CN103552457B - 油/电混合动力旋挖钻机传动系统 - Google Patents
油/电混合动力旋挖钻机传动系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103552457B CN103552457B CN201310485708.6A CN201310485708A CN103552457B CN 103552457 B CN103552457 B CN 103552457B CN 201310485708 A CN201310485708 A CN 201310485708A CN 103552457 B CN103552457 B CN 103552457B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oil
- electrohydraulic servo
- servo valve
- power
- iii
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 210000003128 Head Anatomy 0.000 claims abstract description 36
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001808 coupling Effects 0.000 claims description 28
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 28
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 28
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 4
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract description 2
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 134
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Abstract
油/电混合动力旋挖钻机传动系统属于车辆制造技术领域，目的在于解决现有技术存在的传动效率、能量回收率和再利用率普遍偏低的问题。本发明包括动力系统、加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统；所述动力系统的超级电容、整流/逆变器Ⅰ和电动/发电机Ⅰ在卷扬下放时实现重力势能的回收，中央控制器通过对动力系统的控制，进而通过加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统实现旋挖钻机工作的进行。本发明采用油电混合动力，提高了传动效率，通过在发动机的输出端并联一台电动/发电机，能够很好的匹配发动机的功率，卷扬下放产生的重力势能通过整流/逆变器Ⅰ存储在超级电容中，实现卷扬下放时重力势能的回收，实现能量的回收和再利用。
Description
技术领域
[0001] 本发明属于车辆制造技术领域，涉及一种混合动力传动系统，具体涉及一种油/电混合动力旋挖钻机传动系统。
背景技术
[0002] 传统的旋挖钻机传动方式是由发动机通过分动箱直接与液压主栗相连，控制器与各种控制阀连接控制各种执行机构进行工作。系统的动力源只有发动机，在一个循环工况下钻进时，将受地质情况、操作情况的影响，其负载经常处于变化状态，从而影响发动机输出转速的平稳性，传动效率较低；通常情况下，操作者都是将发动机油门全开，使发动机全功率输出，这就增加了燃油消耗，节能效果差；同时旋挖钻机卷扬下放势能被消耗在液压油发热中，下放过程中液压系统还要提供支撑钻杆匀速下降动力，一个动作要经历多次损耗，导致能量回收率和再利用率低。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于解决现有技术存在的传动效率、能量回收率和再利用率普遍偏低的问题，提出一种节能效果较好的油/电混合动力旋挖钻机传动系统。
[0004] 为实现上述目的，本发明的油/电混合动力旋挖钻机传动系统包括动力系统、加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统；
[0005] 所述动力系统包括发动机、电动/发电机I1、超级电容、整流或逆变器I1、整流/逆变器1、电动/发电机1、离合器IX、力矩耦合器I1、离合器厕、变速箱1、离合器1、变量栗、离合器VI1、离合器VI和定量栗；发动机和电动/发电机II以并联形式，分别通过离合器IX和离合器νπ链接到力矩耦合器II上，又通过转动轴经离合器VID与变速箱I连接，所述变速箱I通过两条输出轴分别经过离合器I和离合器VI连接到变量栗和定量栗，所述电动/发电机II依次连接有整流或逆变器I1、超级电容、整流/逆变器I和电动/发电机I ;
[0006] 所述动力系统的超级电容、整流/逆变器I和电动/发电机I在卷扬下放时实现重力势能的回收，中央控制器通过对动力系统的控制，进而通过加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统实现旋挖钻机工作的进行。
