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一种分布式复合电液独立驱动系统及挖掘机

专利类型 发明公开 法律事件 公开;
专利有效性 公开 当前状态 公开
申请号 CN202510405196.0 申请日 2025-04-02
公开(公告)号 CN119900307A 公开(公告)日 2025-04-29
申请人 华侨大学; 申请人类型 学校
发明人 林添良; 林元正; 陈其怀; 王世龙; 缪骋; 付胜杰; 郑伟杰; 任好玲; 吴志鸿; 石家榕; 第一发明人 林添良
权利人 华侨大学 权利人类型 学校
当前权利人 华侨大学 当前权利人类型 学校
省份 当前专利权人所在省份:福建省 城市 当前专利权人所在城市:福建省泉州市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:福建省泉州市丰泽区城华北路269号 邮编 当前专利权人邮编:362000
主IPC国际分类 E02F3/42 所有IPC国际分类 E02F3/42E02F9/22F15B13/02F15B21/08
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 8 专利文献类型 A
专利代理机构 厦门智慧呈睿知识产权代理事务所 专利代理人 邱明惠;
摘要 本 发明 公开了一种分布式 泵 阀 复合电液独立驱动系统及挖掘机,包括:驱动 电机 ‑泵组件、卸荷阀组件、分流合流阀组件、分布式阀组件、执行器组件、液压油箱;其中,所述 驱动电机 ‑泵组件包括铲斗电机泵、斗杆电机泵以及动臂电机泵,所述卸荷阀组件包括铲斗卸荷阀组、斗杆卸荷阀组以及动臂卸荷阀组,所述分流合流阀组件包括铲斗电控三位三通比例换向阀、动臂电控三位三通比例换向阀以及第一 单向阀 和第二单向阀,所述分布式阀组件包括铲斗分布式阀组、斗杆分布式阀组以及动臂分布式阀组,所述执行器组件包括铲斗油缸、斗杆油缸以及动臂油缸。
权利要求

1.一种分布式复合电液独立驱动系统,其特征在于,包括:驱动电机‑泵组件、卸荷阀组件、分流合流阀组件、分布式阀组件、执行器组件、液压油箱;
其中,所述驱动电机‑泵组件包括铲斗电机泵、斗杆电机泵以及动臂电机泵,所述卸荷阀组件包括铲斗卸荷阀组、斗杆卸荷阀组以及动臂卸荷阀组,所述分流合流阀组件包括铲斗电控三位三通比例换向阀、动臂电控三位三通比例换向阀以及第一单向阀和第二单向阀,所述分布式阀组件包括铲斗分布式阀组、斗杆分布式阀组以及动臂分布式阀组,所述执行器组件包括铲斗油缸、斗杆油缸以及动臂油缸;
所述驱动电机‑泵组件通过与分流合流阀组件相连接,为系统提供三路相互独立的高压工作油液,所述分流合流阀组件与所述分布式阀组相连接,将经过分流合流处理的三路高压油液输送至所述分布式阀组,所述分布式阀组与所述执行器组件相连接并控制进入各个执行器的工作油液流量,以控制各个执行器速度,所述卸荷阀组件配置于所述驱动电机‑泵组件出口,用于调整各驱动电机‑泵组件最大工作压和卸荷功能。
2.根据权利要求1所述的一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,其特征在于,所述铲斗电机泵包括铲斗驱动电机和铲斗变量泵,所述铲斗驱动电机与所述铲斗变量泵机械连接,所述铲斗变量泵进油口与所述液压油箱连接,所述铲斗变量泵的出油口与所述铲斗分布式阀组件入口连接;所述斗杆电机泵包括斗杆驱动电机和斗杆变量泵,所述斗杆驱动电机与所述斗杆变量泵机械连接,所述斗杆变量泵进油口与所述液压油箱连接,所述斗杆变量泵的出油口与所述斗杆分布式阀组件入口连接;所述动臂电机泵包括和动臂驱动电机和动臂变量泵,所述动臂驱动电机与所述动臂变量泵机械连接,所述动臂变量泵进油口与所述液压油箱连接,所述动臂变量泵的出油口与所述动臂分布式阀组件入口连接。
3.根据权利要求1所述的一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,其特征在于,所述铲斗卸荷阀组包括铲斗先导溢流阀、铲斗二位四通电磁阀以及铲斗单向阀,所述斗杆卸荷阀组包括斗杆先导溢流阀、斗杆二位四通电磁阀以及斗杆单向阀,所述动臂卸荷阀组包括动臂先导溢流阀、动臂电控二位四通电磁阀以及动臂单向阀;
其中,各个先导溢流阀的进油口与各个对应的变量泵的出口相连接,各个先导溢流阀的出油口与所述液压油箱相连接,各个二位四通电磁阀与各个先导溢流阀相连接用以调节各个先导溢流阀的溢流压力,各个单向阀均配置于对应变量泵出油口以防止系统工作液压油反向回流。
