纯电动工程车辆液压系统

文档序号:1858127 发布日期:2021-11-19 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 纯电动工程车辆液压系统 (Hydraulic system of pure electric engineering vehicle ) 是由 郄松涛 张卫东 李莺莺 段嘉慧 丛佩文 于 2021-08-05 设计创作,主要内容包括:本发明实施例公开一种纯电动工程车辆液压系统,包括:油泵电机、液压泵、优先阀、转向器、转向油缸、多路阀、先导油源阀和先导阀;所述油泵电机驱动与液压油箱连通的液压泵,液压泵出口处一路油路与优先阀连通,所述优先阀经转向器控制转向油缸动作,所述优先阀还与所述多路阀连通;所述液压泵出口处的另外一路油路经所述先导油源阀与所述先导阀连接,所述先导阀连接至多路阀的油口,所述先导阀经多路阀控制工作油缸动作;所述多路阀为闭中心机能的主阀,当整机没有工作或转向动作,液压泵的液压油通过三通压力补偿器返回油箱;减小中位损失,同时降低了高压溢流损失,降低消耗,提高动力电池续航能力。(The embodiment of the invention discloses a hydraulic system of a pure electric engineering vehicle, which comprises: the system comprises an oil pump motor, a hydraulic pump, a priority valve, a steering gear, a steering oil cylinder, a multi-way valve, a pilot oil source valve and a pilot valve; the oil pump motor drives a hydraulic pump communicated with a hydraulic oil tank, one path of oil way at the outlet of the hydraulic pump is communicated with a priority valve, the priority valve controls the action of a steering oil cylinder through a steering gear, and the priority valve is also communicated with the multi-way valve; the other path of oil circuit at the outlet of the hydraulic pump is connected with the pilot valve through the pilot oil source valve, the pilot valve is connected to an oil port of the multi-way valve, and the pilot valve controls the working oil cylinder to act through the multi-way valve; the multi-way valve is a main valve with a closed center function, and when the whole machine does not work or does not turn, hydraulic oil of the hydraulic pump returns to the oil tank through the three-way pressure compensator; the neutral position loss is reduced, the high-pressure overflow loss is reduced, the consumption is reduced, and the cruising ability of the power battery is improved.)

纯电动工程车辆液压系统

技术领域

本发明属于新能源技术领域,具体涉及一种纯电动工程车辆液压系统。

背景技术

工程车辆存在的油耗高,尾气排放差造成环境污染一直是亟待解决的问题,大力发展新能源已经成为全球能源转型的核心趋势,其中纯电动技术是一个主要方向,随着电机、电控技术的发展完善,锂离子动力电池技术在工程车辆上的应用越来越广泛。

其中如磷酸铁锂电池的单体质量能量密度在160Wh/kg左右,一些优秀的电池厂家能做到175-180Wh/kg的水平。工程车辆受布置空间、整车质量等的限制,动力电池的安装数量也有限,因此在动力电池储备能量一定的情况下如何降低消耗、提高电池的能量利用效率和续航能力成为重中之重。

目前纯电动工程车辆液压系统一般将油泵电机的转速设定为恒定值,多路阀沿用传统内燃机设备的开中位阀造成能量浪费,存在车辆续航能力差,充满电后工作时间短等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,提供一种基于正流量控制的液压系统及控制方法。

本发明的技术方案如下:

一种纯电动工程车辆液压系统,包括:油泵电机、液压泵、优先阀、转向器、转向油缸、多路阀、先导油源阀和先导阀;所述油泵电机驱动与液压油箱连通的液压泵,液压泵出口处一路油路与优先阀连通,所述优先阀经转向器控制转向油缸动作,所述优先阀还与所述多路阀连通;所述液压泵出口处的另外一路油路经所述先导油源阀与所述先导阀连接,所述先导阀连接至多路阀的油口,所述先导阀经多路阀控制工作油缸动作;所述多路阀为闭中心机能的主阀,包括三通补偿器、溢流阀以及两个阀芯,当整机没有工作或转向动作,即阀芯处于中位时,液压泵的液压油通过三通压力补偿器返回油箱;所述优先阀至转向器的油路中安装有转向传感器,用于检测是否有转向动作,输出转向压力反馈信号;还包括用于检测所述阀芯开度的需求传感器。

本发明的优点和有益效果是:

仅需一台油泵电机且其转速可以按照转向传感器、压差传感器、先导压力传感器反馈的信号实时变化,根据系统需求驱动液压泵提供液压油,减少富余油液产生,有利于降低液压系统能耗;采用液压泵+闭中位系统配置,减小中位损失,同时降低了高压溢流损失,当系统长时间无动作时将电机转速设定为零,进一步降低消耗,提高动力电池续航能力。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的纯电动工程车辆液压系统的示意性结构框图;

