CN111395439B - 一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机动臂‑回转闭式液压系统及控制方法。该系统中系统控制器与电机、电机制动电磁阀、信号处理装置、第一阀组、第二阀组和回转马达制动电磁阀电连接；传感器组与信号处理装置电连接；电机通过联轴器与双向定量泵/马达连接；第一阀组包括四个电液比例方向阀；第二阀组包括四个电液比例方向阀；动臂缸组件包括一个溢流阀、两个单向阀、电液比例溢流阀和动臂液压缸；回转马达组件包括两个溢流阀、两个单向阀、回转马达和回转马达制动液压缸。本发明能够降低挖掘机系统能耗、减少排放并实现高性能的流量控制。

Description

一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统及控制方法

技术领域

本发明涉及液压挖掘机工作装置驱动技术领域，特别是涉及一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统及控制方法。

背景技术

传统挖掘机液压系统一般为开式阀控系统，存在阀口节流损失、泵-阀-执行器流量不匹配的溢流损失、工作装置的动能损失与势能损失等形式的压力流量损失，造成系统能耗高、发热量大的问题，其中动臂下降势能与转台制动动能有很大的再利用空间。随着电机驱动技术的发展，电机在挖掘机行业上的研究应用不断增加，但具有利用动臂下降势能与转台制动动能功能的基于电机-泵/马达的挖掘机动臂-回转闭式液压系统在国内外鲜有报道。

发明内容

基于此，有必要提供一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统及控制方法，以降低能耗、减少发热量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，包括：系统控制器、电机、双向定量泵/马达、电机制动电磁阀、信号处理装置、第一阀组、第二阀组、动臂缸组件、回转马达组件、回转马达制动电磁阀和传感器组；所述系统控制器分别与所述电机、所述电机制动电磁阀、所述信号处理装置、所述第一阀组、所述第二阀组和所述回转马达制动电磁阀电连接；所述传感器组与所述信号处理装置电连接；所述电机通过联轴器与所述双向定量泵/马达连接；

所述第一阀组包括第一电液比例方向阀、第二电液比例方向阀、第三电液比例方向阀和第四电液比例方向阀；所述第二阀组包括第五电液比例方向阀、第六电液比例方向阀、第七电液比例方向阀和第八电液比例方向阀；所述动臂缸组件包括第一溢流阀、第一单向阀、第二单向阀、电液比例溢流阀和动臂液压缸；所述回转马达组件包括第二溢流阀、第三溢流阀、第三单向阀、第四单向阀、回转马达和回转马达制动液压缸；

所述第三电液比例方向阀的右侧、所述第四电液比例方向阀的右侧、所述第七电液比例方向阀的左侧、所述第八电液比例方向阀的左侧均与所述双向定量泵/马达的左侧通过油管连通；所述第一电液比例方向阀的右侧、所述第二电液比例方向阀的右侧、所述第五电液比例方向阀的左侧、所述第六电液比例方向阀的左侧均与所述双向定量泵/马达的右侧通过油管连通；所述第一电液比例方向阀的左侧、所述第三电液比例方向阀的左侧、所述第三溢流阀的左侧、所述第三单向阀的左侧均与所述回转马达的左侧通过油管连通；所述第二电液比例方向阀的左侧、所述第四电液比例方向阀的左侧、所述第二溢流阀的右侧、所述第四单向阀的右侧均与所述回转马达的右侧通过油管连通；所述第二溢流阀的左侧、所述第三溢流阀的右侧、所述第三单向阀的右侧、所述第四单向阀的左侧均与第一油箱连通；所述第五电液比例方向阀的右侧、所述第七电液比例方向阀的右侧、所述第一溢流阀的左侧、所述第一单向阀的左侧均与所述动臂液压缸的无杆腔连通；所述第六电液比例方向阀的右侧、所述第八电液比例方向阀的右侧、所述电液比例溢流阀的右侧、所述第二单向阀的右侧均与所述动臂液压缸的有杆腔连通；所述电液比例溢流阀的左侧、所述第一溢流阀的右侧、所述第一单向阀的右侧和所述第二单向阀的左侧均通过油管与第二油箱连通；所述回转马达制动液压缸的有杆腔与所述回转马达制动电磁阀连接。

