專利名稱：全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的技術(shù)方案涉及采用液壓驅(qū)動的推土機(jī)的結(jié)構(gòu)部件，具體地說是全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有工程機(jī)械能量利用率低，一般液壓傳動的效率為50% 70%，而某些行走機(jī)械的效率則更低。以液壓挖掘機(jī)和混凝土輸送泵車為例，總的能量利用率僅為20%左右，功率利用率為50% 70%?，F(xiàn)有推土機(jī)大都以機(jī)械傳動和液カ機(jī)械傳動為主，效率低下。工程機(jī)械的動力源主要是柴油機(jī)，柴油機(jī)的排放和燃料經(jīng)濟(jì)性受到人們的極大關(guān)注。工程機(jī)械能量利用低的主要原因之一是在負(fù)載エ況變化的情況下，泵與發(fā)動機(jī)、泵與液壓傳遞系統(tǒng)不能保持良好的匹配，從而使發(fā)動機(jī)不能在最佳工作點或最佳工作區(qū)運行。當(dāng)功率不匹配吋， 工程機(jī)械的能量利用率低，損失的能量大部分轉(zhuǎn)變成熱量，表現(xiàn)為系統(tǒng)發(fā)熱，影響了系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而造成維修費用和誤エ損失的増加，使用戶難以承受。當(dāng)現(xiàn)有的推土機(jī)制動的時候，其動能大部分以熱量形式損失掉了，如果將這一部分能量回收回來再利用，則可以減少能量損失。二次調(diào)節(jié)技術(shù)可以回收制動能，但現(xiàn)有二次調(diào)節(jié)是讓二次元件工作在恒壓網(wǎng)絡(luò)下，如果變量泵始終保持恒壓，那就不能夠保持恒功率特性，所以發(fā)動機(jī)就不能夠工作在最佳工作點?？傊F(xiàn)有的全液壓推土機(jī)存在能耗高的缺點。在全球資源嚴(yán)重緊張的大背景下，如何充分利用柴油機(jī)的功率、降低整個系統(tǒng)的能耗成為工程機(jī)械領(lǐng)域的科技工作者必須研究的ー個重要課題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置，該裝置是將功率匹配與二次調(diào)節(jié)技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到全液壓推土機(jī)上，達(dá)到節(jié)能目的，以克服現(xiàn)有的全液壓推土機(jī)存在能耗高的缺點。本實用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置，包括控制器、兩個數(shù)字液壓缸、壓カ傳感器、變量泵、柴油發(fā)動機(jī)、補(bǔ)油泵、冷卻器、過濾器、補(bǔ)油溢流閥、兩個補(bǔ)油單向閥、蓄能器、壓カ繼電器、兩位三通閥、液壓變壓器、兩位兩通閥、變量馬達(dá)、轉(zhuǎn)矩傳感器、高壓安全閥、油箱和兩個主控單向閥；各個部件的連接方式是，控制器分別與兩個數(shù)字液壓缸、壓カ傳感器、柴油發(fā)動機(jī)、兩位三通閥、兩位兩通閥和轉(zhuǎn)矩傳感器通過控制導(dǎo)線連接，ー個數(shù)字液壓缸與變量泵連接，另ー個數(shù)字液壓缸與變量馬達(dá)連接，變量泵和柴油發(fā)動機(jī)剛性相連，變量泵和變量馬達(dá)組成閉合油路并與主控單向閥連接，柴油發(fā)動機(jī)與補(bǔ)油泵連接，補(bǔ)油泵通過過濾器與油箱連接，補(bǔ)油泵又通過補(bǔ)油溢流閥與油箱連接，補(bǔ)油泵還通過補(bǔ)油單向閥與變量泵連接，冷卻器分別與變量泵和變量馬達(dá)連接，蓄能器與壓カ繼電器通過導(dǎo)線連接，蓄能器并通過兩位三通閥和液壓變壓器連接，液壓變壓器和兩位兩通閥相連，兩位兩通閥與變量泵和變量馬達(dá)連接，變量馬達(dá)和負(fù)載連接，高壓安全閥通過主控單向閥和變量泵連接，高壓安全閥和油箱連接，上述的連接方法，除特別指明的連接方法之外均為通過油管管路連接。