图2为本发明另一个实施例提供的纯电动工程车辆液压系统的示意性结构框图;

图3为本发明又一个实施例提供的纯电动工程车辆液压系统的示意性结构框图;

图4为本发明又一个实施例提供的纯电动工程车辆液压系统的示意性结构框图;

图5为本发明实施例1的油泵电机转速变化曲线图;

图6为本发明实施例2的油泵电机转速变化曲线图;

图7为本发明实施例3的油泵电机转速变化曲线图;

图8为本发明实施例4的油泵电机转速变化曲线图。

其中:1、液压油箱;2、液压泵;3、油泵电机;4、优先阀;5、转向器;6、前转向油缸;7、后转向油缸;8、多路阀;81、三通补偿器;82、LS溢流阀;83、第一阀芯;84、第二阀芯;85、补油单向阀;86、第一二次溢流阀;87、第二二次溢流阀;88、第三二次溢流阀;89、第一止回单向阀;810、第二止回单向阀;9、压差传感器;10、第一转向传感器;11、先导油源阀;12、回油块;13、液压油散热器;14、回油滤芯;15、回油单向阀;16、先导阀;17、空气滤清器;18、第一工作油缸;19、第二工作油缸;20、组合梭阀;21、第一先导压力传感器;22、第二转向传感器;23、MLS压力开关;24、第三转向传感器;25、梭阀;26、第二先导压力传感器;27、第三先导压力传感器;28、第四先导压力传感器;29、第五先导压力传感器;30、第六先导压力传感器;31、第四转向传感器。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

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。

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,可以是两个部件内部的连通。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1:

如图1所示,一种纯电动工程车辆液压系统,包括液压油箱1、液压泵2、油泵电机3、优先阀4、转向器5、前转向油缸6、后转向油缸7、多路阀8、先导油源阀11、先导阀16、液压油散热器13;所述油泵电机3驱动液压泵2,液压泵2出口处一路油路输出压力油与优先阀4的P口连通,所述优先阀4的CF口与转向器5的P口连通并经转向器5控制与转向器5连接的前转向油缸6、后转向油缸7;所述优先阀4的EF口与多路阀8的P口连通,所述先导阀16与多路阀8连通并经多路阀8控制与多路阀8连接的第一工作油缸18、第二工作油缸19动作;所述液压泵2出口处的另外一路油路与先导油源阀11的P口连通,经先导油源阀11的A口与先导阀16的P口连接;所述先导阀16的1、2、3、4口分别连接至多路阀8的a1、b1、a2、b2油口;所述多路阀8为闭中位机能,包括三通补偿器81、LS溢流阀82以及第一阀芯83、第二阀芯84,当第一阀芯83和第二阀芯84处于中位时,MLS油路与T口油路连通,MLS油路压力为零,液压泵2的液压油通过三通压力补偿器81返回液压油箱1。

所述优先阀4PLS至转向器5SLS油路中安装有第一转向传感器10,用于检测是否有转向动作,输出转向压力反馈信号;在多路阀8端安装有压差传感器9,所述压差传感器9一端与多路阀8P口连通,另一端与多路阀8MLS口连通,所述压差传感器9用于用于检测第一阀芯83、第二阀芯84的阀芯入口P与LS口的压差,此压差反应阀芯的开度,当阀芯开度越大时,压差传感器9的检测的压差值会越小,代表司机需求的流量越大,根据压差传感器9检测的压差实时调节电机转速,没有多于流量产生,能耗更低。

所述转向器5、优先阀4、先导油源阀11、先导阀16的T口均与回油块12连接并经回油块12与液压油箱1连通;所述多路阀8的T口连接至液压油散热器13的进口,液压油散热器13的出口与回油滤芯14的入口连通,液压油经回油滤芯14的出口回到液压油箱1内;所述液压油散热器13的入口处并联连接有回油单向阀15,所述单向阀15的出口与液压油箱1连通;所述液压油箱1上设置有空气滤清器17。

所述多路阀8包含三通补偿器81、LS溢流阀82、第一阀芯83、第二阀芯84,第一阀芯83设有第一止回单向阀89,第二阀芯84设有第二止回单向阀810,第一阀芯83与第一工作油缸18之间设有第一二次溢流阀86、第二二次溢流阀87,第二阀芯84与第二工作油缸19之间设有第三二次溢流阀88和补油单向阀85;需要说明的是,所述第一止回单向阀89、第二止回单向阀810、第一二次溢流阀86、第二二次溢流阀87、第三二次溢流阀88、补油单向阀85不是必须的,可以根据工程车辆的工况和功能要求配置。