可选的，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统还包括电源；所述电源包括交流电源和超级电容；所述系统控制器与所述电源电连接；所述电机与所述超级电容电连接。

可选的，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统还包括电机控制器；所述电机控制器分别与所述系统控制器、所述电机和所述电源电连接。

可选的，所述传感器组包括转动传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器；所述转动传感器用于测量所述回转马达的转速；所述第一压力传感器用于测量所述回转马达的左侧工作腔的压力；所述第二压力传感器用于测量所述回转马达的右侧工作腔的压力；所述第三压力传感器用于测量所述动臂液压缸的有杆腔的压力；第四压力传感器用于测量所述动臂液压缸的无杆腔的压力；所述第五压力传感器用于测量所述双向定量泵/马达的左侧工作腔的压力；所述第六压力传感器用于测量所述双向定量泵/马达的右侧工作腔的压力。

可选的，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统还包括双向溢流阀；所述双向溢流阀的左侧通过油管与所述双向定量泵/马达的左侧连通，所述双向溢流阀的右侧通过油管与所述双向定量泵/马达的右侧连通。

可选的，所述联轴器上设置有电机制动液压缸；所述电机制动液压缸的无杆腔与所述电机制动电磁阀连接。

可选的，所述回转马达制动电磁阀和所述电机制动电磁阀均为二位三通电比例方向阀。

可选的，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统还包括操纵手柄；所述操纵手柄与所述系统控制器电连接。

本发明还提供一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统控制方法，所述方法用于上述所述的挖掘机动臂-回转闭式液压系统，所述方法包括：

当动臂液压缸单独动作且动臂下降时，控制电液比例溢流阀打开，并控制第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀全开，或者控制电液比例溢流阀打开，并控制第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀全开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、回转马达制动动臂液压缸活塞杆伸出且回转马达右侧液压容腔产生制动压力时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、回转马达制动动臂液压缸活塞杆伸出且回转马达左侧液压容腔产生制动压力时，控制第二电液比例方向阀、第三电液比例方向阀、第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀打开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆收回回转马达启动且回转马达的左侧为进油高压腔时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开，并控制电液比例溢流阀打开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆收回回转马达启动且回转马达的右侧为进油高压腔时，控制第二电液比例方向阀、第三电液比例方向阀、第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀打开，并控制电液比例溢流阀打开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆伸出回转马达启动、双向定量泵/马达的左侧为出油口且回转马达右侧容腔为工作高压腔时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开。

可选的，当动臂液压缸单独动作且动臂下降时，向电机请求再生制动力矩，使双向定量泵/马达带动处于发电机工作状态下的电机发电，并向超级电容充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统及控制方法，系统控制器通过控制第一电液比例阀与第四电液比例阀或者第二电液比例阀与第三电液比例阀动作，使双向定量泵/马达与回转马达之间形成闭式回路；系统控制器通过控制第五电液比例阀与第八电液比例阀或者第六电液比例阀与第七电液比例阀动作同时动作，使双向定量泵/马达与动臂液压缸之间形成闭式回路。当动臂液压缸有杆腔进油时，根据实际需要控制电液比例溢流阀打开一定开度，排出闭式系统中的多余液压油。系统通过电机-泵/马达与八个电液比例阀的协调控制，实现了动臂下降势能与转台制动动能的回收及再利用，降低了系统的能耗。

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为本发明实施例一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统的结构示意图。

符号说明：1-第一电液比例方向阀、2-第二电液比例方向阀、3-第三电液比例方向阀、4-第四电液比例方向阀、5-第五电液比例方向阀、6-第六电液比例方向阀、7-第七电液比例方向阀、8-第八电液比例方向阀、9-电液比例溢流阀、10-电机、11-双向定量泵/马达、12-第一溢流阀、13-第二溢流阀、14-第三溢流阀、15-第三单向阀、16-第四单向阀、17-第一单向阀、18-第二单向阀、19-动臂液压缸、20-动臂缸负载、21-回转马达、22-回转马达负载、23-回转马达制动液压缸、24-回转马达制动电磁阀、25-电机制动电磁阀、26-电机制动液压缸、27-操纵手柄、28-系统控制器、29-电源、30-电机控制器、31-信号处理装置、32-转速传感器、33-第一压力传感器、34-第三压力传感器、35-第二压力传感器、36-第四压力传感器、37-第五传感器、38-第六传感器、39-双向溢流阀。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例的提供的挖掘机动臂-回转闭式液压系统解决了如下问题：其一，可减小传统阀控系统固有的节流损失；其二，可减小泵流量与负载流量不匹配的溢流损失；其三，可回收动臂下降势能与转台制动动能；其四，提供了一种单电机-泵/马达驱动多执行器的闭式液压系统形式。该系统实现了对挖掘机动臂液压缸与回转马达的高效、高性能控制，适用于中、小型液压挖掘机。