上述全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置，所述控制器采用哈佛結(jié)構(gòu)的數(shù)字信號處理器(DSP);所述柴油發(fā)動機(jī)采用康明斯NT855柴油發(fā)動機(jī)；所述變量泵采用德國力士樂公司的A4VG高壓柱塞變量泵；所述變量馬達(dá)采用德國力士樂公司的A6VE變量馬達(dá)；所述數(shù)字液壓缸采用小型化外驅(qū)動式數(shù)字液壓缸；所述蓄能器采用氣囊式蓄能器；所述液壓變壓器采用荷蘭Innas液壓變壓器；壓カ傳感器、補(bǔ)油泵、冷卻器、過濾器、補(bǔ)油溢流閥、補(bǔ)油單向閥、壓カ繼電器、兩位三通閥、兩位兩通閥、轉(zhuǎn)矩傳感器、高壓安全閥、油箱、主控單向閥可采用本技術(shù)領(lǐng)域通用的設(shè)備；所涉及的部件均可通過商購得到。上述全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置，所述部件之間的連接和安置方式是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的。 本實用新型的有益效果是本實用新型全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置的特點是將功率匹配與二次調(diào)節(jié)技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到全液壓推土機(jī)上，達(dá)到節(jié)能目的。其原理如下柴油發(fā)動機(jī)(5)與變量泵(4)的局部環(huán)節(jié)通過功率匹配來充分利用發(fā)動機(jī)的輸出功率，實現(xiàn)節(jié)能控制；而負(fù)載和泵之間通過二次調(diào)節(jié)來實現(xiàn)能量回收以達(dá)到節(jié)能的目的。變量泵(4)與柴油發(fā)動機(jī)(5)的匹配原則就是要保持發(fā)動機(jī)的實際工作點在最佳工作點附近變化。外界負(fù)載的變化會使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩也發(fā)生變化，致使發(fā)動機(jī)偏離最佳工作點，所以要進(jìn)行柴油發(fā)動機(jī)(5)與變量泵(4)的匹配。柴油發(fā)動機(jī)(5)與變量泵(4)的匹配就是使變量泵(4)吸收的功率等于柴油發(fā)動機(jī)(5)的輸出功率,即Ne=Np(I)式中，凡-發(fā)動機(jī)輸出功率；Np-泵的吸收功率所以neMe = npMp(2)式中，ne-發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；np_泵轉(zhuǎn)速；Me_發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩；Mp-泵轉(zhuǎn)矩因為柴油發(fā)動機(jī)(5)與變量泵(4)剛性連接在一起，ne=np，所以Me=Mp(3)Me=Pbqb/2 Ji⑷式中，Pb-泵液壓力；qb_泵排量Pp取決于負(fù)載。當(dāng)負(fù)載變大(小)時，Pp變大(小),泵的吸收轉(zhuǎn)矩變大(小),所以柴油發(fā)動機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速會下降(上升)。此時，要調(diào)節(jié)變量泵(4)的排量，使其變小(大)，直到泵的吸收轉(zhuǎn)矩下降(上升)到初始設(shè)定值。這樣發(fā)動機(jī)又將工作在最佳工作點，從而實現(xiàn)了柴油發(fā)動機(jī)(5)與變量泵(4)的功率匹配。泵和負(fù)載之間引入了二次調(diào)節(jié)技術(shù)來回收車輛的動能，然后合理地控制儲存能量的釋放，配合泵的工作，使能量得到充分的利用。二次調(diào)節(jié)裝置包括二次元件變量馬達(dá)