4.根据权利要求2所述的一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,其特征在于,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的进油口与所述铲斗变量泵出油口连接,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的第一出油口与所述铲斗分布式阀组的进油口连接,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的第二出油口经过所述第一单向阀后并联连接至所述斗杆分布式阀组的进油口,所述动臂电控三位三通比例换向阀的进油口与所述动臂变量泵出油口连接,所述动臂电控三位三通比例换向阀的第一出油口与所述动臂分布式阀组的进油口连接,所述动臂电控三位三通比例换向阀的第二出油口经过所述第二单向阀后并联连接至所述斗杆分布式阀组的进油口;
在正常工况下,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的进油口与第一出油口连通,所述动臂电控三位三通比例换向阀的出油口与第一出油口连通,所述铲斗油缸、斗杆油缸以及动臂油缸由对应的三个电机泵独立驱动;
在斗杆快速运行工况下,控制所述铲斗电控三位三通比例换向阀的进油口与第二出油口连通,控制所述动臂电控三位三通比例换向阀的进油口与第二出油口连通,以实现根据工况选择所述铲斗变量泵或者所述动臂变量泵通过分流合流阀组件向斗杆驱动回路提供工作油液。
5.根据权利要求2所述的一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,其特征在于,所述铲斗分布式阀组包括铲斗第一电控二位二通阀、铲斗第二电控二位二通阀、铲斗第三电控二位二通阀、铲斗第四电控二位二通阀,所述铲斗第一电控二位二通阀的进油口与所述铲斗油缸的无杆腔连接,所述铲斗第一电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述铲斗第二电控二位二通阀的进油口与所述铲斗变量泵的出油口连接,所述铲斗第二电控二位二通阀的出油口与所述铲斗油缸的无杆腔连接,所述铲斗第三电控二位二通阀的进油口与所述铲斗变量泵的出油口连接,所述铲斗第三电控二位二通阀的出油口与所述铲斗油缸的有杆腔连接,所述铲斗第四电控二位二通阀的进油口与所述铲斗油缸的有杆腔连接,所述铲斗第四电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接;
所述铲斗第一电控二位二通阀与所述铲斗第三电控二位二通阀通电时,液压油通过所述铲斗第三电控二位二通阀进入所述铲斗油缸有杆腔,所述铲斗油缸无杆腔液压油通过所述铲斗第一电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述铲斗油缸活塞杆缩回,所述铲斗第二电控二位二通阀与所述铲斗第四电控二位二通阀通电时,液压油通过所述铲斗第二电控二位二通阀进入所述铲斗油缸无杆腔,所述铲斗油缸有杆腔液压油通过所述铲斗第四电控二位二通阀流回液压油箱,实现铲斗油缸活塞杆伸出。
6.根据权利要求1所述的一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,其特征在于,所述斗杆分布式阀组包括斗杆第一电控二位二通阀、斗杆第二电控二位二通阀、斗杆第三电控二位二通阀、斗杆第四电控二位二通阀、斗杆第五电控二位二通阀、斗杆第六电控二位二通阀,所述斗杆第一电控二位二通阀的进油口与所述斗杆油缸的无杆腔连接,所述斗杆第一电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述斗杆第二电控二位二通阀的进油口与所述斗杆变量泵的出油口连接,所述斗杆第二电控二位二通阀的出油口与所述斗杆油缸的无杆腔连接,所述斗杆第三电控二位二通阀的进油口与所述斗杆变量泵的出油口连接,所述斗杆第三电控二位二通阀的出油口与所述斗杆油缸的有杆腔连接,所述斗杆第四电控二位二通阀的进油口与所述斗杆油缸的有杆腔连接,所述斗杆第四电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述斗杆第五电控二位二通阀的进油口与所述斗杆第三电控二位二通阀的出油口连接,所述斗杆第五电控二位二通阀的出油口与所述斗杆第二电控二位二通阀的出油口连接,所述斗杆第六电控二位二通阀的进油口与所述斗杆油缸的有杆腔连接,所述斗杆第六电控二位二通阀的出油口可配置为与外部液压能量回收系统连接;
