CN102518022B - 全液压压路机传动系统、压路机及动能回收控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种全液压压路机传动系统、压路机及动能回收控制方法。其中，传动系统包括全液压压路机传动装置和能量回收装置；该能量回收装置并联于全液压压路机传动装置的马达两端。本发明结构简单，只需要在常用的液压传动系统上的马达两端，并联一个能量回收装置，即可针对压路机往复运动和频繁起停的施工特点，将停车和停振动能实现回收，实现节能目的。

Description

全液压压路机传动系统、压路机及动能回收控制方法

技术领域

本发明涉及压路机技术领域，特别涉及一种全液压压路机传动系统、压路机及动能回收控制方法。

背景技术

在目前环保问题已经成为当今社会的主题之一，在工程机械领域各大厂家都投入大量人力物力进行节能减排研究，主要通过改进发动机及优化动力驱动装置的配置实现上述目标。

同时各工程机械制造商也越来越注重人机工程性，全液压驱动的压路机逐渐占据市场主导地位，对全液压压路机的节能研究也引起各大厂家的注意。

发明内容

本发明目的在于提供一种全液压压路机传动系统、压路机及动能回收控制方法，以针对压路机进行往复行驶作业及频繁起停的特点，对停车过程中的动能进行回收，并在起动过程中进行释放，进而达到节能的目的。

第一方面，本发明全液压压路机传动系统包括马达、过滤器旁通阀、过滤器、补油单向阀、伺服控制阀、泵、变量伺服油缸、高压溢流阀、补油溢流阀、压力切断阀、梭阀、补油阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀和蓄能器所形成的主驱动回路、停车动能回收装置以及能量释放装置组成；其中，所述传动系统由主驱动回路由泵、马达、变量伺服油缸和伺服控制阀组成，用于在行驶时为压路机提供行驶驱动力或振动系统所需扭矩；所述停车动能回收装置由变量伺服油缸、补油泵、马达及蓄能器组成，用于将整机动能通过马达将液压油泵入蓄能器中通过压缩氮气进行储存；所述能量释放装置由马达、以及并联于所述马达两端的能量回收装置组成，用于将压缩气体能量在压路机起动阶段释放，减少起步时间。其中，能量回收装置由第一电磁换向阀、蓄能器和第二电磁换向阀组成。

本发明全液压压路机传动系统结构简单，只需要在常用的液压驱动系统上的马达两端，并联一个能量回收装置，即可针对压路机往复运动和频繁起停的施工特点，将停车和停振动能实现回收，实现节能目的。

第二方面，本发明还提供了一种压路机，设置有上述任一种设全液压压路机传动系统。

由于上述的全液压压路机传动系统具有上述的技术效果，具有该全液压压路机传动系统的压路机也应具备相应的技术效果。

第三方面，本发明还提供了一种全液压压路机传动系统的动能回收控制方法，全液压压路机驱动系统包括全液压压路机传动装置和能量回收装置；并且，传动装置为压路机驱动装置；能量回收装置并联于全液压压路机驱动装置的马达两端；其中，全液压压路机驱动装置包括顺序连接的伺服控制阀、伺服油缸、泵和马达；能量回收装置包括顺序连接的第一电磁换向阀、蓄能器和第二电磁换向阀；动能回收控制方法包括如下步骤：

通过伺服控制阀控制伺服油缸使泵开始工作，压路机向前行驶，驱动整机的时，对蓄能器进行充液，使蓄能器的压力达到稳定行驶；

当压路机停车或减速时，通过伺服控制阀控制伺服油缸使泵的斜盘归零或减小开角，泵和马达的功能实现互换，停车或减速的时候，控制第二电磁换向阀开启，控制第一电磁换向阀关闭，对蓄能器进行充液，将动能进行储存；

当压路机进行后退起步时，控制第二电磁换向阀开启，控制第一电磁换向阀关闭，蓄能器的压力油进行释放，协助泵进行压路机快速起动；

当压路机后退停车或减速时，控制第一电磁换向阀开启，第二电磁换向阀关闭，蓄能器开始充液压，同样在前进起步或加速时通过第一电磁换向阀开启、第二电磁换向阀关闭实现动能释放。