(16)、蓄能器(11)和負(fù)載。當(dāng)二次元件工作在馬達(dá)的エ況時，驅(qū)動外負(fù)載做功；當(dāng)工作在泵的エ況時，可以回收車輛的動能或者重力勢能，由此實現(xiàn)能量回收以達(dá)到節(jié)能的目的。本實用新型全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置的進(jìn)步還在于(I)本裝置中，當(dāng)車輛制動的時候，由控制器(I)調(diào)節(jié)二次元件變量馬達(dá)(16)，使其工作在泵的エ況，發(fā)動機(jī)和泵開始怠速，這時二次元件將車輛的動能存儲到蓄能器中。壓力繼電器可以設(shè)置蓄能器的最大壓力，當(dāng)蓄能器達(dá)到了最大壓力，通過控制器控制兩位三通閥(13)，將多余的液壓油導(dǎo)向油箱(19)，起到安全作用。當(dāng)車輛起步時，控制器(I)可以根據(jù)實際エ況控制蓄能器(11)釋放能量，配合變量泵(4) 一起工作。(2)本裝置中引入了液壓變壓器(14)，與蓄能器(11)串聯(lián)使用，液壓蓄能器(11)前端有了液壓變壓器(14)和壓カ繼電器(12)進(jìn)行壓カ調(diào)節(jié)后，其初始工作壓カ及儲能時最高工作壓カ都可以不受系統(tǒng)的限制，液壓蓄能器(11)與可調(diào)式液壓變壓器(14)串聯(lián)使用，能優(yōu)化液壓蓄能器(11)的存儲能力。(3)本裝置中調(diào)節(jié)二次元件和變量泵(4)排量的執(zhí)行元件為數(shù)字液壓缸(2)。數(shù)字液壓缸(2)可以用數(shù)字信號直接控制，來完成直線運動，比起現(xiàn)有的控制排量變化的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高等特點。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進(jìn)ー步說明。圖I為本實用新型全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置的構(gòu)成結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I.控制器，2.數(shù)字液壓缸，3.壓カ傳感器，4.變量泵，5.柴油發(fā)動機(jī)，6.ネト油泵，7.冷卻器，8.過濾器，9.補(bǔ)油溢流閥，10.補(bǔ)油單向閥，11.蓄能器，12.壓カ繼電器，13.兩位三通閥，14.液壓變壓器，15.兩位兩通閥，16.變量馬達(dá)，17.轉(zhuǎn)矩傳感器，18.高壓安全閥，19.油箱，20.主控單向閥。
具體實施方式
圖I所示實施例表明，全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置，包括控制器(I)、兩個數(shù)字液壓缸(2)、壓カ傳感器(3)、變量泵(4)、柴油發(fā)動機(jī)(5)、補(bǔ)油泵(6)、冷卻器(7)、過濾器(8)、補(bǔ)油溢流閥(9)、兩個補(bǔ)油單向閥(10)、蓄能器(11)、壓カ繼電器(12)、兩位三通閥(13)、液壓變壓器(14)、兩位兩通閥(15)、變量馬達(dá)(16)、轉(zhuǎn)矩傳感器(17)、高壓安全閥
(18)、油箱(19)和兩個主控單向閥(20);各個部件的連接方式是，控制器(I)分別與兩個數(shù)字液壓缸(2)、壓カ傳感器(3)、柴油發(fā)動機(jī)(5)、兩位三通閥(13)、兩位兩通閥(15)和轉(zhuǎn)矩傳感器(17)通過控制導(dǎo)線連接，ー個數(shù)字液壓缸(2)與變量泵(4)連接，另ー個數(shù)字液壓缸(2)與變量馬達(dá)(16)連接，變量泵(4)和柴油發(fā)動機(jī)(5)剛性相連，變量泵(4)和變量馬達(dá)(16)組成閉合油路并與主控單向閥(20)連接，柴油發(fā)動機(jī)(5)與補(bǔ)油泵(6)連接，補(bǔ)油泵(6)通過過濾器(8)與油箱(19)連接，補(bǔ)油泵(6)又通過補(bǔ)油溢流閥(9)與油箱(19)連接，補(bǔ)油泵(6)還通過補(bǔ)油單向閥(10)與變量泵(4)連接，冷卻器(7)分別與變量泵(4)和變量馬達(dá)(16)連接，蓄能器(11)與壓カ繼電器(12)通過導(dǎo)線連接，蓄能器(11)并通過兩位三通閥(13)和液壓變壓器(14)連接，液壓變壓器(14)和兩位兩通閥(15)相連，兩位兩通閥(15)與變量泵(4)和變量馬達(dá)(16)連接，變量馬達(dá)(16)和負(fù)載連接，高壓安全閥(18)通過主控單向閥(20)和變量泵(4)連接，高壓安全閥(18)和油箱(19)連接，上述的連接方法，除特別指明的連接方法之外均為通過油管管路連接。