CN102518170A

CN102518170A - 装载机工作装置液压系统

Info

Publication number: CN102518170A
Application number: CN2011104440011A
Authority: CN
Inventors: 韩嘉骅; 袁成; 谭兆钧
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: CN102518170B

Abstract

本发明公开了一种装载机工作装置液压系统，他属于工程机械技术领域。其在不同的工况下，通过手柄来控制辅助泵是否与工作泵合流为工作装置供油，解决了现有工作装置液压系统中功率损失高，泵与负载之间的匹配差的问题，同时避免了使用变量泵开俩的高成本。本装载机工作装置液压系统包括动臂液压缸、转斗液压缸、多路换向阀、滤油器、油箱、工作泵、辅助泵、等值卸荷阀和合流控制阀。本发明主要用于装载机，也可以用于其他工程机械。

Description

装载机工作装置液压系统

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体地说，尤其涉及一种装载机工作装置液压系统。

背景技术

众所周知，转载机的主要作业方式有铲掘作业和装在作业，为了高效作业，工作装置需要进行频繁地收斗、举升、卸料、下降，这些动作都是由液压系统控制并实现的。

装载机工作装置液压系统由工作泵、换向多路阀、液压缸、管路及其他附件组成。装载机工作装置液压系统能量损失的主要原因为泵的输出流量、输出压力不能与负载需求的流量、压力相匹配，存在较多的溢流损失、节流损失及中位卸荷损失。

为了使泵与负载相互匹配，提高液压系统的效率，目前市场上部分系统采用转向液压系统向工作装置液压系统合流的技术：

配置优先阀的双泵合流系统中，转向泵由优先阀控制，优先保证转向系统供油，转向系统不动作时，转向泵经优先阀与工作装置液压系统合流。该技术虽然合理利用了转向泵，提高了装载机的工作效率，但是没有解决溢流损失大的问题，节能能效果是非常有限。

配置了等值卸荷阀的双泵合流系统是在配置优先阀的双泵合流系统的基础上增加了等值卸荷阀，等值卸荷阀的作用是当工作液压系统在高压小流量时转向泵的供油经卸荷阀回油箱，当工作液压系统在低压大流量时转向泵的供油合流到工作液压系统，同时系统保证转向优先。双泵合流等值卸荷系统虽然降低了装载机液压系统的溢流损失，改善了装载机的功率匹配，但是泵的压力和流量仍然不能与负载的需求相匹配，仍然存在溢流损失，该溢流损失主要表现为当动臂缓慢举升或者下降时，系统压力较大但没有超过等值卸荷阀的设定压力，而此时系统需要的流量较小，大多数压力油经多路换向阀溢流，形成溢流损失。

为了使泵与负载相互匹配，提高液压系统的效率，还可以在装载机液压系统中采用负载敏感变量泵。变量泵系统能够使泵的输出压力和流量自动适应负载的需求，大大减少功率损失，但是变量泵系统的制造成本、维护成本太高，不能有效地普及推广。

发明内容

为了解决现有装载机双泵合流系统或双泵合流等值卸荷系统中仍存在较大的溢流损失，进一步降低装载机工作装置液压系统的功率损失，优化泵与负载之间的功率匹配，同时避免使用变量泵带来的过高成本，本发明提供了一种装载机工作装置液压系统。

本发明所采用的技术方案：一种装载机工作装置液压系统，包括动臂液压缸、转斗液压缸、多路换向阀、滤油器、液压油箱、工作泵，所述装载机工作装置液压系统中，设有辅助液压泵、合流控制阀、等值卸荷阀，单向阀；合流控制阀的阀芯位置与控制多路换向阀的手柄位移相关，其油口P1与辅助泵出油口相连，油口P2经单向阀与工作泵合流接入多路换向阀；等值卸荷阀的一端与P2口相接，另一端接滤油器回液压油箱。

