电比例溢流阀连接的液控阀、离合器和传动装置，所述控制器通过控制电比例溢流阀以减小驱动***的功率输出。
作为一种优选实施方式，所述液压***包括液压泵、传感器、举升缸和多路阀，所述传感器分别与控制器、举升缸连接，所述液压泵依次与多路阀、举升缸连接。
作为一种优选实施方式，所述控制器通过获取传感器传送的举升缸的举升速度，控制ISG电机、驱动***及液压***的运行状态；
当举升缸的举升速度小于设定值时，控制器控制ISG电机向液压***输出额外的功率增量；
或者，控制器控制ISG电机向液压***输出额外的功率增量，同时通过控制驱动***以减小驱动***的功率输出，使发动机增加对液压***的功率输出，以实现举升缸与驱动***协调运作。
作为一种优选实施方式，所述电比例溢流阀的工作油口K与电比例溢流阀的控制油口H连接，所述液控阀的工作油口D与液控阀的控制油口E连接。
作为一种优选实施方式，所述驱动***上还设有蓄能器，所述蓄能器与电比例溢流阀的工作油口K油路连接。
作为一种优选实施方式，还包括变速箱，所述变速箱分别与ISG电机、液压泵连接。
作为一种优选实施方式，还包括油箱，所述电比例溢流阀的卸油口G、液控阀的卸油口B、多路阀的回油口、液压泵的进油口与油箱连接。
作为一种优选实施方式，所述变速箱、发动机和ISG电机设于同一轴心线上。
另一方面，本说明还提供一种工程机械，包括所述的动力分配***。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本发明提供的动力分配***，能够通过控制器、发动机、变速箱、蓄电池、ISG电机的共同作用来协调驱动***和液压***工作，当驱动***与液压***能够协调运作时，所述ISG电机向蓄电池充电，控制器向驱动***输出额定电流；当两***不能协调运作时，所述控制器通过蓄电池向ISG电机输出额外电流，使ISG电机能够向液压***输出额外的功率增量；若两***仍不能协调运作，所述控制器向驱动***发出信号，以减小对驱动***的功率输出，增加对液压***的功率输出，改变发动机的动力分配，即动力分配更为合理，从而实现更好的节能效果。
2、本发明提供的一种动力分配***，其与普通***相比，其元件少，原理简单，一旦出现故障，检修人员可快速排查，从而能够降低维护成本；驱动***和液压***相互协调工作，当控制器接收到信号时，立刻对ISG电机输出控制信号，同时对电比例溢流阀输出相应的电流，使电比例溢流阀阀芯迅速动作，从而控制离合器的接合压力，将总功率进行再分配，能够提高动力分配***的灵敏度。
3、本发明提供的动力分配***能够对液压***和驱动***的功率进行自适应调整，使每个工作循环的作业时间相应减少，可减少驾驶员等待时间，从而提高整个作业的工作效率。
4、本发明提供的工程机械，能够对液压***进行功率补偿，使装载机能够边走边举升的作业模式相协调，能够减少驾驶员的等待时间，按照熟练驾驶员的操作***均可提高约6％以上。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种动力分配***的结构原理图；
图中：1、传动装置；2、离合器；3、液控阀；4、油箱；5、电比例溢流阀；6、蓄能器；7、举升缸；71、大腔；72、小腔；8、多路阀；9、液压泵；10、变速箱；11、ISG电机；12、控制器；13、发动机；14、蓄电池；15、传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
本实施例提供一种动力分配***，请参见图1，包括控制器12、发动机13、变速箱10、蓄电池14、ISG(起动机/发电机一体化)电机11、驱动***和液压***。所述控制器12的输出端分别与驱动***、ISG电机11、蓄电池14电连接，所述控制器12的输入端分别与ISG电机11、蓄电池14、发电机电连接，所述变速箱10与液压***机械连接，所述ISG电机11分别与发动机13、变速箱10连接。优选地，所述发动机13、ISG电机11、变速箱10之间通过联轴器进行机械连接，作为一种优选实施方式，所述变速箱10、发动机13和ISG电机11设于同一轴心线上。
