CN102011416A - 一种液压挖掘机流量控制方法及控制回路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压挖掘机流量控制回路，包括液压及电控回路，其特征在于：包括两个电磁比例阀及两个或门型三通梭阀，比例阀的电控端分别与所述控制器连接，输入端与挖掘机的先导压力泵连接，输出端与一三通梭阀的P1输入口连接，两个三通梭阀的P2输入口分别与挖掘机前、后负反馈阀芯连接，三通梭阀的A输出口分别与前、后负反馈调节器连接；其方法是：控制器接收传感器信号，发送电磁比例阀电控信号，打开比例阀与梭阀通路，以比例阀压力控制相应的负反馈调节器，最终控制泵的排量。本发明利用电磁比例阀控制泵的排量，实现对系统流量的限制，使回转或行走装置单独作业时流量保持正常，避免大流量对马达的损坏。

Description

一种液压挖掘机流量控制方法及控制回路

技术领域

本发明涉及一种挖掘机控制方法，尤其涉及一种液压挖掘机流量控制方法及控制回路。

背景技术

随着社会发展及国家建设需求，挖掘机的使用范围越来越广，挖掘机在矿产开发、水利施工及道路修建等方面起到举足轻重的作用，而客户对挖掘机产品性能、操作性及作业效率等方面更加挑剔，提出了更高的要求。特别由于工程工期紧张，客户要求挖掘机具有更高的作业效率，为挖掘机的各种复合动作提供足够的流量，所谓复合动作包括①挖掘复合：动臂微提+斗杆收回+铲斗收回；②回转提升复合：回转+动臂提升或回转+动臂提升+斗杆伸出；③卸载复合：斗杆伸出+铲斗打开；④复位复合：回转+动臂下降+斗杆收回；⑤装载复合：回转+动臂提升或回转+动臂提升+斗杆伸出。这需要液压系统提供更大的流量来满足油缸作业速度的要求，以免工作在欠流量的状态下。

要提高系统流量就必需提高主泵的流量，使用大流量的泵，以此增大挖机系统流量及优化发动机功率匹配来提升挖掘机作业效率。然而，一方面采用大流量的泵必将增大泵的体积，占用整机有限安装空间，且提高成本；另一方面，系统流量的大幅增加，超过了回转及行走马达在单独作业时的额定流量，长时间使用会损坏马达，降低马达使用寿命。因此，需要一种控制方法来降低挖掘机单独回转及行走时主泵的排量(复合动作时系统流量在马达允许范围内)，保证液压系统流量在马达允许流量范围内，避免系统流量过大损坏回转及行走马达。

发明内容

本发明目的是提供一种液压挖掘机流量控制方法及控制回路，使用该控制方法及回路，可避免系统大流量对回转及行走马达的损伤，并满足挖掘机在各种操作时对系统流量的需求，提高作业效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括液压回路及电控回路，所述电控回路包括控制器、回转压力传感器及左、右行走压力传感器，所述液压回路包括第一、第二两个电磁比例阀及第一、第二两个或门型三通梭阀，所述第一、第二电磁比例阀的电控端分别与所述控制器连接，所述第一、第二电磁比例阀的输入端分别接入一路挖掘机先导压力，所述第一电磁比例阀输出端与所述第一或门型三通梭阀P1输入口连接，第二电磁比例阀输出端与第二或门型三通梭阀P1输入口连接；所述第一或门型三通梭阀P2输入口与挖掘机后负反馈阀芯连接，其A输出口与相应的后负反馈调节口连接，所述第二或门型三通梭阀P2输入口与挖掘机前负反馈阀芯连接，其A输出口与相应的前负反馈调节口连接。

为达到上述目的，本发明采用的方法技术方案是：一种液压挖掘机流量控制方法，其方法为：

(1)回转先导阀或行走先导阀发送先导压力，一路送至相对应的压力传感器，另一路送至相对应的阀芯上，阀芯换向后关断前、后泵流量输送至前、后负反馈阀；

(2)挖掘机控制器采集到回转先导压力传感器或左、右行走先导压力传感器上的信号值时，作如下判断：

a.当控制器接收到回转先导压力传感器发送的电信号，并判定为回转装置单独作业后，发送控制信号至第二电磁比例阀，挖掘机给出先导压力至第二电磁比例阀，输出至第二或门型三通梭阀P1输入口，比较梭阀两端输入压力后，打开第二或门型三通梭阀P1输入口，关闭P2输入口，A输出口输出压力调整前负反馈调节器开度，获得对前泵的流量控制；

b.当控制器接收到左、右行走先导压力传感器发送的电信号，并判定为行走装置单独作业后，分别发送控制信号至第一、第二电磁比例阀，挖掘机给出先导压力至第一、第二电磁比例阀，输出至第一、第二或门型三通梭阀的P1输入口，比较梭阀两端输入压力后，打开第一、第二或门型三通梭阀P1输入口，关闭两者的P2输入口，第一、第二或门型三通梭阀两者的A输出口分别调整前、后负反馈调节器开度，获得分别对前、后泵的流量控制；