作为本发明的进一步改进，装载机转向液压系统中的转向泵可以作为辅助泵与工作泵合流，转向泵的出油口由优先阀控制，优先保证转向系统用油，在转向系统不动作的情况下，转向泵的液压油经优先阀到达合流控制阀。

作为本发明的进一步改进，使合流控制阀与多路换向阀集成到一块，在多路换向阀块中增加两个合流控制阀，分别控制动臂缸和转斗缸的合流情况；两合流控制阀分别与多路换向阀的动臂联、转斗联共用同一个阀杆，由机械手柄直接控制。

作为本发明的进一步改进，该装载机工作装置的操纵方式为液压先导控制，该液压先导控制的先导液压系统中设有单向阀、溢流阀、减压式比例先导阀、梭阀、选择阀；此时合流控制阀为液压先导控制的二位三通阀，多路换向阀的先导油口与减压式比例先导阀的出油口相连，该减压式比例先导阀中含有一个液控换向阀，液控换向阀与多路换向阀中顺序阀的先导油口相接，多路换向阀先导油口还分别连接两梭阀的两个进油口，梭阀出油口与合流控制阀的先导油口相连。

作为本发明的进一步改进，该装载机工作装置的操纵方式为电液比例先导控制，该电液比例先导控制的先导液压系统中设有单向阀、溢流阀、电液比例先导阀、选择阀；多路换向阀的先导油口与电磁比例先导阀的出油口相连，该电液比例先导阀中含有一个电磁换向阀，电磁换向阀与多路换向阀中顺序阀的先导油口相接。

与现有技术相比，本发明的的有益效果是：用工作泵加辅助泵的方式向液压系统供油，减少了工作液压泵的排量；在系统中增加了合流控制阀，所述合流控制阀由手柄位移控制，所述辅助泵能根据不同工况需要灵活的与工作泵合流或是卸荷，改善了泵与负载之间的功率匹配，且在工作泵单独供油时也能满足装载机对工作装置举升速度的要求；解决了双泵合流等值卸荷技术中系统压力小于等值卸荷阀设定压力时，转向泵便不能卸荷的问题；在降低装载机工作装置液压系统功率损失、改善泵与负载功率匹配的同时，本发明还避免了使用变量泵所带来的高成本问题。

附图说明

下面接合附图对本发明作进一步详细说明

图1是本发明具体实施方式一的系统原理图；

图2是本发明具体实施方式二的系统原理图；

图3是本发明具体实施方式三的系统原理图；

图4是本发明具体实施方式四的系统原理图；

图5是本发明具体实施方式五的系统原理图。

图中：1─动臂液压缸，2─转斗液压缸，3─多路换向阀，4、7─滤油器，5─油箱，6─工作泵，8、15、19─单向阀，9─等值卸荷阀，10─辅助泵，11─合流控制阀，12—转向泵，13─优先阀， 14─溢流阀，16─减压式比列先导阀，17─梭阀，18─选择阀，20─电液比例先导阀。

具体实施方式

本发明装载机工作装置液压系统原理如图1所示，由动臂液压缸1、转斗液压缸2、多路换向阀3、滤油器4和7、液压油箱5、工作泵6、单向阀8、等值卸荷阀9、辅助泵10、合流控制阀11组成。工作泵6与辅助泵10组成双泵系统系统向液压系统输送液压油，工作泵6的出油口接多路换向阀3，多路换向阀3的Ａ１、Ｂ１分别接动臂液压缸1的两腔，Ａ２、Ｂ２分别接转斗液压缸2的两腔；辅助泵10的出油口与合流控制阀11Ｐ１口相接，合流控制阀11的阀芯位置与控制动臂提升和转斗翻转的手柄位移相关，合流控制阀11的Ｐ２油口经单向阀8与工作泵6合流接入多路换向阀3，等值卸荷阀11的一端与P2都相连，另一端接滤油器4回液压油箱5。装载机工作装置工作时，若工作装置需要的液压油流量较小，工作泵6单独供油便能满足需要，此时手柄的位移也较小，与手柄位移相关的合流控制阀11先导压力也很小，合流控制阀11阀芯在弹簧的作用下处于上位，辅助泵10出口液压油经合流控制阀11卸荷回液压油箱5；若工作装置需要的液压油流量较大时，需要工作泵6与辅助泵10合流为系统供油，此时手柄位移较大，当手柄位移大于某一设定值时，合流控制阀11的阀芯换向，辅助泵10通过合流控制阀11与工作泵6合流。

