一種帶液壓儲能的直驅式電動輪卡車電液控制系統技術方案

本發明專利技術針對現有礦用自卸車采用電驅動能量回收儲存困難的缺點，公開了一種帶液壓儲能的直驅式電液傳動礦用自卸車控制系統。該系統傳動功率大，穩定性好，能實現無級變速，功率利用率高，傳動布置靈活，并且與傳統車輛部件互換性強。同時該系統能夠把礦用自卸車下坡、減速和制動過程中的能量儲存，然后在礦用自卸車上坡、加速和起動過程中再進行利用，起到節能減排的作用，提高礦車的續駛里程。該裝置包括機械能與液壓能互換系統、液壓驅動系統、液壓儲能與放能系統、過壓安全保護系統、電氣控制系統和電液傳動系統。

【技術實現步驟摘要】
一種帶液壓儲能的直驅式電動輪卡車電液控制系統
本專利技術具體涉及一種帶液壓儲能的直驅式電動輪卡車電液控制系統，屬于大型非公路車輛電液控制技術和再生儲能

技術介紹
礦用自卸車是露天礦大型運輸車輛，現階段的礦用自卸車普遍采用電傳動系統，電傳動系統的缺點在于礦車在下坡過程中產生的大量電能，由于電能在回收過程中找不到理想的儲能元件，所以現階段這些能量都被以熱量的形式散失掉，浪費極其嚴重。如果把這部分能量加以回收并利用，不僅節省了能源，而且節約了車輛運行成本。在這個領域現有技術中，中國專利技術專利CN201110266269、CN201410660269，中國技術專利CN201120108245，三件專利中都對相關的能量回收利用進行了研究并提出了可行的方案，但是，這些現有技術的共同問題是：只解決了能量回收的問題，在能量利用上則存在不足，如回收的能量不能直接應用到為自卸車的行進提供動力上，不能直接驅動自卸車，能量利用效率不高。
技術實現思路
因此，為解決現有技術能量回收利用中存在的不足，本專利技術目的是提供一種直驅式電液傳動及液壓儲能技術，該技術不僅解決了能量回收再利用的問題，而且利用直驅式電液傳動技術，系統傳動功率增大，由于液壓系統是柔性系統所以穩定性更好，并且有能實現無級變速、提高功率利用率等諸多優點。具體的，系統包括機械能與液壓能互換系統、液壓驅動系統、液壓儲能與放能系統、過壓安全保護系統、電氣控制系統和電液傳動系統，所述機械能與液壓能互換系統有兩套，第一套包括第一泵馬達、第一軸、第一車輪；第二套包括第二泵馬達、第二軸、第二車輪；所述液壓驅動系統包括泵、第一換向閥、第二換向閥；所述液壓儲能與放能系統包括油箱、第一單向閥、第二單向閥、蓄能器，油箱與第二換向閥相連，第二換向閥分別與第一泵馬達、第二泵馬達相連，第二換向閥與第一換向閥相連，第一換向閥分別與第一單向閥、第二單向閥相連，第一單向閥及第二單向閥均與蓄能器相連；電氣控制系統包括控制器、蓄電池、制動信號傳感器、加速信號傳感器、第一速度信號傳感器、第二速度信號傳感器、啟動/停止開關、前行/倒車開關，以及第一換向閥、第二換向閥、第三換向閥的電磁鐵線圈，制動信號傳感器、加速信號傳感器、第一速度信號傳感器、第二速度信號傳感器、啟動/停止開關、前行/倒車開關均連接在控制器相應輸入端子上，第一換向閥、第二換向閥、第三換向閥的電磁鐵線圈均連接在控制器相應輸出端子上，蓄電池連接在控制器的電源端子上，制動信號傳感器安裝在制動器腳踏板上，加速信號傳感器安裝在加速器腳踏板上，速度信號傳感器安裝在第一車輪上，速度信號傳感器安裝在第二車輪上。進一步的，所述過壓安全保護系統包括第一溢流閥、第二溢流閥、壓力繼電器和壓力表，第一溢流閥安裝在蓄能器與油箱之間，第二溢流閥安裝在第一換向閥與油箱之間，第三換向閥、壓力繼電器、壓力表均連接在蓄能器端口上。進一步的，所述電液傳動系統包括發動機、第三軸、發電機、電動機、第四軸、泵，發動機通過第三軸連接發電機，發電機通過輸電線路經過控制器連接電動機，電動機通過第四軸連接泵。進一步的，在機械能與液壓能互換系統中，第一軸的一端與第一車輪相連，第一軸的另一端與第一泵馬達相連；第二軸的一端與第二車輪相連，第二軸的另一端與第二泵馬達相連。