本实施例中，所述驱动***包括电比例溢流阀5、液控阀3、离合器2、蓄能器6、油箱4和传动装置1，所述控制器12与电比例溢流阀5电连接，所述电比例溢流阀5的工作油口K与液控阀3的工作油口C油路连接，所述液控阀3的工作油口D与离合器2的油口输入端油路连接，所述离合器2与传动装置1机械连接，具体地，所述离合器2与传动装置1可以采用法兰连接，也可以采用传动轴进行连接。
所述液压***包括液压泵9、传感器15、举升缸7和多路阀8，其中，所述液压泵9的进油口与油箱4连接，液压泵9与变速箱10通过花键进行机械连接，传感器15与控制器12电连接，举升缸7与传感器15电连接，相应地，所述液压泵9、多路阀8和举升缸7之间油路连接，其中，所述传感器15可以是速度传感器、位移传感器，也可以是速度位移传感器。
所述举升缸7设有两个，所述举升缸7包括大腔71和小腔72，所述多路阀8分别与两举升缸7的大腔71和小腔72连接，用以实现举升缸7的举升和下降，所述多路阀8的回油口与油箱4连接，用于保证举升缸7油路回油。
液压***油路连接状态为：油源经液压泵9的进油口流向多路阀8，多路阀8分别与两个举升缸7的大腔71和小腔72连接，当进行举升动作时，油液从小腔72经多路阀8回到油箱4中。
本实施例中，所述电比例溢流阀5的工作油口K与电比例溢流阀5的控制油口H连接，所述液控阀3的工作油口D与液控阀3的控制油口E连接，所述驱动***上还设有蓄能器6，所述蓄能器6与电比例溢流阀5的工作油口K油路、液控阀3的工作油口C连接，所述蓄能器6能够对工作油口K、工作油口C的压力变化进行缓冲，使工作油口C口的压力变化处于比较平稳的状态，从而使得离合器2在压力接合时能够比较平稳，以减小压力冲击。
所述控制器12的输出端与驱动***连接，具体地，所述控制器12的输出端与电比例溢流阀5连接，所述液控阀3的工作油口D与离合器2的油口输入端连接，所述电比例溢流阀5的卸油口G与油箱4连接，所述液控阀3的卸油口B与油箱4连接。
所述动力分配***的油路连接状态为：油源P经液控阀3的工作油口A进入液控阀3的工作油口D，液控阀3的工作油口D与液控阀3的控制油口E相通，液控阀3的工作油口D与离合器2的油口输入端连接，液控阀3的卸油口B与油箱4连接；油源的另一路经工作油口F分别与蓄能器6的油口输入端、液控阀3的工作油口C连接，同时与电比例溢流阀5的工作油口K和控制油口H连接。
当驱动***与液压***能够协调运行时，所述ISG电机11通过控制器12向蓄电池14充电，所述控制器12向电比例溢流阀5输出额定电流，所述发动机13能够带动ISG电机11、变速箱10以及液压泵9进行运转。此时，所述电比例溢流阀5的工作油口K和控制油口H断开，油源P流向液控阀3的工作油口A，然后经工作油口A流向液控阀3的工作油口D，再由工作油口D流向离合器2的油口输入端，由于工作油口D和控制油口E完全相通，离合器2完全闭合，此时，整机可根据驾驶员挂的档位速度进行行驶。
当液压***举升缸举升速度过慢，与行驶速度不匹配，即驱动***与液压***无法达到协调运作状态时，此时，所述控制器12通过蓄电池14向ISG电机11输出额外电流，使ISG电机11能够向液压***输出额外功率，使液压泵9具有更高的转速和扭力，从而使驱动***与液压***能够协调运行。
具体地，当液压***举升速度过慢，导致综合效率变差，驱动***与液压***无法达到协调运作状态时，发动机13为了满足负载的扭矩和功率需求，会导致其转速下降，从而导致液压泵9的转速下降，以使举升缸7举升速度缓慢。为了满足作业效率，控制器12检测到发动机13的转速信号后，向蓄电池14和ISG同时发出信号，将ISG电机11向蓄电池14正在充电状态进行切换，通过蓄电池14向ISG电机11输出额定电流(交流电)，ISG电机11带动发动机13，使发动机13转速增加，从而使液压泵9具有更高的转速，此时举升缸7举升速度增加，控制器12通过传感器15动态监测举升缸7举升速度，如果此时控制器12检测到举升缸7的举升速度仍然小于设定值(150mm/s)时，则控制器12会向驱动液压***的电比例溢流阀5发出信号，使电比例溢流阀5的电流减小，相应地，电比例溢流阀5的阀芯左移，即电比例溢流阀5的工作油口K和工作油口G(接通油箱4)部分接通，使得来自油源的液压油在工作油口K、工作油口F和工作油口C的压力降低，液控阀3的阀芯左移，工作油口D和卸油口B(接通油箱4)部分接通后，来自P口的油源经工作油口A到工作油口D的压力油流量会减小，工作油口D的压力相应地也会降低，从而使得离合器2的接合压力降低。因此，向传动装置1输出的扭矩和功率也都会降低，从而降低行驶速度，此时，因驱动扭矩减小，因此发动机13的转速有增量，而产生的增量使液压泵9具有更高的转速，从而进一步提高举升缸7举升速度，此时动力分配更为合理，从而高效的进行联合作业，避免能源浪费。