图1为本发明实施例一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统的结构示意图。参见图1，本实施例的挖掘机动臂-回转闭式液压系统包括：系统控制器28、电机10、双向定量泵/马达11、电机制动电磁阀25、信号处理装置31、第一阀组、第二阀组、动臂缸组件、回转马达组件、回转马达制动电磁阀24和传感器组；所述系统控制器28分别与所述电机10、所述电机制动电磁阀25、所述信号处理装置11、所述第一阀组、所述第二阀组和所述回转马达制动电磁阀24电连接；所述传感器组与所述信号处理装置11电连接；所述电机10通过联轴器与所述双向定量泵/马达11连接。

所述第一阀组包括四个电液比例方向阀，分别为第一电液比例方向阀1、第二电液比例方向阀2、第三电液比例方向阀3和第四电液比例方向阀4；所述第二阀组包括四个电液比例方向阀，分别为第五电液比例方向阀5、第六电液比例方向阀6、第七电液比例方向阀7和第八电液比例方向阀8；所述动臂缸组件包括第一溢流阀12、第一单向阀17、第二单向阀18、电液比例溢流阀9和动臂液压缸19；所述回转马达组件包括第二溢流阀13、第三溢流阀14、第三单向阀15、第四单向阀16、回转马达21和回转马达制动液压缸23。

所述第一阀组中四个电液比例方向阀的两端、所述第二阀组中四个电液比例方向阀的两端、所述电液比例溢流阀9的两端、所述双向定量泵/马达11的两端、所述第一溢流阀12的两端、所述第一单向阀17的两端、所述第二单向阀18的两端、所述动臂液压缸19的两端、所述第二溢流阀13的两端、所述第三溢流阀14的两端、所述第三单向阀15的两端、所述第四单向阀16的两端和所述回转马达21的两端均固定连通有液压油管。

所述第三电液比例方向阀3的右侧、所述第四电液比例方向阀4的右侧、所述第七电液比例方向阀7的左侧、所述第八电液比例方向阀8的左侧均与所述双向定量泵/马达11的左侧通过油管连通；所述第一电液比例方向阀1的右侧、所述第二电液比例方向阀2的右侧、所述第五电液比例方向阀5的左侧、所述第六电液比例方向阀6的左侧均与所述双向定量泵/马达11的右侧通过油管连通；所述第一电液比例方向阀1的左侧、所述第三电液比例方向阀3的左侧、所述第三溢流阀14的左侧、所述第三单向阀15的左侧均与所述回转马达21的左侧通过油管连通；所述第二电液比例方向阀22的左侧、所述第四电液比例方向阀4的左侧、所述第二溢流阀13的右侧、所述第四单向阀16的右侧均与所述回转马达21的右侧通过油管连通；所述第二溢流阀13的左侧、所述第三溢流阀14的右侧、所述第三单向阀15的右侧、所述第四单向阀16的左侧均与第一油箱40连通。所述回转马达21与回转马达负载22连接。

所述第五电液比例方向阀5的右侧、所述第七电液比例方向阀7的右侧、所述第一溢流阀12的左侧、所述第一单向阀17的左侧均与所述动臂液压缸19的无杆腔连通；所述第六电液比例方向阀6的右侧、所述第八电液比例方向阀8的右侧、所述电液比例溢流阀9的右侧、所述第二单向阀18的右侧均与所述动臂液压缸19的有杆腔连通；所述电液比例溢流阀9的左侧、所述第一溢流阀12的右侧、所述第一单向阀17的右侧和所述第二单向阀18的左侧均通过油管与第二油箱41连通；所述回转马达制动液压缸23的有杆腔与所述回转马达制动电磁阀24连接。所述动臂液压缸19与动臂缸负载20连接。