所述斗杆第一电控二位二通阀与所述斗杆第三电控二位二通阀通电时,液压油通过所述斗杆第三电控二位二通阀进入所述斗杆油缸有杆腔,所述斗杆油缸无杆腔液压油通过所述斗杆第一电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述斗杆油缸活塞杆缩回,所述斗杆第二电控二位二通阀与所述斗杆第四电控二位二通阀通电时,液压油通过所述斗杆第二电控二位二通阀进入所述斗杆油缸无杆腔,所述斗杆油缸有杆腔液压油通过所述斗杆第四电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述斗杆油缸活塞杆伸出;
所述斗杆第五电控二位二通阀配置为将所述斗杆油缸有杆腔能量再生至所述斗杆油缸无杆腔;
所述斗杆第六电控二位二通阀用于对铲斗油缸超越伸出时,对有杆腔的回油液压能量进行能量回收。
7.根据权利要求1所述的一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,其特征在于,所述动臂分布式阀组包括动臂第一电控二位二通阀、动臂第二电控二位二通阀、动臂第三电控二位二通阀、动臂第四电控二位二通阀、动臂第五电控二位二通阀、动臂第六电控二位二通阀,所述动臂第一电控二位二通阀的进油口与所述动臂油缸的有杆腔连接,所述动臂第一电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述动臂第二电控二位二通阀的进油口与所述动臂变量泵的出油口连接,所述动臂第二电控二位二通阀的出油口与所述动臂油缸的有杆腔连接,所述动臂第三电控二位二通阀的进油口与所述动臂变量泵的出油口连接,所述动臂第三电控二位二通阀的出油口与所述动臂油缸的无杆腔连接,所述动臂第四电控二位二通阀的进油口与所述动臂油缸的无杆腔连接,所述动臂第四电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述动臂第五电控二位二通阀的进油口与所述动臂第三电控二位二通阀的出油口连接,所述动臂第五电控二位二通阀的出油口与所述动臂第二电控二位二通阀的出油口连接,所述动臂第六电控二位二通阀的进油口与所述动臂油缸无杆腔连接,所述动臂第六电控二位二通阀的出油口可配置为与外部液压能量回收系统连接;
所述动臂第一电控二位二通阀与所述动臂第三电控二位二通阀通电时,液压油通过所述动臂第三电控二位二通阀进入所述动臂油缸无杆腔,所述动臂油缸有杆腔液压油通过所述动臂第一电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述动臂油缸活塞杆伸出,所述动臂第二电控二位二通阀与所述动臂第四电控二位二通阀通电时,液压油通过所述动臂第二电控二位二通阀进入所述动臂油缸有杆腔,所述动臂油缸无杆腔液压油通过所述动臂第四电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述动臂油缸活塞杆缩回;
所述动臂第五电控二位二通阀配置为将所述动臂油缸无杆腔能量再生至所述动臂油缸有杆腔;
其中,所述动臂第六电控二位二通阀对动臂油缸超越缩回时,对无杆腔的回油液压能量进行用于液压能量回收。
8.一种电动挖掘机装置,其特征在于,包括如权利要求1‑7任意一项所述的分布式泵阀复合电液独立驱动系统。

说明书全文

一种分布式复合电液独立驱动系统及挖掘机

技术领域

[0001] 本发明涉及到工程机械系统结构领域,具体涉及到一种基于铲斗泵与动臂泵向斗杆合流的高效节能的泵阀复合电液独立驱动系统和电动挖掘机。

背景技术

[0002] 目前的电动挖掘机液压系统能量来源是通过单个或两个电机驱动单泵或双泵输出高压液压油至多路阀,多路阀再将高压液压油分配至各执行器,而挖掘机在作业过程中,各执行器所面临的负载各不相同,例如动臂油缸在举升时是阻伸出,下放时是超越缩回,斗杆油缸负载具有四象限特性,而铲斗油缸以阻力负载为主,使得各个执行器的压力流量特性均不相同,导致多路阀在分配流量时存在大量的压力耦合,进而不可避免的产生了大量的进油节流损失、回油节流损失和旁路节流回油损失等能量损耗,使整个液压系统的能量效率低下,这也是当前电动挖掘机能耗居高不下的根本原因,即使整机装备了大容量电池但仍然无法解决续航短的痛点。

发明内容

[0003] 有鉴于此,本发明针对背景技术中现有技术之不足,其主要目的是。