当两***能够协调运作后，控制器12恢复向电比例溢流阀5输出额定电流，同时停止向ISG电机11输出额外电流，相应地，ISG电机11恢复向蓄电池14充电功能。
实施例二：
本发明还提供一种工程机械，实施例一中的所述动力分配***设于所述工程机械上。
作为一种优选实施方式，所述工程机械可以是装载机，所述动力分配***设于装载机上。
当装载机正常行驶时，液压***不工作，举升缸7没有动作，液压***基本不消耗功率。发动机13能够带动ISG电机11、变速箱10以及液压泵9进行运转，此时，ISG电机11通过控制器12向蓄电池14充电，控制器12向驱动***输出额定电流，也就是控制器12向电比例溢流阀5输出额定电流，此时，电比例溢流阀5的工作油口K和工作油口H断开，油源P流向液控阀3的工作油口A，再经工作油口A流向液控阀3的工作油口D，由工作油口D至离合器2的油口端，由于工作油口D和工作油口E完全相通，离合器2完全闭合，装载机能够根据驾驶员挂的档位速度进行行驶。
当装载机处于重载或超载状态，同时需要进行举升作业且装载机以较高档位(常规为二挡行驶)速度进行作业时，控制器12首先检测举升缸7的举升速度，如果小于设定的目标值150mm/s，会通过蓄电池14向ISG电机11输出额外电流，使ISG电机11能够向液压***输出额外的功率，此时，ISG电机11能够向液压泵9输出额外的扭矩和功率增量，使液压泵9具有更高的转速和扭力，从而对现有的液压***进行功率和扭矩补偿，以提高举升缸7的举升效率，即通过向液压泵9输出额外的扭矩和功率增量，缩短举升时间。
当举升缸7的举升时间与行走至运输车的时间正好相等，即为最佳匹配状态，即相协调，此时，动力分配***的动力分配更为合理，从而能够实现更好的节能效果。
若所述驱动***与液压***仍不能协调运作，换而言之，相对于装载机的行驶速度，举升缸7举升仍然相对较慢，此时，控制器12检测到举升缸7的举升速度小于设定值，所述控制器12向电比例溢流阀5发出信号，使电比例溢流阀5的电流减小，从而使变速箱10离合器2的扭矩和功率减小，以减小驱动***消耗的功率，即放慢装载机的行驶速度，而通过发动机13的动力分配，动臂能够获得更多的功率，来缩短提升动臂的时间，以使装载机的行驶速度和动臂举升速度相协调：即当装载机的动臂正好举升到顶时，装载机能够正好到达运料车的最佳卸料位置前。
本领域技术人员应当理解，当驾驶员进行满载或超载举升，同时进行挂档位行驶时，发动机13为了满足负载的扭矩和功率需求，会导致其转速下降过多，从而导致液压泵9的转速下降，以使举升缸7举升无力。为了满足作业效率，控制器12检测到发动机13的转速信号后，向蓄电池14和ISG同时发出信号，将ISG电机11向蓄电池14正在充电状态进行切换，通过蓄电池14向ISG电机11输出额定电流(交流电)，ISG电机11带动发动机13，使发动机13转速增加，从而使液压泵9具有更高的转速，此时举升缸7举升速度增加，控制器12通过传感器15动态监测举升缸7举升速度，如果此时控制器12检测到举升缸7的举升速度仍然小于设定值(150mm/s)时，则控制器12会向驱动液压***的电比例溢流阀5发出信号，使电比例溢流阀5的电流减小，相应地，电比例溢流阀5的阀芯左移，即电比例溢流阀5的工作油口K和工作油口G(接通油箱4)部分接通，使得来自油源的液压油在工作油口K、工作油口F和工作油口C的压力降低，液控阀3的阀芯左移，工作油口D和工作油口B(接通油箱4)部分接通后，来自P口的油源经工作油口A到工作油口D的压力油流量会减小，工作油口D的压力相应地也会降低，从而使得离合器2的接合压力降低。因此，向传动装置1输出的扭矩和功率也都会降低，从而降低行驶速度，此时，因驱动扭矩减小，因此发动机13的转速有增量，而产生的增量使液压泵9具有更高的转速，从而进一步提高举升缸7举升速度，使驱动***和举升缸7举升的节拍相协调：即整机举升缸7正好举升到顶时，此时装载机正好行驶至运料车的最佳卸料位置前。
