并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系扭振控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于混合動力系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系扭振控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與相同輸出功率的傳統(tǒng)動力系統(tǒng)相比，并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系尺寸更長，工作過程中外部激勵源數(shù)量更多、外部激勵頻率范圍更寬。這不僅導(dǎo)致并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系扭振幅值突出，而且可能導(dǎo)致動力系統(tǒng)軸系發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振，產(chǎn)生諸如軸系突然斷裂等災(zāi)難事故，對動力系統(tǒng)的安全運行造成隱患。導(dǎo)致混合動力系統(tǒng)工作過程中軸系扭振突出的重要原因在于:當(dāng)負(fù)載功率急劇增大或頻繁大幅波動時，動力系統(tǒng)的輸出功率不能滿足負(fù)載需求功率的變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)軸系扭振控制方法與裝置，通過提高動力系統(tǒng)輸出功率的響應(yīng)速度，提高混合動力系統(tǒng)的工作安全性。
[0004]本發(fā)明提出了一種并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系扭振控制裝置，所述動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、液壓栗、單向閥、蓄能器、二位二通電磁閥、負(fù)載、控制器，發(fā)動機(jī)與ISG電機(jī)共軸連接，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在ISG電機(jī)與液壓栗的連接軸上，液壓栗的出口油路分為主油路和補(bǔ)償油路，主油路直接與負(fù)載相連，補(bǔ)償油路依次連接有單向閥、蓄能器，動力系統(tǒng)工作時，當(dāng)液壓栗輸出壓力大于蓄能器內(nèi)氣體壓力時，液壓栗輸出的壓力油在驅(qū)動負(fù)載的同時通過單向閥進(jìn)入蓄能器；在蓄能器和負(fù)載之間接有二位二通電磁閥，旋轉(zhuǎn)編碼器、二位二通電磁閥分別與控制器電連接，控制器實時采集編碼器輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號并進(jìn)行軸系扭振幅值分析，當(dāng)軸系扭振幅值超過設(shè)定值時，控制器接通二位二通電磁閥，蓄能器中的壓力油通過二位二通電磁閥進(jìn)入主油路輔助液壓栗驅(qū)動負(fù)載，軸系的扭振幅值將減小，從而實現(xiàn)軸系扭振控制。
[0005]優(yōu)選地，當(dāng)液壓栗輸出壓力小于蓄能器內(nèi)氣體壓力時，液壓栗輸出的壓力油全部用于驅(qū)動負(fù)載。
[0006]優(yōu)選地，二位二通電磁閥初始狀態(tài)為關(guān)閉，其打開與關(guān)閉由控制器控制，當(dāng)控制器檢測到動力系統(tǒng)軸系扭振幅值超過設(shè)定值時，控制器打開二位二通電磁閥，蓄能器中的壓力油通過二位二通電磁閥進(jìn)入主回路輔助液壓栗驅(qū)動負(fù)載。
[0007]優(yōu)選地，動力系統(tǒng)軸系每轉(zhuǎn)一圈，旋轉(zhuǎn)編碼器至少輸出120個脈沖信號，控制器實時采集旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號，通過分析脈沖信號的變化實現(xiàn)軸系扭振幅值測量。
[0008]優(yōu)選地，動力系統(tǒng)軸系扭振設(shè)定值預(yù)存在控制器中，根據(jù)負(fù)載功率的變化頻率和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)控制器檢測到動力系統(tǒng)軸系扭振幅值超過設(shè)定值時，控制器將打開二位二通電磁閥，采用釋放蓄能器中壓力油進(jìn)入主回路輔助液壓栗驅(qū)動負(fù)載的方法減小軸系扭振幅值，實現(xiàn)軸系扭振控制。