[0004] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,包括:驱动电机‑泵组件、卸荷阀组件、分流合流阀组件、分布式阀组件、执行器组件、液压油箱;其中,所述驱动电机‑泵组件包括铲斗电机泵、斗杆电机泵以及动臂电机泵,所述卸荷阀组件包括铲斗卸荷阀组、斗杆卸荷阀组以及动臂卸荷阀组,所述分流合流阀组件包括铲斗电控三位三通比例换向阀、动臂电控三位三通比例换向阀以及第一单向阀和第二单向阀,所述分布式阀组件包括铲斗分布式阀组、斗杆分布式阀组以及动臂分布式阀组,所述执行器组件包括铲斗油缸、斗杆油缸以及动臂油缸;
所述驱动电机‑泵组件通过与分流合流阀组件相连接,为系统提供三路相互独立的高压工作油液,所述分流合流阀组件与所述分布式阀组相连接,将经过分流合流处理的三路高压油液输送至所述分布式阀组,所述分布式阀组与所述执行器组件相连接并控制进入各个执行器的工作油液流量,以控制各个执行器速度,所述卸荷阀组件配置于所述驱动电机‑泵组件出口,用于调整各驱动电机‑泵组件最大工作压力和卸荷功能。
[0005] 优选的,所述铲斗电机泵包括铲斗驱动电机和铲斗变量泵,所述铲斗驱动电机与所述铲斗变量泵机械连接,所述铲斗变量泵进油口与所述液压油箱连接,所述铲斗变量泵的出油口与所述铲斗分布式阀组件入口连接;所述斗杆电机泵包括斗杆驱动电机和斗杆变量泵,所述斗杆驱动电机与所述斗杆变量泵机械连接,所述斗杆变量泵进油口与所述液压油箱连接,所述斗杆变量泵的出油口与所述斗杆分布式阀组件入口连接;所述动臂电机泵包括和动臂驱动电机和动臂变量泵,所述动臂驱动电机与所述动臂变量泵机械连接,所述动臂变量泵进油口与所述液压油箱连接,所述动臂变量泵的出油口与所述动臂分布式阀组件入口连接。
[0006] 优选的,所述铲斗卸荷阀组包括铲斗先导溢流阀、铲斗二位四通电磁阀以及铲斗单向阀,所述斗杆卸荷阀组包括斗杆先导溢流阀、斗杆二位四通电磁阀以及斗杆单向阀,所述动臂卸荷阀组包括动臂先导溢流阀、动臂电控二位四通电磁阀以及动臂单向阀;其中,各个先导溢流阀的进油口与各个对应的变量泵的出口相连接,各个先导溢流阀的出油口与所述液压油箱相连接,各个二位四通电磁阀与各个先导溢流阀相连接用以调节各个先导溢流阀的溢流压力,各个单向阀均配置于对应变量泵出油口以防止系统工作液压油反向回流。
[0007] 优选的,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的进油口与所述铲斗变量泵出油口连接,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的第一出油口与所述铲斗分布式阀组的进油口连接,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的第二出油口经过所述第一单向阀后并联连接至所述斗杆分布式阀组的进油口,所述动臂电控三位三通比例换向阀的进油口与所述动臂变量泵出油口连接,所述动臂电控三位三通比例换向阀的第一出油口与所述动臂分布式阀组的进油口连接,所述动臂电控三位三通比例换向阀的第二出油口经过所述第二单向阀后并联连接至所述斗杆分布式阀组的进油口;在正常工况下,所述铲斗电控三位三通比例换向阀的进油口与第一出油口连通,所述动臂电控三位三通比例换向阀的出油口与第一出油口连通,所述铲斗油缸、斗杆油缸以及动臂油缸由对应的三个电机泵独立驱动;
在斗杆快速运行工况下,控制所述铲斗电控三位三通比例换向阀的进油口与第二出油口连通,控制所述动臂电控三位三通比例换向阀的进油口与第二出油口连通,以实现根据工况选择所述铲斗变量泵或者所述动臂变量泵通过分流合流阀组件向斗杆驱动回路提供工作油液。
[0008] 优选的,所述铲斗分布式阀组包括铲斗第一电控二位二通阀、铲斗第二电控二位二通阀、铲斗第三电控二位二通阀、铲斗第四电控二位二通阀,所述铲斗第一电控二位二通阀的进油口与所述铲斗油缸的无杆腔连接,所述铲斗第一电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述铲斗第二电控二位二通阀的进油口与所述变量泵的出油口连接,所述铲斗第二电控二位二通阀的出油口与所述铲斗油缸的无杆腔连接,所述铲斗第三电控二位二通阀的进油口与所述变量泵的出油口连接,所述铲斗第三电控二位二通阀的出油口与所述铲斗油缸的有杆腔连接,所述铲斗第四电控二位二通阀的进油口与所述铲斗油缸的有杆腔连接,所述铲斗第四电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接;所述铲斗第一电控二位二通阀与所述铲斗第三电控二位二通阀通电时,液压油通过所述铲斗第三电控二位二通阀进入所述铲斗油缸有杆腔,所述铲斗油缸无杆腔液压油通过所述铲斗第一电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述铲斗油缸活塞杆缩回,所述铲斗第二电控二位二通阀与所述铲斗第四电控二位二通阀通电时,液压油通过所述铲斗第二电控二位二通阀进入所述铲斗油缸无杆腔,所述铲斗油缸有杆腔液压油通过所述铲斗第四电控二位二通阀流回液压油箱,实现铲斗油缸活塞杆伸出。