在匀速度行驶或静止状态时，控制第一电磁换向阀和电磁阀均处于关闭状态。

本发明全液压压路机传动系统的动能回收控制方法可针对压路机往复运动和频繁起停的施工特点，将停车和停振动能实现回收，实现节能目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中全液压压路机驱动系统的工作原理原理图；

图2为本发明具有动能回收功能的全液压压路机传动系统的结构框图；

图3为本发明具有动能回收功能的全液压压路机传动系统实施例中，能量回收装置的结构框图；

图4为本发明具有动能回收功能的全液压压路机传动系统优选实施例的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，图1为现有技术中全液压压路机驱动系统的工作原理原理图。该驱动系统包括马达1、过滤器旁通阀2、过滤器3、补油单向阀4、伺服控制阀5、泵6、变量伺服油缸7、高压溢流阀8、补油溢流阀9、压力切断阀10和梭阀11。具体连接关系参照图1所示。在此不再做过多说明。在图3中，通过伺服控制阀5控制变量伺服油缸7以控制泵6的斜盘角度，从而实现了压路机的起动和停车。其中，过滤器3起液压油过滤作用，高压溢流阀8、补油溢流阀9和压力切断阀10对系统起保护作用。

但是，图1示出的全液压压路机驱动系统不具有动能回收功能，压路机进行往复行驶作业及频繁起停时，停车过程中的动能都被消耗掉了，无法进行回收和利用。

参照图2，图2为本发明具有动能回收功能的全液压压路机传动系统的原理图。

该实施例具有动能回收功能的全液压压路机传动系统包括全液压压路机传动装置100和能量回收装置200；该能量回收装置200并联于全液压压路机传动装置100的马达两端。

本发明结构简单，只需要在常用的液压驱动系统上的马达两端，并联一个能量回收装置，即可针对压路机往复运动和频繁起停的施工特点，将停车和停振动能实现回收，实现节能目的。

在具体实现本发明时，能量回收装置可以采用一个蓄能器支路。参照图3，图3为本发明具有动能回收功能的全液压压路机驱动系统实施例中，能量回收装置的结构框图。该能量回收装置为一蓄能器支路，可以由顺序连接的第一电磁换向阀13、蓄能器15和第二电磁换向阀14组成。

下面，结合图4，对本发明的一个实施例做详细的说明。

参照图4，图4为本发明具有动能回收功能的全液压压路机传动系统优选实施例的工作原理图。该实施例以驱动系统为例进行说明。其是基于图3的现有技术进行改进完成的。

该实施例中，传动系统包括马达1、过滤器旁通阀2、过滤器3、补油单向阀4、伺服控制阀5、泵6、变量伺服油缸7、高压溢流阀8、补油溢流阀9、压力切断阀10、梭阀11、补油阀12、第一电磁换向阀13、第二电磁换向阀14和蓄能器15。

具体来说，在上述原理图中，包括三部分结构：

1)、由泵6、马达1、变量伺服油缸7等组成主驱动回路，在平稳行驶情况下为压路机提供行驶驱动力或振动系统所需扭矩；

2)、由变量伺服油缸7、补油泵、马达1及蓄能器15组成停车动能回收装置，将整机动能通过马达1(停车时相当于泵)将液压油泵入蓄能器15中通过压缩氮气进行储存；

3)、马达1、第一电磁换向阀13、蓄能器15、和第二电磁换向阀14组成能量释放装置，将压缩气体能量在压路机起动阶段释放，减少起步时间。

工作原理如下：

如图所示，通过手动伺服控制阀6控制伺服油缸8使泵7开始工作，液压油如图所示逆时针方向运动，压路机向前行驶，高压侧在马达4的下方，驱动整机的时候，对蓄能器1进行充液，使蓄能器压力达到稳定行驶。