[0009]優(yōu)選地，蓄能器內(nèi)預(yù)充了一定壓力的氣體，蓄能器的容積和預(yù)充壓力根據(jù)負(fù)載功率的變化頻率和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0010]一種并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系扭振控制方法，所述動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、液壓栗、單向閥、蓄能器、二位二通電磁閥、負(fù)載、控制器，發(fā)動機(jī)與ISG電機(jī)共軸連接，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在ISG電機(jī)與液壓栗的連接軸上，液壓栗的出口油路分為主油路和補(bǔ)償油路，主油路直接與負(fù)載相連，補(bǔ)償油路依次連接有單向閥、蓄能器，在蓄能器和負(fù)載之間接有二位二通電磁閥，旋轉(zhuǎn)編碼器、二位二通電磁閥分別與控制器電連接，動力系統(tǒng)工作時，當(dāng)液壓栗輸出壓力大于蓄能器內(nèi)氣體壓力時，液壓栗輸出的壓力油在驅(qū)動負(fù)載的同時通過單向閥進(jìn)入蓄能器，控制器實時采集編碼器輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號并進(jìn)行軸系扭振幅值分析，當(dāng)軸系扭振幅值超過設(shè)定值時，控制器接通二位二通電磁閥，蓄能器中的壓力油通過二位二通電磁閥進(jìn)入主油路輔助液壓栗驅(qū)動負(fù)載，軸系的扭振幅值將減小，從而實現(xiàn)軸系扭振控制。
[0011]優(yōu)選地，當(dāng)液壓栗輸出壓力小于蓄能器內(nèi)氣體壓力時，液壓栗輸出的壓力油全部用于驅(qū)動負(fù)載。
[0012]優(yōu)選地，控制器控制初始狀態(tài)為關(guān)閉的二位二通電磁閥，當(dāng)控制器檢測到動力系統(tǒng)軸系扭振幅值超過設(shè)定值時，控制器打開二位二通電磁閥，蓄能器中的壓力油通過二位二通電磁閥進(jìn)入主回路輔助液壓栗驅(qū)動負(fù)載。
[0013]優(yōu)選地，動力系統(tǒng)軸系扭振設(shè)定值預(yù)存在控制器中，根據(jù)負(fù)載功率的變化頻率和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)控制器檢測到動力系統(tǒng)軸系扭振幅值超過設(shè)定值時，控制器將打開二位二通電磁閥，采用釋放蓄能器中壓力油進(jìn)入主回路輔助液壓栗驅(qū)動負(fù)載的方法減小軸系扭振幅值，實現(xiàn)軸系扭振控制。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明巧妙在液壓栗出口引出了補(bǔ)償油路，補(bǔ)償油路依次連接有單向閥、蓄能器，蓄能器用于存儲負(fù)載需求功率較小時動力系統(tǒng)輸出的富余功率，當(dāng)動力系統(tǒng)輸出功率不能跟隨負(fù)載功率快速變化弓I起動力系統(tǒng)軸系扭振幅值超過設(shè)定值時，控制器打開二位二通電磁閥讓蓄能器中的壓力油進(jìn)入主油路輔助液壓栗驅(qū)動負(fù)載，以提高動力系統(tǒng)輸出功率的響應(yīng)速度，進(jìn)而減小動力系統(tǒng)軸系的扭振幅值，提高混合動力系統(tǒng)的工作安全性。
【附圖說明】
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系扭振控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]圖1是并聯(lián)式混合動力挖掘機(jī)動力系統(tǒng)軸系扭振控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括發(fā)動機(jī)1、ISG電機(jī)2、旋轉(zhuǎn)編碼器3、液壓栗4、單向閥5、蓄能器6、二位二通電磁閥7、負(fù)載8、控制器9，發(fā)動機(jī)1與ISG電機(jī)2共軸連接，旋轉(zhuǎn)編碼器3安裝在ISG電機(jī)2與液壓栗4的連接軸上，液壓栗4的出口油路分為主油路和補(bǔ)償油路，主油路直接與負(fù)載8相連，補(bǔ)償油路依次連接有單向閥5、蓄能器6，在蓄能器6和負(fù)載8之間接有常閉的二位二通電磁閥7，旋轉(zhuǎn)編碼器3、二位二通電磁閥7分別與控制器9電連接。易于理解，為了實現(xiàn)該技術(shù)方案完整的需要，混合動力系統(tǒng)中還存在其它常規(guī)的裝置，鑒于這些裝置的設(shè)置為本領(lǐng)域的公知性常識，所以在此不進(jìn)行贅述。
[0018]動力系統(tǒng)工作時，當(dāng)液壓栗4輸出壓力大于蓄能器6內(nèi)氣