上述構(gòu)成部件中，補(bǔ)油單向閥(10)的作用是同時實現(xiàn)雙向補(bǔ)油，高壓安全閥(18)限定最高工作壓力，主控單向閥(20)實現(xiàn)雙向限壓，補(bǔ)油泵(6)用于彌補(bǔ)系統(tǒng)泄露，冷卻器(7)串聯(lián)在油路中以冷卻高溫液壓油，過濾器(8)能過濾掉液壓油中的雜質(zhì)，兩位兩通閥(15)與控制器(I)相連用于控制蓄能器(11)的開斷。上述實施例中，所用控制器(I)采用哈佛結(jié)構(gòu)的數(shù)字信號處理器(DSP);所述柴油發(fā)動機(jī)(5)采用康明斯NT855柴油發(fā)動機(jī)；所述變量泵(4)采用德國力士樂公司的A4VG高壓柱塞變量泵；所述變量馬達(dá)(16)采用德國力士樂公司的A6VE變量馬達(dá)；所述數(shù)字液壓缸
(2)采用小型化外驅(qū)動式數(shù)字液壓缸；所述蓄能器(11)采用氣囊式蓄能器；所述液壓變壓器(14)采用荷蘭Innas液壓變壓器；壓カ傳感器、補(bǔ)油泵、冷卻器、過濾器、補(bǔ)油溢流閥、ネト油單向閥、壓カ繼電 器、兩位三通閥、兩位兩通閥、轉(zhuǎn)矩傳感器、高壓安全閥、油箱、主控單向閥可采用本技術(shù)領(lǐng)域通用的設(shè)備；所涉及的部件均可通過商購得到。上述實施例中，所有部件之間的連接和安置方式是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。
權(quán)利要求1.全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置，其特征在于包括控制器、兩個數(shù)字液壓缸、壓カ傳感器、變量泵、柴油發(fā)動機(jī)、補(bǔ)油泵、冷卻器、過濾器、補(bǔ)油溢流閥、兩個補(bǔ)油單向閥、蓄能器、壓カ繼電器、兩位三通閥、液壓變壓器、兩位兩通閥、變量馬達(dá)、轉(zhuǎn)矩傳感器、高壓安全閥、油箱和兩個主控單向閥；各個部件的連接方式是，控制器分別與兩個數(shù)字液壓缸、壓カ傳感器、柴油發(fā)動機(jī)、兩位三通閥、兩位兩通閥和轉(zhuǎn)矩傳感器通過控制導(dǎo)線連接，ー個數(shù)字液壓缸與變量泵連接，另ー個數(shù)字液壓缸與變量馬達(dá)連接，變量泵和柴油發(fā)動機(jī)剛性相連，變量泵和變量馬達(dá)組成閉合油路并與主控單向閥連接，柴油發(fā)動機(jī)與補(bǔ)油泵連接，補(bǔ)油泵通過過濾器與油箱連接，補(bǔ)油泵又通過補(bǔ)油溢流閥與油箱連接，補(bǔ)油泵還通過補(bǔ)油單向閥與變量泵連接，冷卻器分別與變量泵和變量馬達(dá)連接，蓄能器與壓カ繼電器通過導(dǎo)線連接，蓄能器并通過兩位三通閥和液壓變壓器連接，液壓變壓器和兩位兩通閥相連，兩位兩通閥與變量泵和變量馬達(dá)連接，變量馬達(dá)和負(fù)載連接，高壓安全閥通過主控單向閥和變量泵連接，高壓安全閥和油箱連接，上述的連接方式，均為通過油管管路連接。
專利摘要本實用新型全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動液壓裝置，涉及采用液壓驅(qū)動的推土機(jī)的結(jié)構(gòu)部件，包括控制器、兩個數(shù)字液壓缸、壓力傳感器、變量泵、柴油發(fā)動機(jī)、補(bǔ)油泵、冷卻器、過濾器、補(bǔ)油溢流閥、兩個補(bǔ)油單向閥、蓄能器、壓力繼電器、兩位三通閥、液壓變壓器、兩位兩通閥、變量馬達(dá)、轉(zhuǎn)矩傳感器、高壓安全閥、油箱和兩個主控單向閥，該裝置是將功率匹配與二次調(diào)節(jié)技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到全液壓推土機(jī)上，達(dá)到節(jié)能目的，克服了現(xiàn)有的全液壓推土機(jī)存在能耗高的缺點。
文檔編號F15B21/14GK202644609SQ20122026448
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者張潤利, 劉新福, 賀杰, 劉鵬, 楊戈, 范昀陽 申請人:河北工業(yè)大學(xué)