進一步的，在液壓驅動系統中，泵安裝在油箱與第一換向閥之間，第一換向閥安裝在泵的高壓口與第二換向閥之間，第二換向閥安裝在第一泵馬達、第二泵馬達與第一換向閥之間，第一泵馬達、第二泵馬達安裝在第二換向閥與油箱之間。本專利技術的有益效果在于：本專利技術的帶液壓儲能的直驅式電動輪卡車電液控制系統，提供一種應用在礦用自卸車上的直驅式電液傳動及液壓儲能技術，直驅式電液傳動技術使礦用自卸車驅動系統傳動功率增大，穩定性更好，并且能實現無級變速、提高功率利用率。液壓儲能技術能把礦用自卸車在下坡過程產生的能量加以回收再利用，不僅節省了能源，而且節約了車輛運行成本。附圖說明圖1是帶液壓儲能的直驅式電液傳動礦用自卸車控制系統示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式進行說明：如圖1所示。車輛啟動時，啟動/停止開關16打到啟動位置，控制器10控制發動機9啟動，發動機9啟動后通過第三軸13帶動發電機14發電。當沒有起動信號前進或倒車信號時，控制器10斷開電動機19的勵磁電源，電動機19沒有動力輸出。當有起動信號前進或倒車信號時，控制器10接通電動機19的勵磁電源，電動機19有動力輸出，電動機19通過第四軸22驅動泵24旋轉。車輛正常行駛時，即車輛處在平路前行或倒車狀態。啟動/停止開關16打到啟動位置時,如前所述，發電機14開始發電。前行/倒車開關20打到前行或倒車位置時，如前所述控制器10接通電動機19的勵磁電源，電動機19有動力輸出，電動機19通過第四軸22驅動泵24旋轉。控制器10控制第一換向閥21工作在中位即左位和右位電磁鐵都不得電。前行/倒車開關20打到前行位置時，控制器10控制第二換向閥25左位電磁鐵得電并工作在左位。前行/倒車開關20打到倒車位置時，控制器10控制第二換向閥25右位電磁鐵得電并工作在右位。需要短時停車時，比如前行和倒車切換時，控制器10控制第二換向閥25左右電磁鐵都失電并工作在中位。車輛非正常行駛時，即車輛處在下坡、減速和制動狀態，或處在上坡、加速和起動狀態時，此時需要儲能或放能。當踩下的是制動器腳踏板1時，那么制動信號將通過制動信號傳感器4送到控制器10中，控制器10控制電動機19的電源頻率降低，降低的幅度根據制動器腳踏板1踩下的幅度來決定，下坡和減速時根據需要的速度控制踩下的幅度。制動停車時可以完全踩下，此時控制器10切斷電動機19的勵磁電源。當制動器腳踏板1踩下時即給定電動機19速度信號，給定電動機19的速度信號和速度傳感器2627采集的速度信號進行比較，如果采集的速度大于給定的速度并超出設定值，控制器10將控制第一換向閥21右端電磁鐵得電并工作在右位，否則保持中位不變?？刂破?0將控制第二換向閥25右端電磁鐵得電并工作在右位；當踩下的是加速器腳踏板2時，那么加速信號將通過加速信號傳感器5送到控制器10中，控制器10控制電動機19的電源頻率升高，升高的幅度根據加速器腳踏板2踩下的幅度來決定，上坡、加速和起動時根據需要的速度控制踩下的幅度。當制動器腳踏板1踩下時即給定電動機19速度信號，給定電動機19的速度信號和速度傳感器2627采集的速度信號進行比較，如果采集的速度小于給定的速度并超出設定值，控制器10將控制電磁第一換向閥21左端電磁鐵得電并工作在左位，否則保持中位不變?？刂破?0將控制第二換向閥25左端電磁鐵得電并工作在左位。一.正常平路前行模式啟動/停止開關16打到啟動位置時,前行/倒車開關20打到前行位置時，如前所述泵24開始運行，第一換向閥21工作在中位，第二換向閥25工作在左位。泵24將油箱中的液壓油經過第一換向閥21中位通路、第二換向閥25左位通路送入第一泵馬達30、第二泵馬達31，再經第二換向閥25左位通路回到油箱。泵馬達30和泵馬達31在液壓油的驅動下開始正向轉動，分別通過軸32和軸33給第一車輪28和第二車輪29提供前行動力。如果發生過載情況，第二溢流閥23卸荷。