[0009] 优选的,所述斗杆分布式阀组包括斗杆第一电控二位二通阀、斗杆第二电控二位二通阀、斗杆第三电控二位二通阀、斗杆第四电控二位二通阀、斗杆第五电控二位二通阀、斗杆第六电控二位二通阀,所述斗杆第一电控二位二通阀的进油口与所述斗杆油缸的无杆腔连接,所述斗杆第一电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述斗杆第二电控二位二通阀的进油口与所述斗杆变量泵的出油口连接,所述斗杆第二电控二位二通阀的出油口与所述斗杆油缸的无杆腔连接,所述斗杆第三电控二位二通阀的进油口与所述斗杆变量泵的出油口连接,所述斗杆第三电控二位二通阀的出油口与所述斗杆油缸的有杆腔连接,所述斗杆第四电控二位二通阀的进油口与所述斗杆油缸的有杆腔连接,所述斗杆第四电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述斗杆第五电控二位二通阀的进油口与所述斗杆第三电控二位二通阀的出油口连接,所述斗杆第五电控二位二通阀的出油口与所述斗杆第二电控二位二通阀的出油口连接,所述斗杆第六电控二位二通阀的进油口与所述斗杆油缸的有杆腔连接,所述斗杆第六电控二位二通阀的出油口可配置为与外部液压能量回收系统连接;所述斗杆第一电控二位二通阀与所述斗杆第三电控二位二通阀通电时,液压油通过所述斗杆第三电控二位二通阀进入所述斗杆油缸有杆腔,所述斗杆油缸无杆腔液压油通过所述斗杆第一电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述斗杆油缸活塞杆缩回,所述斗杆第二电控二位二通阀与所述斗杆第四电控二位二通阀通电时,液压油通过所述斗杆第二电控二位二通阀进入所述斗杆油缸无杆腔,所述斗杆油缸有杆腔液压油通过所述斗杆第四电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述斗杆油缸活塞杆伸出;
所述斗杆第五电控二位二通阀配置为将所述斗杆油缸有杆腔能量再生至所述斗
杆油缸无杆腔;
所述斗杆第六电控二位二通阀用于对铲斗油缸超越伸出时,对有杆腔的回油液压能量进行能量回收。
[0010] 优选的,所述动臂分布式阀组包括动臂第一电控二位二通阀、动臂第二电控二位二通阀、动臂第三电控二位二通阀、动臂第四电控二位二通阀、动臂第五电控二位二通阀、动臂第六电控二位二通阀,所述动臂第一电控二位二通阀的进油口与所述动臂油缸的有杆腔连接,所述动臂第一电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述动臂第二电控二位二通阀的进油口与所述动臂变量泵的出油口连接,所述动臂第二电控二位二通阀的出油口与所述动臂油缸的有杆腔连接,所述动臂第三电控二位二通阀的进油口与所述动臂变量泵的出油口连接,所述动臂第三电控二位二通阀的出油口与所述动臂油缸的无杆腔连接,所述动臂第四电控二位二通阀的进油口与所述动臂油缸的无杆腔连接,所述动臂第四电控二位二通阀的出油口与所述液压油箱连接,所述动臂第五电控二位二通阀的进油口与所述动臂第三电控二位二通阀的出油口连接,所述动臂第五电控二位二通阀的出油口与所述动臂第二电控二位二通阀的出油口连接,所述动臂第六电控二位二通阀的进油口与所述动臂油缸无杆腔连接,所述动臂第六电控二位二通阀的出油口可配置为与外部液压能量回收系统连接;所述动臂第一电控二位二通阀与所述动臂第三电控二位二通阀通电时,液压油通过所述动臂第三电控二位二通阀进入所述动臂油缸无杆腔,所述动臂油缸有杆腔液压油通过所述动臂第一电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述动臂油缸活塞杆伸出,所述动臂第二电控二位二通阀与所述动臂第四电控二位二通阀通电时,液压油通过所述动臂第二电控二位二通阀进入所述动臂油缸有杆腔,所述动臂油缸无杆腔液压油通过所述动臂第四电控二位二通阀流回液压油箱,实现所述动臂油缸活塞杆缩回;
所述动臂第五电控二位二通阀配置为将所述动臂油缸无杆腔能量再生至所述动