[0007] 所述定量栗的进油口通过过滤器连接到油箱，形成定量栗的进油管路，所述定量栗的出油端口与溢流阀IV和低压蓄能器连接，形成低压网络线路，所述定量栗的出油端口经单向阀V1、变量栗与高压蓄能器连通，形成高压网络，高压网络中高压蓄能器的出油端口经溢流阀I与低压网络中低压蓄能器的出油端口连通。
[0008] 变量栗的进油端口与单向阀VI的出油端口连通，单向阀VI的进油端口与定量栗的出油端口、溢流阀I的出油端口、溢流阀IV的进油端口、低压蓄能器的进油端口、回转系统的液压变压器IV的Τ 口、液压变压器I的Τ 口、动力头系统的液压变压器II的Τ 口和卷扬系统的液压变压器III的Τ 口连通；变量栗的进油端口与单向阀的进油端口连通；高压蓄能器的端口与单向阀、回转系统的液压变压器IV的Α 口、液压变压器I的A 口、动力头系统的液压变压器II的A 口、卷扬系统的液压变压器III的A 口连通。
[0009] 所述加压系统包括电液伺服阀1、调整油缸I1、加压油缸、电液伺服阀I1、液压变压器I ;电液伺服阀I的进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀I的两个出油端口连接在调整油缸II的两端，调整油缸II的活塞杆与液压变压器I的配油盘铰接，电液伺服阀II的进油端口分别与恒压油源的高压油端、液压变压器I的端口 B连接，电液伺服阀II的两个出油端口连接在加压油缸的两端。
[0010] 所述动力头系统包括调整油缸II1、电液伺服阀II1、液压变压器I1、电液伺服阀IV、动力头马达I和动力头马达II ;电液伺服阀III的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀III的两个出油端口连接在调整油缸III的两端，调整油缸III的活塞杆与液压变压器II的配油盘铰接，电液伺服阀IV进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与液压变压器II的端口 B连接，电液伺服阀IV的两个出油端口分别与动力头马达I和动力头马达II的端口连接。
[0011] 所述回转系统包括电液伺服阀VI1、液压变压器IV、电液伺服阀厕、回转马达IV和调整油缸V ;电液伺服阀νπ的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀νπ的两个出油端口连接在调整油缸V的两端，调整油缸V的活塞杆与液压变压器IV的配油盘铰接，电液伺服阀VID进油端口 Β与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与液压变压器IV的端口 B连接，电液伺服阀VID的两个出油端口与回转马达IV进出油端口连接。
[0012] 所述卷扬系统包括电液伺服阀V、液压变压器II1、电液伺服阀V1、单向阀I1、单向阀II1、平衡阀、溢流阀I1、主卷扬马达II1、溢流阀II1、单向阀IV、单向阀V和调整油缸IV ；电液伺服阀V的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀V的两个出油端口连接在调整油缸IV的两端，调整油缸IV的活塞杆与液压变压器III的配油盘铰接，电液伺服阀VI进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与液压变压器III的端口 B连接，电液伺服阀VID的两个出油端口分别与单向阀II1、单向阀IV的进油口连接。
[0013] 所述电动/发电机I通过变速箱III和离合器V与力矩耦合器I的输入端连接，所述主卷扬马达III通过离合器I1、变速箱II和离合器III与力矩耦合器I的输入端连接，所述力矩耦合器I的输出端经离合器IV、转矩传感器和卷筒连接，从而驱动卷扬负载。
[0014] 所述传动系统还包括调整油缸I和电液伺服阀IX，所述电液伺服阀IX的出油端口分别与调整油缸I的两端进油口相连，所述电液伺服阀IX的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接。
[0015] 所述动力系统的超级电容、整流/逆变器I和电动/发电机I在卷扬下放时实现重力势能的回收具体为:卷扬下放产生的重力势能通过离合器IV、力矩耦合器1、离合器V和变速箱III带动电动/发电机I工作，电动/发电机I作为发电机将重力势能通过整流/逆变器I存储在超级电容中，实现卷扬下放时重力势能的回收。
[0016] 本发明的有益效果为:本发明的通过在发动机的输出端并联一台电动/发电机，能够很好的匹配发动机的功率，当发动机的功率小于负载功率时，电动/发电机切换到电动机状态，及时补充不足功率，使发动机依然工作在最佳燃油经济区附近，当发动机的功率大于负载功率时，电动/发电机又切换到发电机状态发电，电能储存在超级电容中，有效地回收了发动机多余功率，卷扬系统中设置有平衡阀，能使卷扬在下降时，保持较小的恒定速度，同时，卷扬下放产生的重力势能通过离合器IV、力矩耦合器1、离合器V、变速箱III带动电动/发电机I工作，此时作为发电机，将重力势能通过整流/逆变器I存储在超级电容中，实现卷扬下放时重力势能的回收，避免几乎全部都转换成热能而引起液压油温度升高的问题，给系统的正常运行带来了很大影响，同时也带来了极大的能量浪费。旋挖钻机采用油/电混合动力旋挖钻机传动系统，传动效率高，达到提高节能效果，节约能源的目的，促进了工程机械向节能环保型产品的发展。