(3)挖掘机控制器未采集到回转先导压力传感器或左、右行走先导压力传感器上的信号值时，前、后泵流量经对应的阀芯流至对应的负反馈阀上，第一、第二或门型三通梭阀的P2的输入口与A输出口导通，由前、后负反馈阀分别控制前、后负反馈调节器开度。

上文中，所述电磁比例阀是一种以电控方式实现对流量的节流控制的阀具；所述或门型三通梭阀是单向控制阀的一种，相当于两个单向阀的组合，有P1、P2两个输入口，A一个输出口，阀芯在两个方向上起单向阀的作用。在本发明中，挖掘机电控回路可采用现有技术，控制器接收回转压力传感器及左、右行走压力传感器的信号后，为第一、第二两个电磁比例阀提供电控信号，控制电磁比例阀通断以及输出流量，输出的压力打开或门型三通梭阀P1输入口，关闭P2输入口(由于回转先导阀或行走先导阀给出先导压力使其相对应的阀芯转向，导致前、后泵输出的流量未进入前、后负反馈阀，梭阀比较后关闭P2输入口)，使经电磁比例阀调整后的先导压力流至相应的负反馈调节器上，而关闭负反馈阀的输出流量，从而实现对前、后泵排量的调整，以适应回转装置或是行走装置单独作业时所需的液压流量，避免系统流量过大对回转马达及行走马达的损坏。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明通过两个由挖掘机控制器控制的电磁比例阀及两个或门型三通梭阀对前、后负反馈调节器进行反馈流量的控制，进而对前、后泵的排量进行控制，根据回转装置及行走装置单独作业时所需的流量调整前、后泵的排量，挖掘机在其他操作下不受电磁比例阀的限流，从而保证挖掘机可配置大流量系统，得到高作业效率，同时也有效避免大量流对马达的损坏；

2.使用本发明控制回路及方法，无需重新开发大排量、高价位回转及行走马达，利用市场通用马达即可满足大流量液压系统要求，易于实施，成本低，且效果好，比较得到用户认可；

3.通过对电磁比例阀开度的控制，可以方便控制挖掘机回转及行走速度，满足不同工况下对回转及行走速度的要求，且保证流量在马达允许流量范围内，有效的延长马达寿命，降低维修成本。

附图说明

图1是本发明实施例一中回转装置单独作业时液压控制示意图；

图2是本发明实施例一中行走装置单独作业时液压控制示意图。

其中：1、回转先导阀；2、回转压力传感器；3、回转阀芯；4、左行走阀芯；5、右行走阀芯；6、行走先导阀；7、右行走压力传感器；8、左行走压力传感器；9、控制器；10、第一电磁比例阀；11、第二电磁比例阀；12、第一或门型三通梭阀；13、第二或门型三通梭阀；14、先导齿轮动；15、前负反馈阀芯；16、后负反馈阀芯；17、前负反馈调节器；18、后负反馈调节器；19、前泵；20、后泵。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1、2所示，一种液压挖掘机流量控制回路，包括第一、第二两个电磁比例阀及第一、第二两个或门型三通梭阀，所述第一、第二电磁比例阀的输入端分别接入一路挖掘机先导齿轮动14输出口，所述第一电磁比例阀10输出端与所述第一或门型三通梭阀12的P1输入口连接，第二电磁比例阀11输出端与第二或门型三通梭阀13的P1输入口连接；所述第一或门型三通梭阀12的P2输入口与挖掘机后负反馈阀芯16连接，其A输出口与相应的后负反馈调节器18连接，所述第二或门型三通梭阀13的P2输入口与挖掘机前负反馈阀芯15连接，其A输出口与相应的前负反馈调节器17连接；回转先导阀1及行走先导阀6发送两路先导压力，一路与其对应的压力传感器连接，另一路与其对应的阀芯连接，控制器9接收回转先导压力传感器2及左、右行走先导压力传感器发出的电信号，并输出前泵19控制信号至第二电磁比例阀11电控端上，输出后泵20控制信号至第一电磁比例阀10电控端上。

其方法为：

(1)回转先导阀1或行走先导阀6发送先导压力，一路送至相对应的压力传感器，另一路送至相对应的阀芯上，换向后关断前、后泵流量输送至前、后负反馈阀；

(2)挖掘机控制器9采集到回转先导压力传感器2或左、右行走先导压力传感器上的信号值时，作如下判断：

a.当控制器9接收到回转先导压力传感器2发送的电信号，并判定为回转装置单独作业后，发送控制信号至第二电磁比例阀11，挖掘机给出先导齿轮动14至第二电磁比例阀11，输出至第二或门型三通梭阀13的P1输入口，比较两端输入压力后，打开第二或门型三通梭阀13的P1输入口，关闭P2输入口，A输出口输出压力调整前负反馈调节器17开度，获得对前泵19的流量控制；

b.当控制器9接收到左、右行走先导压力传感器发送的电信号，并判定为行走装置单独作业后，分别发送控制信号至第一、第二电磁比例阀，挖掘机给出先导压力至第一、第二电磁比例阀，输出至第一、第二或门型三通梭阀的P1输入口，比较两端输入压力后，打开第一、第二或门型三通梭阀P1输入口，关闭两者的P2输入口，第一、第二或门型三通梭阀两者的A输出口分别调整前、后负反馈调节器开度，获得分别对前、后泵的流量控制；