当压路机停车或减速时，通过伺服控制阀5控制变量伺服油缸7使泵6的斜盘归零或减小开角，泵6和马达1的功能实现互换，停车或减速的时候，第二电磁换向阀14开启，第一电磁阀13关闭，对蓄能器15进行充液，将动能进行储存。

当压路机进行后退起步时，第二电磁换向阀14开启，第一电磁换向阀13关闭，蓄能器15的压力油进行释放，协助泵6进行压路机起动，实现压路机快速起动。

同理，当压路机后退停车或减速时，第一电磁换向阀13开启，第二电磁换向阀14关闭，蓄能器15开始充液压；同样，在前进起步或加速时通过第一电磁换向阀13开启、第二电磁换向阀14关闭实现动能释放。

在匀速度行驶或静止状态时，第一电磁换向阀13和第二电磁换向阀14均处于关闭状态。

其中，过滤器3起液压油过滤作用，高压溢流阀8、补油溢流阀9压力切断阀10对系统起保护作用。

本实施例具有如下优点：

第一、对针对压路机往复运动和频繁起停的施工特点，将停车和停振动能实现回收，实现节能目的；

第二、可以通过动能的释放系统缩短起步和起振时间，有利于提高路面质量；

第三、可以降低系统冲击，提高液压系统使用寿命；

第四、可以有效解决停车或停振过程中液压力系统对发动机的反拖问题。

第五、结构简单，只需要在常用的液压驱动系统上增加少量常规液压元件即可以实现上述功能。

此外，需要说明的是，图3至图4以压路机驱动系统为例，在其两端并联有能量回收装置，并对驱动装置的结构做了详细的说明。同时，由于压路机振动系统的结构为本领域技术人员所习知，在此不再做详细的说明。本发明中的能量回收装置可以并联于驱动装置和/或振动装置的两端，在此不做特别的限定。换句话说，只要能量回收装置并联于全液压压路机传动装置的马达两端，就都在本发明的保护范围之内。

另一方面，本发明还提供了一种液压压路机传动系统的动能回收控制方法实施例。

该实施例中，以压路机传动系统为驱动系统为例进行说明。

参照图3至图4，全液压压路机传动系统包括全液压压路机传动装置100和能量回收装置200，并且，能量回收装置200并联于全液压压路机驱动装置100的马达1两端；其中，全液压压路机驱动装置100包括伺服控制阀5、伺服油缸7、泵6和马达1；能量回收装置200包括顺序连接的第一电磁换向阀13、蓄能器15和第二电磁换向阀14。动能回收控制方法包括如下步骤：

步骤1、通过伺服控制阀5控制伺服油缸7使泵6开始工作，压路机向前行驶，驱动整机的时，对蓄能器15进行充液，使蓄能器15的压力达到稳定行驶。

步骤2、当压路机停车或减速时，通过伺服控制阀5控制伺服油缸7使泵6的斜盘归零或减小开角，泵6和马达1的功能实现互换，停车或减速的时候，控制第二电磁换向阀14开启，控制第一电磁换向阀13关闭，对蓄能器15进行充液，将动能进行储存。

步骤3、当压路机进行后退起步时，控制第二电磁换向阀14开启，控制第一电磁换向阀13关闭，蓄能器15的压力油进行释放，协助泵6进行压路机快速起动；

步骤4、当压路机后退停车或减速时，控制第一电磁换向阀13开启，第二电磁换向阀14关闭，蓄能器15开始充液压，同样在前进起步或加速时通过第一电磁换向阀13开启、第二电磁换向阀14关闭实现动能释放；

并且，在匀速度行驶或静止状态时，控制第一电磁换向阀13和第二电磁换向阀14均处于关闭状态。

本液压压路机传动系统的动能回收控制方法实施例具有如下优点：

第一、对针对压路机往复运动和频繁起停的施工特点，将停车和停振动能实现回收，实现节能目的；第二、可以通过动能的释放系统缩短起步和起振时间，有利于提高路面质量；第三、可以降低系统冲击，提高液压系统使用寿命；第四、可以有效解决停车或停振过程中液压力系统对发动机的反拖问题。