臂油缸有杆腔;
其中,所述动臂第六电控二位二通阀对动臂油缸超越缩回时,对无杆腔的回油液压能量进行用于液压能量回收。
[0011] 一种电动挖掘机装置,包括如上所述的分布式泵阀复合电液独立驱动系统。
[0012] 本发明具有如下有益效果:本发明提供的分布式泵阀复合电液独立驱动系统及其电动挖掘机,所述各独立的驱动电机‑变量泵组件分别通过各独立的分布式阀组件为各个执行器供油,实现了各执行器独立驱动,减少了进油节流损失、回油节流损失和旁路回油损失等能量损失,提高了液压系统的能量利用率,其中,配置于铲斗分布式阀组件和动臂分布式阀组件入口端的分流合流阀,实现了铲斗泵和动臂泵向斗杆驱动回路的合流,解决了斗杆油缸大流量需求时供油不足的现象,每个独立供油系统设置所述卸荷阀组件,起到溢流保护作用,所述斗杆第五电控二位二通阀与所述斗杆油缸两腔连接,所述动臂第五电控二位二通阀与所述动臂油缸两腔连接,实现了斗杆与动臂的回油能量再生,总体降低了整机的能耗。此外,系统还配置了能量回收接口,可用于铲斗和动臂的动势能能量回收,进一步提升了系统的节能性。附图说明
[0013] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域第一技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014] 图1为本发明的分布式泵阀复合电液独立驱动系统的结构示意图。
[0015] 图中:1‑驱动电机‑泵组件;2‑卸荷阀组件;3‑分流合流阀组件;4‑分布式阀组件;5‑执行器组件;6‑液压油箱;11‑铲斗驱动电机;12‑铲斗变量泵;13‑斗杆驱动电机;14‑斗杆变量泵;15‑动臂驱动电机;16‑动臂变量泵;21‑铲斗卸荷阀组;22‑斗杆卸荷阀组;23‑动臂卸荷阀组;31‑铲斗电控三位三通比例换向阀;32‑动臂电控三位三通比例换向阀;33‑第一单向阀;34‑第二单向阀;41‑铲斗分布式阀组;42‑斗杆分布式阀组;43‑动臂分布式阀组;
51‑铲斗油缸;52‑斗杆油缸;53‑动臂油缸;211‑铲斗先导溢流阀;212‑铲斗电控二位四通阀;213‑铲斗单向阀;221‑斗杆先导溢流阀;222‑斗杆电控二位四通阀;223‑斗杆单向阀;
231‑动臂先导溢流阀;232‑动臂电控二位四通阀;233‑动臂单向阀;411‑铲斗第一电控二位二通阀;412‑铲斗第二电控二位二通阀;413‑铲斗第三电控二位二通阀;414‑铲斗第四电控二位二通阀;421‑斗杆第一电控二位二通阀;422‑斗杆第二电控二位二通阀;423‑斗杆第三电控二位二通阀;424‑斗杆第四电控二位二通阀;425‑斗杆第五电控二位二通阀;426‑斗杆第六电控二位二通阀;431‑动臂第一电控二位二通阀;432‑动臂第二电控二位二通阀;433‑动臂第三电控二位二通阀;434‑动臂第四电控二位二通阀;435‑动臂第五电控二位二通阀;
436‑动臂第六电控二位二通阀。

具体实施方式

[0016] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域第一技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域第一技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
[0017] 实施例以下仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于下述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
[0018] 本发明提供了一种分布式泵阀复合电液独立驱动系统,参考说明书附图1,包括:驱动电机‑泵组件1、卸荷阀组件2、分流合流阀组件3、分布式阀组件4、执行器组件5、液压油箱6;
其中,所述驱动电机‑泵组件1包括铲斗电机泵、斗杆电机泵、动臂电机泵,所述卸荷阀组件2包括铲斗卸荷阀组21、斗杆卸荷阀组22、动臂卸荷阀组23,所述分布式阀组件3包括铲斗分布式阀组41、斗杆分布式阀组42、动臂分布式阀组43,所述执行器组件包括铲斗油缸51、斗杆油缸52、动臂油缸53;
所述驱动电机‑泵组件1通过与所述分流合流阀组件3相连接,为系统提供三路相互独立的高压工作油液,所述分流合流阀组件3与所述分布式阀组4相连接,将经过分流合流处理的三路高压油液输送至所述分布式阀组4,所述分布式阀组件4与所述执行器组件5相连接,通过控制进入各个执行器的工作油液流量,以控制各个执行器速度,所述卸荷阀组件2配置于驱动电机‑泵组件1出口,实现调整最大工作压力和卸荷功能。