作为一种可选的实施方式，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统，还包括电源29；所述电源29包括三相交流电源和超级电容；所述系统控制器28与所述电源29电连接；所述电机10与所述超级电容电连接所述电机10具有发电机与电动机两种工作模式。

作为一种可选的实施方式，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统，还包括电机控制器30；所述电机控制器30分别与所述系统控制器28、所述电机10和所述电源29电连接。

作为一种可选的实施方式，所述传感器组包括转动传感器32、第一压力传感器33、第二压力传感器35、第三压力传感器34、第四压力传感器36、第五压力传感器37和第六压力传感器38；所述转动传感器32用于测量所述回转马达21的转速；所述第一压力传感器33用于测量所述回转马达21的左侧工作腔的压力；所述第二压力传感器35用于测量所述回转马达21的右侧工作腔的压力；所述第三压力传感器34用于测量所述动臂液压缸19的有杆腔的压力；第四压力传感器36用于测量所述动臂液压缸19的无杆腔的压力；所述第五压力传感器37用于测量所述双向定量泵/马达11的左侧工作腔的压力；所述第六压力传感器38用于测量所述双向定量泵/马达11的右侧工作腔的压力。

作为一种可选的实施方式，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统还包括双向溢流阀39；所述双向溢流阀39的左侧通过油管与所述双向定量泵/马达11的左侧连通，所述双向溢流阀39的右侧通过油管与所述双向定量泵/马达11的右侧连通。

作为一种可选的实施方式，所述联轴器上设置有电机制动液压缸26；所述电机制动液压缸26的无杆腔与所述电机制动电磁阀25连接。

作为一种可选的实施方式，所述回转马达制动电磁阀24和所述电机制动电磁阀25均为二位三通电比例方向阀。回转马达制动电磁阀24的上端通过液压管路与回转马达制动液压缸23的有杆腔相连接，其下端两油口分别与先导油和第一油箱相连通。回转马达制动液压缸23的无杆腔有回位弹簧，且回转马达制动液压缸23的无杆腔通过液压管路与第一油箱40连通。电机制动电磁阀252的上端通过液压管路与电机制动液压缸26的无杆腔相连接，其下端两油口分别与先导油和油箱相连通。电机制动液压缸26的有杆腔有回位弹簧，电机制动液压缸26有杆腔通过液压管路与油箱连通。

作为一种可选的实施方式，所述挖掘机动臂-回转闭式液压系统还包括操纵手柄27；所述操纵手柄27与所述系统控制器28电连接。

本实施例的挖掘机动臂-回转闭式液压系统，设置8个二位二通电液比例方向阀，系统控制器28通过控制电源与电机控制器30来控制电机10-双向定量泵/马达11为系统提供流量。系统控制器28通过控制第一电液比例方向阀1与第四电液比例方向阀4或者第二电液比例方向阀2与第三电液比例方向阀3动作，使双向定量泵/马达11与回转马达21之间形成闭式回路。系统控制器28通过控制第五电液比例方向阀5与第八电液比例方向阀8或者第六电液比例方向阀6与第七电液比例方向阀7同时动作，使双向定量泵/马达11与动臂液压缸19之间形成闭式回路。当双向定量泵/马达11左侧液压容腔为高压腔时，若打开第一电液比例方向阀1与第四电液比例方向阀4，则回转马达21右侧容腔为进油腔；若打开第二电液比例方向阀2与第三电液比例方向阀3，则回转马达21左侧容腔为进油腔；若打开第五电液比例方向阀5与第八电液比例方向阀8，则动臂液压缸19无杆腔为进油腔；若打开第六电液比例方向阀6与第七电液比例方向阀7，则动臂液压缸19有杆腔为进油腔。当双向定量泵/马达11右侧液压容腔为高压腔时，若打开第一电液比例方向阀1与第四电液比例方向阀4，则回转马达21左侧容腔为进油腔；若打开第二电液比例方向阀2与第三电液比例方向阀3，则回转马达21右侧容腔为进油腔；若打开第五电液比例方向阀5与第八电液比例方向阀8，则动臂液压缸19有杆腔为进油腔；若打开第六电液比例方向阀6与第七电液比例方向阀7，则动臂液压缸19无杆腔为进油腔。