另一方面，本发明还提供了一种压路机。该压路机包括上述实施例所描述的全液压压路机驱动系统，即全液压压路机传动装置100和能量回收装置200；能量回收装置200并联于全液压压路机传动装置100的马达两端。并且，能量回收装置为顺序连接的第一电磁换向阀13、蓄能器15和第二电磁换向阀14。

本实施例结构简单，只需要在常用的液压驱动系统上的马达两端，并联一个能量回收装置，即可针对压路机往复运动和频繁起停的施工特点，将停车和停振动能实现回收，实现节能目的。

由于在全液压压路机驱动系统实施例中已经做了详细的说明。因此，在该实施例中不再赘述，相关之处参照上述实施例的描述即可。

需要说明的是，本实施例虽然以压路机驱动系统进行说明，但由于压路机振动系统的结构是对于本领域的技术人员来说是习知的，因此，在此不再做详细的说明。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种全液压压路机传动系统，其特征在于，包括：马达(1)、过滤器旁通阀(2)、过滤器(3)、补油单向阀(4)、伺服控制阀(5)、泵(6)、变量伺服油缸(7)、高压溢流阀(8)、补油溢流阀(9)、压力切断阀(10)、梭阀(11)、补油阀(12)、第一电磁换向阀(13)、第二电磁换向阀(14)和蓄能器(15)所形成的主驱动回路、停车动能回收装置以及能量释放装置组成；

其中，所述传动系统的主驱动回路由泵(6)、马达(1)、变量伺服油缸(7)和伺服控制阀(5)组成，用于在行驶时为压路机提供行驶驱动力或振动系统所需扭矩；

所述停车动能回收装置由变量伺服油缸(7)、补油泵、马达(1)及蓄能器(15)组成，用于将整机动能通过马达(1)将液压油泵入蓄能器(15)中通过压缩氮气进行储存；

所述能量释放装置由马达(1)、以及并联于所述马达(1)两端的能量回收装置(200)组成，用于将压缩气体能量在压路机起动阶段释放，减少起步时间；所述能量回收装置(200)由第一电磁换向阀(13)、蓄能器(15)和第二电磁换向阀(14)组成。

2.一种压路机，其特征在于，设置有如权利要求1所述的全液压压路机传动系统。

3.一种全液压压路机传动系统的动能回收控制方法，其特征在于，

所述全液压压路机驱动系统包括传动装置(100)和能量回收装置(200)；并且，所述传动装置为压路机驱动装置；所述能量回收装置(200)并联于所述全液压压路机驱动装置的马达(1)两端；其中，

所述全液压压路机驱动装置包括伺服控制阀(5)、伺服油缸(7)、泵(6)和马达(1)；

所述能量回收装置(200)包括顺序连接的第一电磁换向阀(13)、蓄能器(15)和第二电磁换向阀(14)；

所述动能回收控制方法包括如下步骤：

通过伺服控制阀(5)控制伺服油缸(7)使泵(6)开始工作，压路机向前行驶，驱动整机的时，对蓄能器(15)进行充液，使蓄能器(15)的压力达到稳定行驶；

当压路机停车或减速时，通过伺服控制阀(5)控制伺服油缸(7)使泵(6)的斜盘归零或减小开角，泵(6)和马达(1)的功能实现互换，停车或减速的时候，控制第二电磁换向阀(14)开启，控制第一电磁换向阀(13)关闭，对蓄能器(15)进行充液，将动能进行储存；

当压路机进行后退起步时，控制第二电磁换向阀(14)开启，控制第一电磁换向阀(13)关闭，蓄能器(15)的压力油进行释放，协助泵(6)进行压路机快速起动；

当压路机后退停车或减速时，控制第一电磁换向阀(13)开启，第二电磁换向阀(14)关闭，蓄能器(15)开始充液压，同样在前进起步或加速时通过第一电磁换向阀(13)开启、第二电磁换向阀(14)关闭实现动能释放；

在匀速度行驶或静止状态时，控制第一电磁换向阀(13)和第二电磁换向阀(14)均处于关闭状态。