礦車的運行速度大小可以通過加速本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶液壓儲能的直驅式電動輪卡車電液控制系統，包括機械能與液壓能互換系統、液壓驅動系統、液壓儲能與放能系統、過壓安全保護系統、電氣控制系統和電液傳動系統，其特征在于，所述機械能與液壓能互換系統有兩套，第一套包括第一泵馬達(30)、第一軸(32)、第一車輪(28)；第二套包括第二泵馬達(31)、第二軸(33)、第二車輪(29)；所述液壓驅動系統包括泵(24)、第一換向閥(21)、第二換向閥(25)；所述液壓儲能與放能系統包括油箱(6)、第一單向閥(17)、第二單向閥(18)、蓄能器(3)，油箱(6)與第二換向閥(25)相連，第二換向閥(25)分別與第一泵馬達(30)、第二泵馬達(31)相連，第二換向閥(25)與第一換向閥(21)相連，第一換向閥(21)分別與第一單向閥(17)、第二單向閥(18)相連，第一單向閥(17)及第二單向閥(18)均與蓄能器(3)相連；電氣控制系統包括控制器(10)、蓄電池(11)、制動信號傳感器(4)、加速信號傳感器(5)、第一速度信號傳感器(26)、第二速度信號傳感器(27)、啟動/停止開關(16)、前行/倒車開關(20)，以及第一換向閥(21)、第二換向閥(25)、第三換向閥(15)的電磁鐵線圈，制動信號傳感器(4)、加速信號傳感器(5)、第一速度信號傳感器(26)、第二速度信號傳感器(27)、啟動/停止開關(16)、前行/倒車開關(20)均連接在控制器(10)相應輸入端子上，第一換向閥(21)、第二換向閥(25)、第三換向閥(15)的電磁鐵線圈均連接在控制器(10)相應輸出端子上，蓄電池(11)連接在控制器(10)的電源端子上，制動信號傳感器(4)安裝在制動器腳踏板(1)上，加速信號傳感器(5)安裝在加速器腳踏板(2)上，速度信號傳感器(26)安裝在第一車輪(28)上，速度信號傳感器(27)安裝在第二車輪(29)上。...

【技術特征摘要】
1.一種帶液壓儲能的直驅式電動輪卡車電液控制系統，包括機械能與液壓能互換系統、液壓驅動系統、液壓儲能與放能系統、過壓安全保護系統、電氣控制系統和電液傳動系統，其特征在于，所述機械能與液壓能互換系統有兩套，第一套包括第一泵馬達(30)、第一軸(32)、第一車輪(28)；第二套包括第二泵馬達(31)、第二軸(33)、第二車輪(29)；所述液壓驅動系統包括泵(24)、第一換向閥(21)、第二換向閥(25)；所述液壓儲能與放能系統包括油箱(6)、第一單向閥(17)、第二單向閥(18)、蓄能器(3)，油箱(6)與第二換向閥(25)相連，第二換向閥(25)分別與第一泵馬達(30)、第二泵馬達(31)相連，第二換向閥(25)與第一換向閥(21)相連，第一換向閥(21)分別與第一單向閥(17)、第二單向閥(18)相連，第一單向閥(17)及第二單向閥(18)均與蓄能器(3)相連；電氣控制系統包括控制器(10)、蓄電池(11)、制動信號傳感器(4)、加速信號傳感器(5)、第一速度信號傳感器(26)、第二速度信號傳感器(27)、啟動/停止開關(16)、前行/倒車開關(20)，以及第一換向閥(21)、第二換向閥(25)、第三換向閥(15)的電磁鐵線圈，制動信號傳感器(4)、加速信號傳感器(5)、第一速度信號傳感器(26)、第二速度信號傳感器(27)、啟動/停止開關(16)、前行/倒車開關(20)均連接在控制器(10)相應輸入端子上，第一換向閥(21)、第二換向閥(25)、第三換向閥(15)的電磁鐵線圈均連接在控制器(10)相應輸出端子上，蓄電池(11)連接在控制器(10)的電源端子上，制動信號傳感器(4)安裝在制動器腳踏板(1)上，加速信號傳感器(5)安裝在加速器腳踏板(2)上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李洪亮，尚利花，孫建平，樊平，
申請(專利權)人：內蒙古科技大學，
類型：發明
國別省市：內蒙古,15