本实施例在液压缸控制回路中设置了一个电液比例溢流阀9。当动臂液压缸19无杆腔进油时，系统通过第二单向阀18从第二油箱41吸油；当动臂液压缸19有杆腔进油时，需要系统控制器28控制电液比例溢流阀9根据实际需要打开一定开度，排出因非对称液压缸运动时闭式回路容腔容积减小而产生的多余液压油。

本实施例的电机10处于电动机工作模式时，可带动双向定量泵/马达11正反向转动；电机10处于发电机10工作模式时，双向定量泵/马达11带动发电机10发电并向超级电容充电。双向溢流阀39可保证双向定量泵/马达11工作在安全压力以下。电机10制动器采用常开式液压制动器。液压马达制动器采用常闭式液压制动器。六个压力传感器与1个转速传感器将系统工况信号经信号处理装置11反馈给系统控制器28，系统控制器28通过协调控制电机10、八个电液比例换向阀，实现对以下四种工况下的比例分流与节能控制。

1)本实施例具有的第一项有益功能为动臂下降势能回收。这里仅考虑动臂-回转闭式液压系统中的动臂液压缸19单独动作。动臂下降时，由于动臂缸活塞杆受挖掘机动臂重力作用，其无杆腔为高压腔。若此时控制第五电液比例方向阀5和第八电液比例方向阀8全开，则双向定量泵/马达11右侧为高压腔；若此时控制第六电液比例方向阀6与第七电液比例方向阀7全开，则双向定量泵/马达11左侧为高压腔。动臂下降时，液压缸无杆腔排出的油液体积大于进入有杆腔的油液体积，此时应打开电液比例溢流阀9(即调整电液比例溢流阀9的溢流压力为0)排出闭式回路中的多余油液。为防止动臂下降时失速、回收动臂下降势能，可向电机10请求再生制动力矩，则液压缸无杆腔高压油液流经第五电液比例方向阀5或者第七电液比例方向阀7，推动双向定量泵/马达11(处于马达工作模式)转动并带动电机10(处于发电机10工作模式)发电，并向超级电容充电，从而实现动臂下降势能回收并防止动臂缸失速。

2)本实施例具有的第二项有益功能为回转制动动能能量再生。这里仅考虑回转制动-动臂提升工况，即动臂缸与回转马达共同作动时马达制动而动臂缸活塞杆伸出的情况。液压马达制动时，转台动能转化为马达的制动能量。若马达右侧液压容腔产生制动压力，此时系统控制器28控制第一电液比例方向阀1、第四电液比例方向阀4、第六电液比例方向阀6、第七电液比例方向阀7的阀口打开，液压马达右侧高压腔压力油依次流经第四电液比例方向阀4、第七电液比例方向阀7，至液压缸无杆腔；同时，液压缸有杆腔的低压油液依次流经第六电液比例方向阀6、第一电液比例方向阀1，至液压马达左侧的低压容腔；从而实现回转制动能量再生。

若液压马达转速较高而液压缸速度较低时，向电机10请求一定的与动臂缸负载压力相适应的再生制动力矩，则未被动臂无杆腔吸收的液压马达流量由双向定量泵/马达11左侧推动其转动，带动电机10发电并向超级电容充电。若液压马达转速较低而液压缸速度较高时，电机10则作为电动机工作，带动双向定量泵/马达11从其左侧泵油口向回路中供油，提供与系统需求流量相适应的流量。

若马达左侧液压容腔产生制动压力，系统运行情况与上述情况相似。特别的，系统设计时应使回转马达21与动臂液压缸19的最高工作压力相近，以避免液压马达制动压力小于液压缸无杆腔驱动压力的情况。

3)本实施例具有的第三项有益功能为动臂下降势能能量再生。这里仅考虑动臂下降-回转起动工况，即动臂缸与回转马达共同作动时动臂缸活塞杆收回而回转马达起动的情况。动臂下降时，动臂液压缸19无杆腔为高压腔，动臂势能转化为无杆腔的压力能。若选择液压马达左侧为进油高压腔，则系统控制器28应控制第一电液比例方向阀1、第四电液比例方向阀4、第六电液比例方向阀6、第七电液比例方向阀7的阀口打开，液压缸无杆腔压力油依次流经第七电液比例方向阀7、第四电液比例方向阀4、回转马达21、第一电液比例方向阀1、第六电液比例方向阀6至液压缸有杆腔，从而实现动臂下降势能能量再生；与此同时，电液比例溢流阀9打开排出闭式系统中多余油液。