需要说明的是,所述油泵电机3转速可以根据工况需求变化。

采用上述方案,至少具有如下有益效果:由于多路阀8为闭中心的主阀,当整机没有工作或转向动作液压泵的液压油通过81三通压力补偿器返回油箱,三通压力补偿器81的入口产生的背压提供给先导油路(先导油源阀11与先导阀16),可以省去一个单独给先导油路提供油液的先导液压泵,降低成本,因此采用一个液压泵就可以实现系统所有功能,给转向系统、工作系统、先导油路提供油液。

使用时,如图5所示,整机怠速无动作时,此时第一转向传感器10输出压力P1保持待命压力P1sls0,压差传感器9输出压力Pdif保持待命压力△p0,此时油泵电机3转速设定为低怠速转速n10;当待命压力P1sls0和待命压力△p0保持时间大于30s时,设定油泵电机3转速为零;

单独转向时,此时第一转向传感器10输出压力P1将大于待命压力P1sls0,此时油泵电机3转速设定为n1,n1>n10

单独工作时,此时第一转向传感器10输出压力P1保持待命压力P1sls0,压差传感器9输出压力Pdif将随第一阀芯83或第二阀芯84的行程变化,此时油泵电机3的转速设定为与压差传感器9输出压力Pdif呈线性或非线性变化的转速,随着压差传感器9输出压力Pdif变化油泵电机3的转速逐渐增大至n1max,具体转速变化曲线需按照工况调定;

转向和工作同时动作时,此时第一转向传感器10输出压力P1将大于待命压力P1sls0,压差传感器9输出压力Pdif将随第一阀芯83或第二阀芯84的行程变化,此时油泵电机3最低转速设定为n1,并且在转速n1的基础上油泵电机3的转速设定为与压差传感器9输出压力Pdif呈线性或非线性变化的转速,随着压差传感器9输出压力Pdif变化油泵电机3的转速逐渐增大至n1max,具体转速变化曲线需按照工况调定。

实施例2:

如图2所示,在与实施例1中第一转向传感器10相同的位置安装有第二转向传感器22,与实施例1的区别在于,实施例2中没有压差传感器9,取而代之的是在先导阀16至多路阀8管路中串联有组合梭阀20,所述先导阀16的1、2、3、4口分别与组合梭阀20的入口S1、S2、S3、S4口连通,所述组合梭阀20的出口S1-1、S2-1、S3-1、S4-1口分别与多路阀8的a1、b1、a2、b2油口连接;所述组合梭阀20的C口设置有第一先导压力传感器21;所述第二转向传感器22用于输出转向压力反馈信号,所述第一先导压力传感器21用于输出先导压力反馈信号。

第一先导压力传感器21用于检测第一阀芯83、第二阀芯84的阀芯的开度,当阀芯开度越大时,第一先导压力传感器的检测的压力值会越大,代表司机需求的流量越大,先导压力传感器的检测的压力是从组合梭阀20提取出来的最大的先导压力值。此方案所需的传感器的数量较少,成本也较低。

使用时,如图6所示,整机怠速无动作时,此时第二转向传感器22输出压力P2保持待命压力P2sls0,第一先导压力传感器21输出压力P21=0,此时油泵电机3转速设定为低怠速转速n20;当待命压力P2sls0和第一先导压力传感器21输出压力P21=0保持时间大于30s时,设定油泵电机3转速为零;

单独转向时,此时第二转向传感器22输出压力P2将大于待命压力P2sls0,此时油泵电机3转速设定为n2,n2>n20

单独工作时,此时第二转向传感器22输出压力P2保持待命压力P2sls0,第一先导压力传感器21输出压力P21将随先导阀16手柄角度变化,此时油泵电机3的转速设定为与第一先导压力传感器21输出压力P21呈线性或非线性变化的转速,随着第一先导压力传感器21输出压力P21变化油泵电机3的转速逐渐增大至n2max,具体转速变化曲线需按照工况调定;

转向和工作同时动作时,此时第二转向传感器22输出压力P2将大于待命压力P2sls0,第一先导压力传感器21输出压力P21将随先导阀16手柄角度变化,此时油泵电机3最低转速设定为n1,并且在转速n2的基础上油泵电机3的转速设定与第一先导压力传感器21输出压力P21呈线性或非线性变化的转速,随着第一先导压力传感器21输出压力P21变化油泵电机3的转速逐渐增大至n2max,具体转速变化曲线需按照工况调定。

实施例3:

如图3所示,在与实施例2中第二转向传感器22相同的位置安装有第三转向传感器24,与实施例2的区别在于,在多路阀8b1和b2油口至先导阀16的管路中间跨接梭阀25,所述梭阀25比较多路阀8b1和b2油口压力之后经梭阀25C口安装的第三先导压力传感器26输出最高压力;所述第三转向传感器24用于输出转向压力反馈信号,所述第三先导压力传感器26用于输出先导压力反馈信号;MLS压力开关用于检测多路阀8的MLS油路压力。