参考说明书附图1所示,在本实施例中,所述铲斗电机泵包括,铲斗驱动电机11、铲斗变量泵12,所述斗杆电机泵包括,斗杆驱动电机13、斗杆变量泵14,所述动臂电机泵包括,动臂驱动电机15、动臂变量泵16,所述铲斗驱动电机11与所述铲斗变量泵12机械连接,所述铲斗变量泵12进油口与所述液压油箱6连接,所述铲斗变量泵12的出油口与所述铲斗分布式阀组件41入口连接,所述斗杆驱动电机13与所述斗杆变量泵14机械连接,所述斗杆变量泵14进油口与所述液压油箱6连接,所述斗杆变量泵14的出油口与所述斗杆分布式阀组件
42入口连接,所述动臂驱动电机15与所述动臂变量泵16机械连接,所述动臂变量泵16进油口与所述液压油箱6连接,所述动臂变量泵16的出油口与所述动臂分布式阀组件43入口连接。
[0019] 参考说明书附图1所示,在本实施例中,所述铲斗卸荷阀组21包括铲斗先导溢流阀211、铲斗二位四通电磁阀212、铲斗单向阀213,所述斗杆卸荷阀组22包括斗杆先导溢流阀
221、斗杆二位四通电磁阀222、斗杆单向阀223,所述动臂卸荷阀组23包括动臂先导溢流阀
231、动臂电控二位四通电磁阀232、动臂单向阀233;
具体地,所述各个先导溢流阀进油口与所述各个对应的变量泵出口连接,所述各个先导溢流阀出油口与所述液压油箱连接,所述各个电控二位四通电磁阀与所述各个先导溢流阀连接,以调节所述各个先导溢流阀的溢流压力,所述各个单向阀均配置于变量泵出油口,防止液压油倒流。
[0020] 参考说明书附图1所示,在本实施例中,所述分流合流阀组件3包括铲斗电控三位三通比例换向阀31、动臂电控三位三通比例换向阀32、第一单向阀33和第二单向阀34,所述铲斗电控三位三通比例换向阀31的进油口与所述铲斗变量泵12出油口连接,所述铲斗电控三位三通比例换向阀31的第一出油口与所述铲斗分布式阀组41的进油口连接,所述铲斗电控三位三通比例换向阀31的第二出油口经过所述第一单向阀33后并联连接至所述斗杆分布式阀组42的进油口,所述动臂电控三位三通比例换向阀32的进油口与所述动臂变量泵16出油口连接,所述动臂电控三位三通比例换向阀32的第一出油口与所述动臂分布式阀组43的进油口连接,所述动臂电控三位三通比例换向阀32的第二出油口经过所述第二单向阀34后并联连接至所述斗杆分布式阀组42的进油口;其中,在正常工况下,所述铲斗电控三位三通比例换向阀31的进油口与第一出油口连通,所述动臂电控三位三通比例换向阀32的出油口与第一出油口连通,所述三个执行器由所述三个电机泵独立驱动;
在斗杆快速运行工况下,可控制所述铲斗电控三位三通比例换向阀31的进油口与第二出油口连通,可控制所述动臂电控三位三通比例换向阀32的进油口逐渐与第二出油口连通,以实现根据工况选择所述铲斗变量泵12或者所述动臂变量泵16通过分流合流阀组件
3向斗杆驱动回路提供工作油液。参考说明书附图1所示,在本实施例中,所述铲斗分布式阀组41包括铲斗第一电控二位二通阀411、铲斗第二电控二位二通阀412、铲斗第三电控二位二通阀413、铲斗第四电控二位二通阀414,所述铲斗第一电控二位二通阀411的进油口与所述铲斗油缸51的无杆腔连接,所述铲斗第一电控二位二通阀411的出油口与所述液压油箱6连接,所述铲斗第二电控二位二通阀412的进油口与所述铲斗变量泵12的输出端连接,所述铲斗第二电控二位二通阀412的出油口与所述铲斗油缸51的无杆腔连接,所述铲斗第三电控二位二通阀413的进油口与所述铲斗变量泵12的输出端连接,所述铲斗第三电控二位二通阀413的出油口与所述铲斗油缸51的有杆腔连接,所述铲斗第四电控二位二通阀414的进油口与所述铲斗油缸51的有杆腔连接,所述铲斗第四电控二位二通阀414的出油口与所述液压油箱6连接。
[0021] 具体地,所述铲斗第一电控二位二通阀411与所述铲斗第三电控二位二通阀413通电时,液压油通过所述铲斗第三电控二位二通阀413进入所述铲斗油缸51有杆腔,所述铲斗油缸51无杆腔液压油通过所述铲斗第一电控二位二通阀411流回所述液压油箱6,实现铲斗油缸活塞杆缩回,所述铲斗第二电控二位二通阀412与所述铲斗第四电控二位二通阀414通电时,液压油通过所述铲斗第二电控二位二通阀412进入所述铲斗油缸51无杆腔,所述铲斗油缸51有杆腔液压油通过所述铲斗第四电控二位二通阀414流回所述液压油箱6,实现铲斗油缸活塞杆伸出。