作为本发明的另一种实施方式，可以如图2所示的那样，采用装载机转向液压系统向工作装置液压系统合流的技术，其中转向液压泵起到辅助泵的作用，所述系统主要包括：动臂液压缸1、转斗液压缸2、多路换向阀3、滤油器4和7、液压油箱5、工作泵6、单向阀8、等值卸荷阀9、合流控制阀11、转向泵12、优先阀13。转向泵12的出油口由优先阀13控制，优先保证转向系统用油；在转向系统不动作的情况下，转向泵12的液压油经优先阀13到达合流控制阀11，合流控制阀11由手柄位移来控制。所以，与实施方式一相同，在转向系统不动作时，由手柄控制转向泵12是否与工作泵6合流向工作装置液压系统供油：工作装置需要的流量较小，手柄位移较小，则工作泵6单独供油，转向泵12经合流控制阀11卸荷回油箱5；工作装置需要的流量较大时，手柄位移较大使合流控制阀11换向，转向泵12与工作泵6合流向工作装置供油。

作为本发明的另一种实施方式，可以如图3所示的那样，将合流控制阀11与多路换向阀3集成到一块，所述系统主要包括：动臂液压缸1、转斗液压缸2、多路换向阀3、滤油器4和7、液压油箱5、工作泵6、单向阀8、等值卸荷阀9、辅助泵10、合流控制阀11。在多路换向阀3中增加两个合流控制阀11，分别控制动臂缸和转斗缸的合流情况；两合流控制阀11分别与多路换向阀3的动臂联、转斗联共用同一个阀杆共用同一个阀杆，由机械手柄直接控制。此时合流控制阀11为三维三通阀，中位时辅助泵10的液压油经合流控制阀11卸荷回油箱，其余两个位置则辅助泵10与工作泵合流向工作装置液压系统供油。装载机工作装置工作时，若工作装置需要的液压油流量较小，工作泵6单独供油便能满足需要，此时手柄的位移也较小，合流控制阀11处于中位，辅助泵10出口液压油经合流控制阀11卸荷回油箱5；若工作装置需要的液压油流量较大时，需要工作泵6与辅助泵10合流为系统供油，此时手柄位移较大，当手柄位移大于某一设定值时，合流控制阀11的阀芯换向，辅助泵10通过合流控制阀11与工作泵6合流。

作为本发明的另一种实施方式，可以如图4所示的那样，对多路换向阀3采用液压先导控制，所述系统主要包括：由动臂液压缸1、转斗液压缸2、多路换向阀3、滤油器4和7、液压油箱5、工作泵6、单向阀8、15和19、等值卸荷阀9、辅助泵10、合流控制阀11、溢流阀14、减压式比例先导阀16、梭阀17、选择阀18。该合流控制阀11的结构为液压先导控制的二位三通阀，先导油源接减压式比例先导阀16为先导液压系统供油，减压式比例先导阀16由减压阀组16a和液控换向阀16b组成，其减压阀组16a的出油口a1、b1、a2、b2均引向多路换向阀3的先导油口，液控换向阀的油口c2接主回路多路换向阀3中控制浮动工况的顺序阀泄油口，与多路换向阀3先导油口相连的油口a1、 b1和a2、b2分别连接两梭阀17的进油口，梭阀17的出油口接合流控制阀11的先导油口。操纵手柄的位移变化，使减压式比例先导阀16内的计量弹簧的弹簧力成比例变化，输出对应先导液压油到多路换向阀的控制端口，实现对工作装置的比例控制；同时经梭阀17输入到合流控制阀11先导油口的液压油的压力也成比例变化，完成手柄对合流控制阀11的控制，从而完成手柄对辅助泵10是否与工作泵6合流的控制。