附图说明
[0017]图1为本发明的油/电混合动力旋挖钻机传动系统整体结构示意图；
[0018] 1、中央控制器，2、变速箱I，3、离合器I，4、变量栗，5、单向阀I，6、高压蓄能器，7、调整油缸I，8、溢流阀I，9、低压蓄能器，10、电液伺服阀I，11、调整油缸II，12、加压油缸，13、电液伺服阀II，14、液压变压器I，15、调整油缸III，16、电液伺服阀III，17、液压变压器II，18、电液伺服阀IV，19、电液伺服阀V，20、动力头马达I，21、动力头马达II，22、液压变压器III，23、电液伺服阀VI，24、单向阀II，25、单向阀III，26、平衡阀，27、溢流阀II，28、主卷扬马达111，29、离合器11，30、变速箱11，31、离合器111，32、力矩耦合器I，33、离合器IV，34、转矩传感器，35、卷筒，36、卷扬负载，37、离合器V，38、变速箱III，39、溢流阀III，40、单向阀IV，41、单向阀V，42、电动/发电机I，43、调整油缸IV，44、电液伺服阀VII，45、液压变压器IV，46、电液伺服阀厕，47、回转马达IV，48、调整油缸V，49、电液伺服阀IX，50、整流/逆变器I，51、油箱，52、溢流阀IV，53、过滤器，54、定量栗，55、离合器VI，56、单向阀VI，57、力矩耦合器II，58、超级电容，59、整流或逆变器II，60、电动/发电机II，61、离合器VII，62、转速传感器，63、离合器VH，64、发动机，65、离合器IX，66、扭矩传感器。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
[0020] 参见附图1，本发明的油/电混合动力旋挖钻机传动系统包括动力系统、加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统；
[0021] 所述动力系统包括发动机64、电动/发电机II 60、超级电容58、整流或逆变器II 59、整流/逆变器I 50、电动/发电机I 42、离合器IX 65、力矩耦合器II 57、离合器VID63、变速箱I 2、离合器I 3、变量栗4、离合器VH 61、离合器VI 55和定量栗54;发动机64和电动/发电机II 60以并联形式，分别通过离合器IX 65和离合器VH 61链接到力矩耦合器II 57上，又通过转动轴经离合器VID 63与变速箱I 2连接，所述变速箱I 2通过两条输出轴分别经过离合器I 3和离合器VI 55连接到变量栗4和定量栗54，所述电动/发电机II 60依次连接有整流或逆变器II 59、超级电容58、整流/逆变器I 50和电动/发电机I 42 ;
[0022] 所述动力系统的超级电容58、整流/逆变器I 50和电动/发电机I 42在卷扬下放时实现重力势能的回收，中央控制器1接收扭矩传感器66的扭矩值，对发动机64的输出功率进行控制，中央控制器1接收转速传感器62的转速值，对电动/发电机I 42的转速进行控制，进而通过加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统实现旋挖钻机工作的进行。
[0023] 所述定量栗54的进油口通过过滤器53连接到油箱51，形成定量栗54的进油管路，所述定量栗54的出油端口与溢流阀IV 52和低压蓄能器9连接，形成低压网络线路，所述定量栗54的出油端口经单向阀VI 56、变量栗4与高压蓄能器6连通，形成高压网络，高压网络中高压蓄能器6的出油端口经溢流阀I8与低压网络中低压蓄能器9的出油端口连通。
[0024] 变量栗4的进油端口与单向阀VI 56的出油端口连通，单向阀VI 56的进油端口与定量栗54的出油端口、溢流阀I 8的出油端口、溢流阀IV 52的进油端口、低压蓄能器9的进油端口、回转系统的液压变压器IV 45的T 口、液压变压器I 14的T 口、动力头系统的液压变压器II 17的T 口和卷扬系统的液压变压器III 22的T 口连通；变量栗4的进油端口与单向阀5的进油端口连通；高压蓄能器6的端口与单向阀5、回转系统的液压变压器IV 45的A 口、液压变压器I 14的A 口、动力头系统的液压变压器II 17的A 口、卷扬系统的液压变压器III 22的A 口连通。
[0025] 所述加压系统包括电液伺服阀I 10、调整油缸II 11、加压油缸12、电液伺服阀II 13、液压变压器I 14;电液伺服阀I 10的进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀I 10的两个出油端口连接在调整油缸II 11的两端，调整油缸II 11的活塞杆与液压变压器I 14的配油盘铰接，电液伺服阀II 13的进油端口分别与恒压油源的高压油端、液压变压器I 14的端口 B连接，电液伺服阀II 13的两个出油端口连接在加压油缸12的两端。