当动臂举升到顶后，控制器12恢复向电比例溢流阀5输出额定电流，同时，停止向ISG输出大电流，并通过ISG向蓄电池14反向充电。需要说明的是，所述举升缸7的举升速度的设定值还可以设为120～160mm/s，举升缸7的举升速度可根据实际需求进行设置。
即整机在边行走边举升的过程中，首先使用ISG电机11向液压***提供额外的扭矩和功率，提升动臂举升时间，当仍然需要缩短举升时间时，再进行驱动功率减小和液压***功率增大的功率再分配，以满足作业需求；当动臂举升到顶后，便停止上升动作，恢复正常行驶功能。
当空载行驶或者轻载作业时，同样地，所述ISG电机11停止向液压***输出动力，而是以发电机的形式向蓄电池14进行充电，此时，控制器12向电比例溢流阀5输出额定的电流，确保驱动装载机的行驶速度。
本发明采用ISG电机11对液压***进行功率补偿，同时对驱动***和液压***的功率进行再分配，改变现有发动机13的动力分配，能够减少驾驶员的停机等待时间，按照熟练驾驶员的操作习惯，单个工作循环可提高工作效率约6％以上，极大地提高了驾驶员的工作效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种动力分配***，其特征在于，包括控制器、ISG电机、发动机、蓄电池、驱动***和液压***；
所述驱动***包括与控制器连接的电比例溢流阀以及依次与电比例溢流阀连接的液控阀、离合器和传动装置，所述控制器通过控制电比例溢流阀以减小驱动***的功率输出；
所述液压***包括液压泵、传感器、举升缸和多路阀，所述传感器分别与控制器、举升缸连接，所述液压泵依次与多路阀、举升缸连接；
所述控制器获取驱动***和液压***的运行状态，判断驱动***和液压***是否协调运行：若是，则控制器控制ISG电机向蓄电池充电；若驱动***和液压***运行不协调，则控制器控制ISG电机向液压***输出额外的功率增量；若所述功率增量输出后，驱动***和液压***仍运行不协调，则所述控制器通过控制驱动***以减小驱动***的功率输出，使发动机增加对液压***的功率输出，直至两***能够协调运作；
所述控制器通过获取传感器传送的举升缸的举升速度，控制ISG电机、驱动***及液压***的运行状态；
当举升缸的举升速度小于设定值时，控制器控制ISG电机向液压***输出额外的功率增量；
或者，控制器控制ISG电机向液压***输出额外的功率增量，同时通过控制驱动***以减小驱动***的功率输出，使发动机增加对液压***的功率输出，以实现举升缸与驱动***协调运作。
2.根据权利要求1所述的动力分配***，其特征在于，所述电比例溢流阀的工作油口K与电比例溢流阀的控制油口H连接，所述液控阀的工作油口D与液控阀的控制油口E连接。
3.根据权利要求1所述的动力分配***，其特征在于，所述驱动***上还设有蓄能器，所述蓄能器与电比例溢流阀的工作油口K油路连接。
4.根据权利要求1所述的动力分配***，其特征在于，还包括变速箱，所述变速箱分别与ISG电机、液压泵连接。
5.根据权利要求1所述的动力分配***，其特征在于，还包括油箱，所述电比例溢流阀的卸油口G、液控阀的卸油口B、多路阀的回油口、液压泵的进油口与油箱连接。
6.根据权利要求4所述的动力分配***，其特征在于，所述变速箱、发动机和ISG电机设于同一轴心线上。
7.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1~6任意一项所述的动力分配***。
CN202110441224.6A 2021-04-23 2021-04-23 一种动力分配***及工程机械 Active CN113137411B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110441224.6A CN113137411B (zh) 2021-04-23 2021-04-23 一种动力分配***及工程机械