[0022] 参考说明书附图1所示,在本实施例中,所述斗杆分布式阀组件42包括斗杆第一电控二位二通阀421、斗杆第二电控二位二通阀422、斗杆第三电控二位二通阀423、斗杆第四电控二位二通阀424、斗杆第五电控二位二通阀425、斗杆第六电控二位二通阀426,所述斗杆第一电控二位二通阀421的进油口与所述斗杆油缸52的无杆腔连接,所述斗杆第一电控二位二通阀421的出油口与所述液压油箱6连接,所述斗杆第二电控二位二通阀422的进油口与所述斗杆变量泵14的输出端连接,所述斗杆第二电控二位二通阀422的出油口与所述斗杆油缸52的无杆腔连接,所述斗杆第三电控二位二通阀423的进油口与所述斗杆变量泵14的输出端连接,所述斗杆第三电控二位二通阀423的出油口与所述斗杆油缸52的有杆腔连接,所述斗杆第四电控二位二通阀424的进油口与所述斗杆油缸52的有杆腔连接,所述斗杆第四电控二位二通阀424的出油口与所述液压油箱6连接,所述斗杆第五电控二位二通阀
425的进油口与所述斗杆第三电控二位二通阀423的出油口连接,所述斗杆第五电控二位二通阀425的出油口与所述斗杆第二电控二位二通阀422的出油口连接,所述斗杆第六电控二位二通阀426的进油口与所述斗杆油缸52的有杆腔连接,所述斗杆第六电控二位二通阀426的出油口可配置为与外部液压能量回收系统连接。
[0023] 具体地,所述斗杆第一电控二位二通阀421与所述斗杆第三电控二位二通阀423通电时,液压油通过所述斗杆第三电控二位二通阀423进入所述斗杆油缸52有杆腔,所述斗杆油缸52无杆腔液压油通过所述斗杆第一电控二位二通阀421流回所述液压油箱6,实现斗杆油缸活塞杆缩回,所述斗杆第二电控二位二通阀422与所述斗杆第四电控二位二通阀424通电时,液压油通过所述斗杆第二电控二位二通阀422进入所述斗杆油缸52无杆腔,所述斗杆油缸52有杆腔液压油通过所述斗杆第四电控二位二通阀424流回所述液压油箱6,实现斗杆油缸活塞杆伸出;具体地,所述斗杆第五电控二位二通阀425配置为将所述斗杆油缸52有杆腔能量再生至所述斗杆油缸52无杆腔;
具体地,所述斗杆第六电控二位二通阀426用于对铲斗油缸超越伸出时,对有杆腔的回油液压能量进行能量回收;
参考说明书附图1所示,在本实施例中,所述动臂分布式阀组件43包括动臂第一电控二位二通阀431、动臂第二电控二位二通阀432、动臂第三电控二位二通阀433、动臂第四电控二位二通阀434、动臂第五电控二位二通阀435、动臂第六电控二位二通阀436,所述动臂第一电控二位二通阀431的进油口与所述动臂油缸53的有杆腔连接,所述动臂第一电控二位二通阀431的出油口与所述液压油箱6连接,所述动臂第二电控二位二通阀432的进油口与所述动臂变量泵16的输出端连接,所述动臂第二电控二位二通阀432的出油口与所述动臂油缸53的有杆腔连接,所述动臂第三电控二位二通阀433的进油口与所述动臂变量泵
16的输出端连接,所述动臂第三电控二位二通阀433的出油口与所述动臂油缸53的无杆腔连接,所述动臂第四电控二位二通阀434的进油口与所述动臂油缸53的无杆腔连接,所述动臂第四电控二位二通阀434的出油口与所述液压油箱6连接,所述动臂第五电控二位二通阀
435的进油口与所述动臂第三电控二位二通阀433的出油口连接,所述动臂第五电控二位二通阀435的出油口与所述动臂第二电控二位二通阀432的出油口连接,所述动臂第六电控二位二通阀436的进油口与所述动臂油缸53无杆腔连接,所述动臂第六电控二位二通阀436的出油口可配置为与外部液压能量回收系统连接;
具体地,所述动臂第一电控二位二通阀431与所述动臂第三电控二位二通阀433通电时,液压油通过所述动臂第三电控二位二通阀433进入所述动臂油缸53无杆腔,所述动臂油缸53有杆腔液压油通过所述动臂第一电控二位二通阀431流回液压油箱,实现动臂油缸活塞杆伸出,所述动臂第二电控二位二通阀432与所述动臂第四电控二位二通阀434通电时,液压油通过所述动臂第二电控二位二通阀432进入所述动臂油缸53有杆腔,所述动臂油缸53无杆腔液压油通过所述动臂第四电控二位二通阀434流回液压油箱,实现动臂油缸活塞杆缩回;
具体地,所述动臂第五电控二位二通阀435配置为将所述动臂油缸53无杆腔能量再生至所述动臂油缸53有杆腔;
具体地,所述动臂第六电控二位二通阀436用于对动臂油缸超越缩回时,对无杆腔的回油液压能量进行能量回收;
另外,本实施例还提供一种电动挖掘机,包括前述的分布式泵阀复合电液独立驱动系统。
[0024] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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