[0026] 所述动力头系统包括调整油缸III 15、电液伺服阀III 16、液压变压器II 17、电液伺服阀IV 18、动力头马达I 20和动力头马达II 21 ;电液伺服阀III 16的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀III 16的两个出油端口连接在调整油缸III 15的两端，调整油缸III 15的活塞杆与液压变压器II 17的配油盘铰接，电液伺服阀IV 18进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与液压变压器II 17的端口 B连接，电液伺服阀IV 18的两个出油端口分别与动力头马达I 20和动力头马达II 21的端口连接。
[0027] 所述回转系统包括电液伺服阀VH 44、液压变压器IV 45、电液伺服阀VID 46、回转马达IV 47和调整油缸V 48 ;电液伺服阀VH 44的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀VH 44的两个出油端口连接在调整油缸V 48的两端，调整油缸V 48的活塞杆与液压变压器IV 45的配油盘铰接，电液伺服阀VID 46进油端口 Β与恒压油源的高压油端连接，进油端口 Α与液压变压器IV 45的端口 B连接，电液伺服阀VID 46的两个出油端口与回转马达IV 47进出油端口连接。
[0028] 所述卷扬系统包括电液伺服阀V 19、液压变压器III 22、电液伺服阀VI 23、单向阀II 24、单向阀III25、平衡阀26、溢流阀II 27、主卷扬马达III28、溢流阀III39、单向阀IV 40、单向阀V 41和调整油缸IV 43 ;电液伺服阀V 19的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀V 19的两个出油端口连接在调整油缸IV 43的两端，调整油缸IV 43的活塞杆与液压变压器III 22的配油盘铰接，电液伺服阀VI 23进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与液压变压器III 22的端口 B连接，电液伺服阀VID 46的两个出油端口分别与单向阀III 25、单向阀IV 40的进油口连接。
[0029] 所述电动/发电机I 42通过变速箱III 38和离合器V 37与力矩耦合器I 32的输入端连接，所述主卷扬马达III 28通过离合器II 29、变速箱II 30和离合器III 31与力矩耦合器I 32的输入端连接，所述力矩耦合器I 32的输出端经离合器IV 33、转矩传感器34和卷筒35连接，从而驱动卷扬负载36。
[0030] 所述传动系统还包括调整油缸I 7和电液伺服阀IX 49，所述电液伺服阀IX 49的出油端口分别与调整油缸I 7的两端进油口相连，所述电液伺服阀IX 49的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，中央控制器1通过控制电液伺服阀IX 49使调整油缸I 7运动，从而改变变量栗4出口流量。
[0031] 高压网络中高压蓄能器6的出油端口分别与电液伺服阀IX 49、电液伺服阀I 10、电液伺服阀III 16、电液伺服阀V 19、电液伺服阀VH 44、电液伺服阀II 13、电液伺服阀IV 18、电液伺服阀VI 23、电液伺服阀VID 46的高压进油端口相连，分别与液压变压器I 14、液压变压器II 17、液压变压器III 22、液压变压器IV 45的Α 口相连，而低压网络中低压蓄能器9的出油端口分别与电液伺服阀IX 49、电液伺服阀I 10、电液伺服阀III16、电液伺服阀V 19、电液伺服阀VH 44、电液伺服阀II 13、电液伺服阀IV 18、电液伺服阀VI 23、电液伺服阀VID 46的低压进油端口相连，分别与液压变压器I 14、液压变压器II 17、液压变压器III 22、液压变压器IV 45的Τ 口相连。
[0032] 调整油缸I 7与变量栗4的变量调节装置铰接，调整油缸II 11与液压变压器I 14的变量调节装置铰接，调整油缸III 15与液压变压器II 17的变量调节装置铰接，调整油缸IV 43与液压变压器III 22的变量调节装置铰接，调整油缸V 48与液压变压器IV 45的变量调节装置铰接。
[0033] 液压变压器I 14的Α 口和Β 口分别与电液伺服阀II 13的高低压进油端口连接，液压变压器II 17的A 口和B 口分别与电液伺服阀IV 18的高低压进油端口连接，液压变压器IV 45的A 口和B 口分别与电液伺服阀VID 46的高低压进油端口连接，液压变压器III 22的A 口和B 口分别与电液伺服阀VI 23的高低压进油端口连接。
[0034] 本发明的油/电混合动力旋挖钻机传动系统在以下工况的具体工作状态如下:
[0035]( 一 )当旋挖钻机在工作转台回转工况时，中央控制器1控制发动机64工作在最佳燃油区及其附近。发动机64输出的扭矩通过离合器VID65、力矩耦合器II 57、离合器VID63、变速箱I 2、离合器I 3使变量栗4工作，输出高压油。中央控制器控制电液伺服阀VH 44、电液伺服阀VID 46工作，电液伺服阀VH 44控制调整油缸V 48工作，改变液压变压器IV 45的斜盘倾角，从而增大增大液压变压器IV 45Β端口油压，经过电液伺服阀VID 46控制回转马达IV 47工作，实现工作台回转。若发动机64输出扭矩等于外负载扭矩，则电动/发电机II 60不工作；若发动机64输出扭矩大于外负载扭矩，则电动/发电机II 60工作，此时作为发电机，将发动机64多余能量通过整流或逆变器II 59存储在超级电容58中。若发动机64输出扭矩小于外负载扭矩，则电动/发电机II 60工作，此时作为电动机，存储在超级电容58中电能通过整流或逆变器II 59带动电动机工作，补充发动机64输出扭矩不足部分。