实施例3与实施例2的区别在于先导压力的提取点有所不同,这种方案适用于特定设备的特定工况。第三先导压力传感器用于检测第一阀芯83、第二84b1口或b2口的先导压力值,当第一阀芯83或第二阀芯84b1口或b2口的先导压力越大时,先导压力传感器26的检测的压力值会越大,代表司机需求的流量越大,第三先导压力传感器26的检测的压力是从梭阀25提取出来的最大的先导压力值。之所以没有采集a1口及a2口的先导压力值,是因为当a1口或a2口有先导压力时某些工程设备需求的系统流量很小,此时只需要电机转速维持一个较小的值即可,不需要实时根据先导压力值调整电机转速,可以进一步降低能耗。

使用时,如图7所示,整机怠速无动作时,此时第三转向传感器24输出压力P3保持待命压力P3sls0,第二先导压力传感器26输出压力P26=0,MLS压力开关关闭,此时油泵电机3转速设定为怠速转速n30;当待命压力P3sls0和第二先导压力传感器26输出压力P26=0且MLS压力开关关闭保持时间大于30s时,设定油泵电机3转速为零;

单独转向时,此时第三转向传感器24输出压力P3将大于待命压力P3sls0,此时油泵电机3转速设定为n3,n3>n30

单独工作时,此时第三转向传感器24输出压力P3保持待命压力P3sls0,第二先导压力传感器26输出压力P26将随先导阀16手柄角度变化,此时油泵电机3的转速设定为与第二先导压力传感器26输出压力P26呈线性或非线性变化的转速,随着第二先导压力传感器26输出压力P26变化油泵电机3的转速逐渐增大至n3max,具体转速变化曲线需按照工况调定;特定的,当先导阀16输出油口1口或4口输出先导压力变化时MLS压力开关打开,此时油泵电机3的转速设定为转速n3

转向和工作同时动作时,此时第三转向传感器26输出压力P3将大于待命压力P3sls0,第二先导压力传感器26输出压力P26将随先导阀16手柄角度变化,此时油泵电机3最低转速设定为n1,并且在转速n1的基础上油泵电机3的转速设定与第二先导压力传感器26输出压力P26呈线性或非线性变化的转速,随着第二先导压力传感器26输出压力P26变化油泵电机3的转速逐渐增大至n3max,具体转速变化曲线需按照工况调定;特定的,当先导阀16输出油口1口或4口输出先导压力变化时MLS压力开关打开,此时油泵电机3的转速设定为转速n3

实施例4:

如图4所示,在与实施例2中第二转向传感器22相同的位置安装有第四转向传感器31,与实施例2和3的区别在于,在先导阀16至多路阀8的每条先导管路中分别安装第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30;所述先导压力传感器用于输出各先导管路先导压力反馈信号,先导压力传感器用于检测第一阀芯83、第二阀芯84的阀芯的开度。此方案的优点在于:可以分别根据第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30检测的先导压力调定电机的控制曲线,这样就可以分别控制第一工作油缸18、第二工作油缸19伸出或缩回时动作的快慢,操作的舒适性和工况适应性更强。

使用时,如图8所示,整机怠速无动作时,此时第四转向传感器31输出压力P4保持待命压力P4sls0,第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力均为零,此时油泵电机3转速设定为低怠速转速n40;当待命压力P4sls0和第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力均为零保持时间大于30s时,设定油泵电机3转速为零;

单独转向时,此时第四转向传感器31输出压力P4将大于待命压力P4sls0,此时油泵电机3转速设定为n4,n4>n40

单独工作时,此时第四转向传感器31输出压力P4保持待命压力P4sls0,第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力将随先导阀16手柄角度变化,此时油泵电机3的转速设定为与第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力呈线性或非线性变化的转速,随着第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力P27-P30变化油泵电机3的转速逐渐增大至n4max,具体转速变化曲线需按照工况调定;

转向和工作同时动作时,此时第四转向传感器31输出压力P4将大于待命压力P4sls0,第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力将随先导阀16手柄角度变化,此时油泵电机3最低转速设定为n4,并且在转速n1的基础上油泵电机3的转速设定为与第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力呈线性或非线性变化的转速,随着第三先导压力传感器27、第四先导压力传感器28、第五先导压力传感器29、第六先导压力传感器30输出压力P27-P30变化油泵电机3的转速逐渐增大至n4max,具体转速变化曲线需按照工况调定。

实施例2-4的相似之处是先导压力是通过组合梭阀20或梭阀25或直接在先导管路上检测提取的。

采用上述任意一种实施方式都具有的有益效果是当系统长时间无动作时根据各传感器的信号将电机转速设定为零,进一步降低消耗,提高动力电池续航能力。

以上对本发明的实例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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