若液压缸速度较高而液压马达转速较低时，向电机10请求一定的与回转马达负载压力相适应的再生制动力矩，则在马达启动加速过程中未被马达吸收的流量，由双向定量泵/马达11右侧推动其转动，带动电机10发电并向超级电容充电。若液压马达转速较高而液压缸速度较低时，电机10则作为电动机工作，带动双向定量泵/马达11从其左侧泵油口向回路中供油，提供与系统需求流量相适应的流量。

若马达左侧液压容腔产生制动压力，系统运行情况与上述情况相似。

4)本实施例具有的第四项有益功能为可实现多执行器比例分流控制。这里仅以动臂提升-回转起动工况为例进行说明。系统通过系泵供给流量与两执行器需求流量进行匹配计算后，控制电机10-泵转速使供给流量与两执行器实际需求相适应。若系统工作状态为双向定量泵/马达11左侧为出油口、动臂缸活塞杆伸出且回转马达21右侧容腔为工作高压腔，则控制电液比例阀第一电液比例方向阀1、第四电液比例方向阀4、第六电液比例方向阀6、七全开。若两执行器负载压力相差较大，流量优先流向小负载，因此应检测两执行器进油阀第四电液比例方向阀4与第七电液比例方向阀7的前后压差，控制低负载执行器进油油路上的的电液比例方向阀阀口开度，并使阀口流量与预期流量相适应，同时控制高负载执行器进油油路上的电液比例方向阀阀口全开，从而实现多执行器比例分流控制并降低节流损失。

本发明还提供了一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统控制方法，所述方法用于上述所述的挖掘机动臂-回转闭式液压系统，所述方法包括：

步骤101：当动臂液压缸单独动作且动臂下降时，控制电液比例溢流阀打开，并控制第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀全开，并向电机请求再生制动力矩，使双向定量泵/马达带动处于发电机工作状态下的电机发电，并向超级电容充电；或者控制电液比例溢流阀打开，并控制第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀全开，并向电机请求再生制动力矩，使双向定量泵/马达带动处于发电机工作状态下的电机发电，并向超级电容充电。

步骤102：当动臂液压缸与回转马达共同作动、回转马达制动动臂液压缸活塞杆伸出且回转马达右侧液压容腔产生制动压力时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开。

步骤103：当动臂液压缸与回转马达共同作动、回转马达制动动臂液压缸活塞杆伸出且回转马达左侧液压容腔产生制动压力时，控制第二电液比例方向阀、第三电液比例方向阀、第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀打开。

步骤104：当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆收回回转马达启动且回转马达的左侧为进油高压腔时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开，并控制电液比例溢流阀打开。

步骤105：当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆收回回转马达启动且回转马达的右侧为进油高压腔时，控制第二电液比例方向阀、第三电液比例方向阀、第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀打开，并控制电液比例溢流阀打开。

步骤106：当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆伸出回转马达启动、双向定量泵/马达的左侧为出油口且回转马达右侧容腔为工作高压腔时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开。

本实施例的挖掘机动臂-回转闭式液压系统控制方法能够实现动臂下降势能回收、回转制动能量再生、动臂下降势能再生、多执行器比例分流控制四种功能，高效节能环保。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，包括：系统控制器、电机、双向定量泵/马达、电机制动电磁阀、信号处理装置、第一阀组、第二阀组、动臂缸组件、回转马达组件、回转马达制动电磁阀和传感器组；所述系统控制器分别与所述电机、所述电机制动电磁阀、所述信号处理装置、所述第一阀组、所述第二阀组和所述回转马达制动电磁阀电连接；所述传感器组与所述信号处理装置电连接；所述电机通过联轴器与所述双向定量泵/马达连接；

所述第一阀组包括第一电液比例方向阀、第二电液比例方向阀、第三电液比例方向阀和第四电液比例方向阀；所述第二阀组包括第五电液比例方向阀、第六电液比例方向阀、第七电液比例方向阀和第八电液比例方向阀；所述动臂缸组件包括第一溢流阀、第一单向阀、第二单向阀、电液比例溢流阀和动臂液压缸；所述回转马达组件包括第二溢流阀、第三溢流阀、第三单向阀、第四单向阀、回转马达和回转马达制动液压缸；