[0036] ( 二)当旋挖钻机在卷扬下放工况时，中央控制器1控制发动机64工作在最佳燃油区及其附近。此时离合器IX 63断开，发动机64输出扭矩带动电动/发电机II 60工作，此时作为发电机，将发动机64多余能量通过整流或逆变器II 59存储在超级电容58中。由于卷扬系统中有平衡阀26，能使卷扬在下降时，保持较小的恒定速度，同时，卷扬下放产生的重力势能通过离合器IV 33、力矩耦合器I 32、离合器V 37、变速箱III 38带动电动/发电机I 42工作，此时作为发电机，将重力势能通过整流/逆变器I 50存储在超级电容58中，实现卷扬下放时重力势能的回收。
[0037](三)当旋挖钻机在动力头加压工况时，中央控制器1控制发动机64工作在最佳燃油区及其附近。发动机64输出的扭矩通过离合器VID 65、力矩耦合器II 57、离合器VID63、变速箱I 2、离合器I 3使变量栗4工作，输出高压油。中央控制器控制电液伺服阀III16和电液伺服阀IV 18工作，电液伺服阀III16使调整油缸III15工作，改变液压变压器II 17的斜盘倾角，从而增大液压变压器II 17B端口油压，经电液伺服阀IV 18驱动动力头马达I 20、动力头马达II 21工作，从而实现动力头工作。中央控制器控制电液伺服阀I 10、电液伺服阀II 13工作，电液伺服阀I 10控制调整油缸II 11工作，改变液压变压器I 14的斜盘倾角，从而增大增大液压变压器I 14B端口油压，经过电液伺服阀II 13控制加压油缸12工作，实现动力头加压。若发动机64输出扭矩等于外负载扭矩，则电动/发电机II 60不工作；若发动机64输出扭矩大于外负载扭矩，则电动/发电机II 60工作，此时作为发电机，将发动机64多余能量通过整流或逆变器II 59存储在超级电容58中。若发动机64输出扭矩小于外负载扭矩，则电动/发电机II 60工作，此时作为电动机，存储在超级电容58中电能通过整流或逆变器II 59带动电动机工作，补充发动机64输出扭矩不足部分。
[0038](四)当旋挖钻机在卷扬回升工况时，中央控制器1控制发动机64工作在最佳燃油区及其附近。中央控制器1控制发动机64工作在最佳燃油区及其附近。发动机64输出的扭矩通过离合器VID 65、力矩耦合器II 57、离合器VID63、变速箱I 2、离合器I 3使变量栗4工作，输出高压油。中央控制器43控制电液伺服阀V 19、电液伺服阀VI 23工作，电液伺服阀V 19控制调整油缸IV 43工作，改变液压变压器III 22的斜盘倾角，从而增大增大液压变压器III 22B端口油压，经过电液伺服阀VI 23、平衡阀26控制回转马达IV 47工作，回转马达IV 47通过离合器II 29、变速箱II 30、离合器III 31、力矩耦合器I 32、离合器IV 33实现卷扬回升。若此时回转马达IV 47输出扭矩不够负载扭矩，超级电容58通过整流/逆变器I 50带动电动/发电机I 42工作，此时作为电动机，输出扭矩经过离合器V 37、变速箱III 38、力矩耦合器I 32、离合器IV 33补充不足的扭矩。若发动机64输出扭矩等于外负载扭矩，则电动/发电机II 60不工作；若发动机64输出扭矩大于外负载扭矩，则电动/发电机II 60工作，此时作为发电机，将发动机64多余能量通过整流或逆变器II 59存储在超级电容58中。若发动机64输出扭矩小于外负载扭矩，则电动/发电机II 60工作，此时作为电动机，存储在超级电容58中电能通过整流或逆变器II 59带动电动机工作，补充发动机64输出扭矩不足部分。
[0039](五)当旋挖钻机在工作转台再次回转工况时，系统的工作原理同一，此时由于负载重力加大，发动机64输出扭矩不足，电动/发电机II 60作为电动机，将存储在超级电容58中的能量释放，通过离合器VH 61输出扭矩补充不足的扭矩。
[0040](六)当旋挖钻机在卸荷工况时，系统的工作原理同二。此时由于负载的重力较大，卷扬下放时负载产生的重力势能通过离合器IV 33、力矩耦合器I 32、离合器V 37、变速箱III38带动电动/发电机I 42工作，此时作为发电机，将重力势能通过整流/逆变器I 50存储在超级电容58中，实现卷扬下放时负载重力势能的回收。
[0041](七)当旋挖钻机在卷扬再回升工况时，系统的工作原理同四。此时由于负载较小，存储在超级电容58中能量释放，通过整流/逆变器I 50、带动电动/发电机I 42工作，此时作为电动机，经变速箱III 38、离合器V 37、力矩耦合器I 32、离合器IV 33带动卷扬回升。若电动/发电机I 42提供的扭矩不够，发动机64补充剩余的扭矩。
Claims (10)