作为本发明的另一种实施方式，还可以如图5所示的那样，对装载机工作装置的操纵系统采用电液比例控制，所述系统主要包括：由动臂液压缸1、转斗液压缸2、多路换向阀3、滤油器4和7、液压油箱5、工作泵6、单向阀8、15和19、等值卸荷阀9、辅助泵10、合流控制阀11、溢流阀14、梭阀17、选择阀18、电液比例先导阀20。先导油源经电液比例先导阀20为先导液压系统供油，电液比例先导阀20由两个三位四通电磁换向阀20a和一个二位二通电磁换向阀20b组成，两个三位四通电磁换向阀20a的出油口a1、b1、a2、b2均引向多路换向阀3的先导油口，二位二通电磁换向阀的油口c2接主回路多路换向阀3中控制浮动工况的顺序阀泄油口。手柄的位移信号转化为电信号输入主控制器，经主控制器处理放大后输入电液比例先导阀20的比例电磁铁，对其阀芯位移完成比例控制，最终实现对工作装置的比例控制。多路换向阀3的先导油液经过梭阀17进入合流控制阀11的先导油口，使其在手柄位移较小时让辅助泵卸荷，而在手柄位移超过某一设定值时换向，让辅助泵与工作泵合流向工作装置液压系统供油。

Claims

1.一种装载机工作装置液压系统，包括动臂液压缸1、转斗液压缸2、多路换向阀3、滤油器4和7、液压油箱5、工作泵6，其特征在于：所述装载机工作装置液压系统中，设有辅助液压泵10、合流控制阀11、等值卸荷阀9，单向阀8；合流控制阀11的阀芯位置与控制多路换向阀的手柄位移相关；合流控制阀11的P1口与辅助泵10出油口相连，油口P2经单向阀8与工作泵6合流接入多路换向阀3；等值卸荷阀9的一端与P2口相接，另一端接滤油器4回液压油箱5。

2.根据权利要求1所述的装载机工作装置液压系统，其特征在于：装载机转向液压系统中的转向泵12可以作为辅助泵10与工作泵6合流，转向泵12的出油口接优先阀13的进油口，优先保证转向系统用油，在转向系统不动作的情况下，转向泵6的液压油经优先阀13到达合流控制阀10。

3.根据权利要求1或2所述的装载机工作装置液压系统，其特征在于：该合流控制阀与多路换向阀集成到一块，此时合流控制阀的结构为三维三通阀，合流控制阀11分别与多路换向阀3的动臂联、转斗联共用同一个阀杆，由机械手柄直接控制。

4.根据权利要求1或2所述的装载机工作装置液压系统，其特征在于：该装载机工作装置的操纵方式为液压先导控制，该液压先导控制的先导液压系统中设有单向阀15和19、溢流阀14、减压式比例先导阀16、梭阀17、选择阀18；多路换向阀3的先导油口与减压式比例先导阀16的出油口相连，减压式比例先导阀16中含有一个液控换向阀16b，液控换向阀16b与多路换向阀3中顺序阀的先导油口相接，多路换向阀3的先导油口还分别连接梭阀17的两个进油口，梭阀17出油口与合流控制阀11的先导油口相连。

5.根据权利要求1、 2或4所述的装载机工作装置液压系统，其特征在于：该装载机工作装置的操纵方式为电液比例先导控制，该电液比例先导控制的先导液压系统中设有单向阀15和19、溢流阀14、电液比例先导阀20、选择阀18；多路换向阀3的先导油口与电磁比例先导阀20的出油口相连，该电液比例先导阀20中含有一个电磁换向阀20b，电磁换向阀20b与多路换向阀3中顺序阀的先导油口相接。