所述第三电液比例方向阀的右侧、所述第四电液比例方向阀的右侧、所述第七电液比例方向阀的左侧、所述第八电液比例方向阀的左侧均与所述双向定量泵/马达的左侧通过油管连通；所述第一电液比例方向阀的右侧、所述第二电液比例方向阀的右侧、所述第五电液比例方向阀的左侧、所述第六电液比例方向阀的左侧均与所述双向定量泵/马达的右侧通过油管连通；所述第一电液比例方向阀的左侧、所述第三电液比例方向阀的左侧、所述第三溢流阀的左侧、所述第三单向阀的左侧均与所述回转马达的左侧通过油管连通；所述第二电液比例方向阀的左侧、所述第四电液比例方向阀的左侧、所述第二溢流阀的右侧、所述第四单向阀的右侧均与所述回转马达的右侧通过油管连通；所述第二溢流阀的左侧、所述第三溢流阀的右侧、所述第三单向阀的右侧、所述第四单向阀的左侧均与第一油箱连通；所述第五电液比例方向阀的右侧、所述第七电液比例方向阀的右侧、所述第一溢流阀的左侧、所述第一单向阀的左侧均与所述动臂液压缸的无杆腔连通；所述第六电液比例方向阀的右侧、所述第八电液比例方向阀的右侧、所述电液比例溢流阀的右侧、所述第二单向阀的右侧均与所述动臂液压缸的有杆腔连通；所述电液比例溢流阀的左侧、所述第一溢流阀的右侧、所述第一单向阀的右侧和所述第二单向阀的左侧均通过油管与第二油箱连通；所述回转马达制动液压缸的有杆腔与所述回转马达制动电磁阀连接；

当动臂液压缸单独动作且动臂下降时，控制电液比例溢流阀打开，并控制第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀全开，或者控制电液比例溢流阀打开，并控制第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀全开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、回转马达制动动臂液压缸活塞杆伸出且回转马达右侧液压容腔产生制动压力时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆收回回转马达启动且回转马达的右侧为进油高压腔时，控制第二电液比例方向阀、第三电液比例方向阀、第五电液比例方向阀和第八电液比例方向阀打开，并控制电液比例溢流阀打开；

当动臂液压缸与回转马达共同作动、动臂液压缸活塞杆伸出回转马达启动、双向定量泵/马达的左侧为出油口且回转马达右侧容腔为工作高压腔时，控制第一电液比例方向阀、第四电液比例方向阀、第六电液比例方向阀和第七电液比例方向阀打开。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，还包括电源；所述电源包括交流电源和超级电容；所述系统控制器与所述电源电连接；所述电机与所述超级电容电连接。

3.根据权利要求2所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，还包括电机控制器；所述电机控制器分别与所述系统控制器、所述电机和所述电源电连接。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，所述传感器组包括转动传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器；所述转动传感器用于测量所述回转马达的转速；所述第一压力传感器用于测量所述回转马达的左侧工作腔的压力；所述第二压力传感器用于测量所述回转马达的右侧工作腔的压力；所述第三压力传感器用于测量所述动臂液压缸的有杆腔的压力；第四压力传感器用于测量所述动臂液压缸的无杆腔的压力；所述第五压力传感器用于测量所述双向定量泵/马达的左侧工作腔的压力；所述第六压力传感器用于测量所述双向定量泵/马达的右侧工作腔的压力。

5.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，还包括双向溢流阀；所述双向溢流阀的左侧通过油管与所述双向定量泵/马达的左侧连通，所述双向溢流阀的右侧通过油管与所述双向定量泵/马达的右侧连通。

6.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，所述联轴器上设置有电机制动液压缸；所述电机制动液压缸的无杆腔与所述电机制动电磁阀连接。

7.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，所述回转马达制动电磁阀和所述电机制动电磁阀均为二位三通电比例方向阀。

8.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，还包括操纵手柄；所述操纵手柄与所述系统控制器电连接。

9.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂-回转闭式液压系统，其特征在于，当动臂液压缸单独动作且动臂下降时，向电机请求再生制动力矩，使双向定量泵/马达带动处于发电机工作状态下的电机发电，并向超级电容充电。

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