1.油/电混合动力旋te钻机传动系统，包括动力系统、加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统，其特征在于: 所述动力系统包括发动机¢4)、电动/发电机II (60)、超级电容(58)、整流或逆变器II (59)、整流/逆变器I (50)、电动/发电机I (42)、离合器IX (65)、力矩耦合器II (57)、离合器VID (63)、变速箱I (2)、离合器I (3)、变量栗(4)、离合器VII (61)、离合器VI (55)和定量栗(54);发动机(64)和电动/发电机II (60)以并联形式，分别通过离合器IX (65)和离合器VII (61)链接到力矩耦合器II (57)上，又通过转动轴经离合器VID (63)与变速箱I (2)连接，所述变速箱I (2)通过两条输出轴分别经过离合器I (3)和离合器VI (55)连接到变量栗(4)和定量栗(54)，所述电动/发电机II (60)依次连接有整流或逆变器II (59)、超级电容(58)、整流/逆变器I (50)和电动/发电机I (42); 所述动力系统的超级电容(58)、整流/逆变器I (50)和电动/发电机I (42)在卷扬下放时实现重力势能的回收，中央控制器(1)通过对动力系统的控制，进而通过加压系统、动力头系统、回转系统和卷扬系统实现旋挖钻机工作的进行。
2.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述定量栗(54)的进油口通过过滤器(53)连接到油箱(51)，形成定量栗(54)的进油管路，所述定量栗(54)的出油端口与溢流阀IV (52)和低压蓄能器(9)连接，形成低压网络线路，所述定量栗(54)的出油端口经单向阀VI (56)、变量栗(4)与高压蓄能器(6)连通，形成高压网络，高压网络中高压蓄能器(6)的出油端口经溢流阀I (8)与低压网络中低压蓄能器(9)的出油端口连通。
3.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，变量栗(4)的进油端口与单向阀VI (56)的出油端口连通，单向阀VI (56)的进油端口与定量栗(54)的出油端口、溢流阀I⑶的出油端口、溢流阀IV (52)的进油端口、低压蓄能器(9)的进油端口、回转系统的液压变压器IV (45)的Τ 口、液压变压器I (14)的Τ 口、动力头系统的液压变压器II (17)的Τ 口和卷扬系统的液压变压器III (22)的Τ 口连通；变量栗(4)的进油端口与单向阀(5)的进油端口连通；高压蓄能器(6)的端口与单向阀(5)、回转系统的液压变压器IV (45)的Α 口、液压变压器I (14)的A 口、动力头系统的液压变压器II (17)的A 口、卷扬系统的液压变压器III (22)的A 口连通。
4.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述加压系统包括电液伺服阀I (10)、调整油缸II (11)、加压油缸(12)、电液伺服阀II (13)、液压变压器I (14);电液伺服阀I (10)的进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀I (10)的两个出油端口连接在调整油缸II (11)的两端，调整油缸II (11)的活塞杆与液压变压器I (14)的配油盘铰接，电液伺服阀II (13)的进油端口分别与恒压油源的高压油端、液压变压器I (14)的端口 B连接，电液伺服阀II (13)的两个出油端口连接在加压油缸(12)的两端。
5.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述动力头系统包括调整油缸III (15)、电液伺服阀III (16)、液压变压器II (17)、电液伺服阀IV (18)、动力头马达I (20)和动力头马达II (21);电液伺服阀III (16)的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀III (16)的两个出油端口连接在调整油缸III (15)的两端，调整油缸III (15)的活塞杆与液压变压器II (17)的配油盘铰接，电液伺服阀IV (18)进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与液压变压器II (17)的端口 B连接，电液伺服阀IV (18)的两个出油端口分别与动力头马达I (20)和动力头马达II (21)的端口连接。
6.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述回转系统包括电液伺服阀νπ (44)、液压变压器IV (45)、电液伺服阀VID (46)、回转马达IV (47)和调整油缸V (48);电液伺服阀VII (44)的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀VII (44)的两个出油端口连接在调整油缸V (48)的两端，调整油缸V (48)的活塞杆与液压变压器IV (45)的配油盘铰接，电液伺服阀VID (46)进油端口 Β与恒压油源的高压油端连接，进油端口 Α与液压变压器IV (45)的端口 B连接，电液伺服阀VID (46)的两个出油端口与回转马达IV (47)进出油端口连接。
7.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述卷扬系统包括电液伺服阀V (19)、液压变压器III (22)、电液伺服阀VI (23)、单向阀II (24)、单向阀III (25)、平衡阀(26)、溢流阀II (27)、主卷扬马达III (28)、溢流阀III (39)、单向阀IV (40)、单向阀V (41)和调整油缸IV (43);电液伺服阀V (19)的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接，电液伺服阀V (19)的两个出油端口连接在调整油缸IV (43)的两端，调整油缸IV (43)的活塞杆与液压变压器III (22)的配油盘铰接，电液伺服阀VI (23)进油端口 B与恒压油源的高压油端连接，进油端口 A与液压变压器III (22)的端口 B连接，电液伺服阀VID (46)的两个出油端口分别与单向阀III (25)、单向阀IV (40)的进油口连接。
8.根据权利要求7所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述电动/发电机I (42)通过变速箱III (38)和离合器V (37)与力矩耦合器I (32)的输入端连接，所述主卷扬马达III (28)通过离合器II (29)、变速箱II (30)和离合器III (31)与力矩耦合器I (32)的输入端连接，所述力矩耦合器I (32)的输出端经离合器IV (33)、转矩传感器(34)和卷筒(35)连接，从而驱动卷扬负载(36)。
9.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括调整油缸I (7)和电液伺服阀IX (49)，所述电液伺服阀IX (49)的出油端口分别与调整油缸I (7)的两端进油口相连，所述电液伺服阀IX (49)的进油端口分别与恒压油源的高压油端、恒压油源的低压油端连接。
10.根据权利要求1所述的油/电混合动力旋挖钻机传动系统，其特征在于，所述动力系统的超级电容(58)、整流/逆变器I (50)和电动/发电机I (42)在卷扬下放时实现重力势能的回收具体为:卷扬下放产生的重力势能通过离合器IV (33)、力矩耦合器I (32)、离合器V (37)和变速箱III (38)带动电动/发电机I (42)工作，电动/发电机I (42)作为发电机将重力势能通过整流/逆变器I (50)存储在超级电容(58)中，实现卷扬下放时重力势能的回收。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310485708.6A CN103552457B (zh) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | 油/电混合动力旋挖钻机传动系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310485708.6A CN103552457B (zh) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | 油/电混合动力旋挖钻机传动系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103552457A CN103552457A (zh) | 2014-02-05 |
| CN103552457B true CN103552457B (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=50006887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310485708.6A Expired - Fee Related CN103552457B (zh) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | 油/电混合动力旋挖钻机传动系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103552457B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104695852B (zh) * | 2015-01-28 | 2016-09-14 | 太原理工大学 | 具有混合动力装置及多电机驱动的煤层气钻机 |
| CN106545534A (zh) * | 2016-01-21 | 2017-03-29 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 势能回收与再利用系统及旋挖钻机 |
| CN107044459B (zh) * | 2017-06-06 | 2018-06-22 | 吉林大学 | 一种装载机联合供能液压系统及其控制方法 |
| CN108775299B (zh) * | 2018-05-25 | 2019-10-29 | 太原理工大学 | 一种液电混合驱动的旋挖钻机 |
| CN110775238A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-11 | 吉林大学 | 一种基于液压变压器的无人船混合动力驱动系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1509521A1 (ru) * | 1987-11-25 | 1989-09-23 | Шахтинский Технологический Институт Бытового Обслуживания | Бурильна машина |
| SU1640349A1 (ru) * | 1989-01-12 | 1991-04-07 | Предприятие П/Я Р-6109 | Спускоподъемный агрегат буровой установки |
| CN201972595U (zh) * | 2010-10-20 | 2011-09-14 | 同济大学 | 旋挖钻机能量回收液压装置 |
| CN202970675U (zh) * | 2012-09-29 | 2013-06-05 | 徐州雷曼机械科技有限公司 | 旋挖钻机旋扩装置液压控制系统 |
| CN102167266B (zh) * | 2011-01-24 | 2013-07-24 | 福田雷沃国际重工股份有限公司 | 一种旋挖钻机主卷扬快速下放合流回油再生系统 |
-
2013
- 2013-10-16 CN CN201310485708.6A patent/CN103552457B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1509521A1 (ru) * | 1987-11-25 | 1989-09-23 | Шахтинский Технологический Институт Бытового Обслуживания | Бурильна машина |
| SU1640349A1 (ru) * | 1989-01-12 | 1991-04-07 | Предприятие П/Я Р-6109 | Спускоподъемный агрегат буровой установки |
| CN201972595U (zh) * | 2010-10-20 | 2011-09-14 | 同济大学 | 旋挖钻机能量回收液压装置 |
| CN102167266B (zh) * | 2011-01-24 | 2013-07-24 | 福田雷沃国际重工股份有限公司 | 一种旋挖钻机主卷扬快速下放合流回油再生系统 |
| CN202970675U (zh) * | 2012-09-29 | 2013-06-05 | 徐州雷曼机械科技有限公司 | 旋挖钻机旋扩装置液压控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103552457A (zh) | 2014-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103552457B (zh) | 油/电混合动力旋挖钻机传动系统 | |
| CN101973271B (zh) | 混合动力挖掘机驱动及能量回收系统 | |
| CN102826000B (zh) | 车辆混合动力系统及集装箱堆高机 | |
| CN101403405A (zh) | 混合动力单泵多执行元件工程机械的能量回收系统 | |
| CN107420384A (zh) | 举升装置重力势能压力容积储用系统 | |
| CN104728219A (zh) | 一种具有能量回收功能的液压泵试验台系统及能量回收方法 | |
| CN106545548A (zh) | 基于共直流母线技术的多泵多马达耐久性试验装置及方法 | |
| CN103921948B (zh) | 混合动力双发式共轴双桨直升机 | |
| CN105523493B (zh) | 一种功率补偿式修井机动力传动系统 | |
| CN107235440A (zh) | 一种用于举升机构的液电混合节能系统 | |
| CN104695852B (zh) | 具有混合动力装置及多电机驱动的煤层气钻机 | |
| CN103437392B (zh) | 混合动力液压挖掘机系统及使用方法 | |
| CN204111196U (zh) | 一种起重机用节能液压系统及起重机 | |
| CN201288721Y (zh) | 一种混合动力单泵多执行元件工程机械的能量回收系统 | |
| CN205204716U (zh) | 宽调速范围电动储能修井机 | |
| CN107503395A (zh) | 节流容积直驱复合进出油口独立控制电液系统 | |
| CN102768112B (zh) | 一种用于平地机后桥的带功率回收液压加载试验台 | |
| CN204512081U (zh) | 一种具有能量回收功能的液压泵试验台系统 | |
| CN201685692U (zh) | 一种用于工程机械的混合动力机构 | |
| CN203230641U (zh) | 非开挖水平定向钻机大排量开式液压系统 | |
| Zhang et al. | Simulation research on hydraulic energy regulation system of beam pumping unit | |
| CN105417419B (zh) | 宽调速范围电动储能修井机 | |
| CN107906063A (zh) | 升降作业设备及其动力系统 | |
| CN205078176U (zh) | 一种油电双动力修井机 | |
| CN212893642U (zh) | 车载石油钻机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160120 Termination date: 20181016 |