(3)挖掘机控制器9未采集到回转先导压力传感器2或左、右行走先导压力传感器上的信号值时，前、后泵流量经对应的阀芯流至对应的负反馈阀上，第一、第二或门型三通梭阀的P2的输入口与A输出口导通，由前、后负反馈阀分别控制前、后负反馈调节器开度。

参见图1所示，当回转先导阀1打开后，液压油分两路：一路控制回转阀芯3换向，一路传递至回转压力传感器2；此时回转压力传感器2采集到回转先导压力后发送信号至控制器9，控制器9经过逻辑运算后，将输出一电流信号至第二电磁比例阀11，第二电磁比例阀11开启后输出压力至第二或门型三通梭阀13；由于回转阀芯3换向后导致前泵19输出液压油未通过前负反馈阀15节流阀芯至第二或门型三通梭阀13，因此第二或门型三通梭阀13两侧压力比较后，来自第二电磁比例阀11的压力大于前负反馈阀15的压力，第二电磁比例阀11压力油通过第二或门型三通梭阀13控制前负反馈调节器17，从而改变前泵19排量，使得主泵输出至回转动作的液压油流量减少。

参见图2所示，当左右行走先导阀6打开后，液压油分两路：一路控制左行走阀芯4、右行走阀芯5换向，一路传递至左行走压力传感器8和右行走压力传感器7；此时传感器采集到行走先导压力后发送信号至控制器9，控制器9经过逻辑运算后，将输出两相同电流信号至第一电磁比例阀10和第二电磁比例阀11，比例阀同时开启后输出相同压力至第一或门型三通梭阀12和第二或门型三通梭阀13；由于左右行走阀芯换向后导致前泵、后泵输出液压油未通过前负反馈阀15和后负反馈阀16节流阀芯至三通梭阀，因此三通梭阀两侧压力比较后，来自第一、第二电磁比例阀的压力分别大于前、后负反馈阀的压力，比例阀压力油通过三通梭阀分别控制前负反馈调节器17和后负反馈调节器18，从而改变前后泵排量，使得主泵输出至左右行走的液压油流量减少，有效避免系统流量过大损坏马达。且保证行走时不出现跑偏现象，要求前后泵流量改变相同。

Claims (2)

1.一种液压挖掘机流量控制回路，包括液压回路及电控回路，所述电控回路包括控制器、回转压力传感器及左、右行走压力传感器，其特征在于：所述液压回路包括第一、第二两个电磁比例阀及第一、第二两个或门型三通梭阀，所述第一、第二电磁比例阀的电控端分别与所述控制器连接，所述第一、第二电磁比例阀的输入端分别接入一路挖掘机先导压力，所述第一电磁比例阀输出端与所述第一或门型三通梭阀P1输入口连接，第二电磁比例阀输出端与第二或门型三通梭阀P1输入口连接；所述第一或门型三通梭阀P2输入口与挖掘机后负反馈阀芯连接，其A输出口与相应的后负反馈调节器连接，所述第二或门型三通梭阀P2输入口与挖掘机前负反馈阀芯连接，其A输出口与相应的前负反馈调节器连接。

2.一种液压挖掘机流量控制方法，其方法为：

(1)回转先导阀或行走先导阀发送先导压力，一路送至相对应的压力传感器，另一路送至相对应的阀芯上，阀芯换向后关断前、后泵流量输送至前、后负反馈阀；

(2)挖掘机控制器采集到回转先导压力传感器或左、右行走先导压力传感器上的信号值时，作如下判断：

a.当控制器接收到回转先导压力传感器发送的电信号，并判定为回转装置单独作业后，发送控制信号至第二电磁比例阀，挖掘机给出先导压力至第二电磁比例阀，输出至第二或门型三通梭阀P1输入口，比较梭阀两端输入压力后，打开第二或门型三通梭阀P1输入口，关闭P2输入口，A输出口输出压力调整前负反馈调节器开度，获得对前泵的流量控制；

b.当控制器接收到左、右行走先导压力传感器发送的电信号，并判定为行走装置单独作业后，分别发送控制信号至第一、第二电磁比例阀，挖掘机给出先导压力至第一、第二电磁比例阀，输出至第一、第二或门型三通梭阀的P1输入口，比较梭阀两端输入压力后，打开第一、第二或门型三通梭阀P1输入口，关闭两者的P2输入口，第一、第二或门型三通梭阀两者的A输出口分别调整前、后负反馈调节器开度，获得分别对前、后泵的流量控制；

(3)挖掘机控制器未采集到回转先导压力传感器或左、右行走先导压力传感器上的信号值时，前、后泵流量经对应的阀芯流至对应的负反馈阀上，第一、第二或门型三通梭阀的P2的输入口与A输出口导通，由前、后负反馈阀分别控制前、后负反馈调节器开度。

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