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110441224.6A CN113137411B (zh) 2021-04-23 2021-04-23 一种动力分配***及工程机械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113137411A CN113137411A (zh) 2021-07-20
CN113137411B true CN113137411B (zh) 2022-01-18

Family

ID=76811798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110441224.6A Active CN113137411B (zh) 2021-04-23 2021-04-23 一种动力分配***及工程机械

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113137411B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202609873U (zh) * 2012-03-23 2012-12-19 三一集团有限公司 油电混合动力堆高机
CN108360600B (zh) * 2018-04-04 2023-06-06 徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司 一种装载机动力分配控制***及控制方法
CN110778704B (zh) * 2019-10-25 2021-07-23 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种混合动力液压***及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
CN113137411A (zh) 2021-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6666022B1 (en) Drive device of working machine
EP2255986B1 (en) Hybrid industrial vehicle
WO2011140972A1 (zh) 节能型行走式液压搬运机械
CN108502816B (zh) 旁通式能量再生叉车液压***
US9021908B2 (en) Hydraulic system, driving system and electric vehicle
EP2314848A1 (en) Hybrid construction machine
CN108533544B (zh) 一种纯电动压缩式垃圾车节能型上装***
CN102826000B (zh) 车辆混合动力***及集装箱堆高机
CN101011942B (zh) 一种混合动力工业车辆
CN113427993B (zh) 一种电传动控制***及装载机
CN102171061A (zh) 具有混合驱动装置的工具
EP2619025A1 (en) Driving system of electric vehicle
CN110374940B (zh) 一种卷扬势能实时回收利用***及其控制方法
CN113135223B (zh) 一种转向驱动控制***及工程机械
CN102134047A (zh) 一种电动叉车节能型液压***
CN103180520A (zh) 动力传动装置
CN108978774B (zh) 一种用于挖掘机的混联式混合动力***
CN210101342U (zh) 混凝土搅拌车
CN113137411B (zh) 一种动力分配***及工程机械
CN112594240B (zh) 一种工作装置液压***、控制方法及电动装载机
JP3822826B2 (ja) ミキサ車
CN216430146U (zh) 液压控制***与作业机械
CN213679680U (zh) 基于多液压马达-蓄能器组合电动叉车的能量回收***
CN103389686B (zh) 泵车的控制方法及泵车
CN111480448B (zh) 一种割台混动升降***及方法和收获机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant