CN102995680A - 一种液压挖掘机的斗杆液压控制回路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压挖掘机的斗杆液压控制回路，液压挖掘机斗杆的液压控制回路主要包括斗杆第一控制阀、斗杆第二控制阀、斗杆第三控制阀、信号切换阀、单向阀等通过管路连接组成，本发明在现有系统的基础上增加一个斗杆第三控制阀并通过一个信号切换阀来利用无杆腔压力信号、外部开关信号联合控制有杆腔的回油，实现斗杆回路流量的阀外分工况再生，再生解除以及完全再生时的无杆腔补油，本发明的优点是：1.斗杆第三控制阀控制阀外再生，其处于完全再生位时，斗杆回油再生量大；2.斗杆第三控制阀控制具有分工况再生功能，针对不同作业工况利用再生流量，实现不同工况时的系统节能。3.再生方式不仅通过系统中无杆腔压力控制，同时也可以通过外部输入信号控制，控制方式灵活，可以适应不同作业工况需求。

Description

一种液压挖掘机的斗杆液压控制回路

技术领域

[0001] 本发明涉及一种液压挖掘机的斗杆液压控制回路，特别是涉及一种液压挖掘机的斗杆内收的阀外分工况再生、再生切断和完全再生时无杆腔补油。

背景技术

[0002]目前，斗杆回路主控制阀主要由斗杆第一控制阀1、斗杆第二控制阀2、再生切断阀3组成，如附图1所示。其回路包括斗杆外摆回路、斗杆内收回路、斗杆再生回路。一般地，液压挖掘机中液压缸的回油是要返回油箱的，若液压缸的回油只有部分返回油箱，而其余流量与泵输出的压力油汇合，并流入该液压缸的进油腔，则称这种回路为再生回路。常见的斗杆控制回路方式之一是两阀芯进行阀前合流并且带阀内可变再生，如附图1。由泵供的油分别经中央直通回路和并联油路到斗杆第一控制阀I和斗杆第二控制阀2。斗杆第一控制阀1、斗杆第二控制阀2处于中位时，除中央直通路的各油口关闭，斗杆油缸不动作。当有斗杆外摆信号作用在斗杆第一控制阀I右端、斗杆第二控制阀2左端时，左联油路经单向阀通过斗杆第一控制阀I右位进入斗杆油缸有杆腔，右联油路经单向阀、斗杆第二控制阀2左位，合流至斗杆第一控制阀I油口进入斗杆油缸有杆腔；无杆腔液压油经斗杆第一控制阀I回油箱，斗杆外摆。当有斗杆内收信号作用在斗杆第一控制阀I左端、斗杆第二控制阀2右端时，斗杆第一控制阀I工作在左位，压力油进入斗杆无杆腔，有杆腔的回油仅通过斗杆第一控制阀1，压力油阀内分两路，一路回油箱，一路通过单向阀进入斗杆无杆腔实现流量再生，斗杆第二控制阀用于合流。因此，斗杆空载内收时，有杆腔的油在通过再生解除阀3的阻尼口时被节流，有杆腔的液压油回油箱时存在一定的压力，当压力值高于无杆腔的压力时，有杆腔的液压油将通过主阀芯内的再生口进行回油再生。当内收遇到较大阻力如挖掘时，无杆腔压力升高。由于再生解除阀信号取自无杆腔进油口，再生解除阀3动作，有杆腔液压油将通过再生解除阀3回油箱，回油阻力迅速下降，即再生解除。此类斗杆再生控制回路中再生油口开在阀芯内，因此回油量受到限制，斗杆内收回油再生量偏少，同时回油再生的控制也只能通过感应无杆腔压力，对于平地等轻载工况无完全再生或分工况再生功能，节能效果不明显。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于改进现有液压挖掘机斗杆的上述不足，提供一种液压挖掘机斗杆控制回路既可保证斗杆挖掘力不受影响，又提高再生回油量和增加再生控制的途径。

[0004] 本发明的技术方案是在目前现有系统的基础上增加一个斗杆第三控制阀，所述斗杆第三控制阀包括完全再生位、部分再生位、再生解除位和斗杆无杆腔回油位，所述斗杆第三控制阀通过一个信号切换阀利用无杆腔压力信号、外部开关信号联合控制有杆腔的回油，实现斗杆回路完全再生、部分再生，再生解除和斗杆外摆无杆腔的回油。

[0005] 当所述斗杆第三控制阀处于无杆腔回油位时，斗杆实现外摆动作，液压油经斗杆第一控制阀和第二控制阀合流进入有杆腔，无杆腔压力油一部分经过斗杆第一控制阀和第二控制阀节流回油箱，另一部分液压油经过斗杆第三控制阀到油箱；

[0006] 当所述斗杆第三控制阀处于完全再生位时，斗杆实现内收动作，进油通过斗杆第一控制阀左位和第二控制阀右位合流进入斗杆无杆腔，斗杆有杆腔的回油经斗杆第一控制阀再通过斗杆第三控制阀经单向阀与压力油口 Pl来的压力油合流至斗杆第一控制阀进油口实现完全再生；

[0007] 当所述斗杆第三控制阀处于部分再生位时，斗杆实现内收动作，进油通过斗杆第一控制阀左位和第二控制阀右位合流进入斗杆无杆腔，斗杆有杆腔的回油经斗杆第一控制阀再通过斗杆第三控制阀经单向阀与压力油口 Pl来的压力油合流至斗杆第一控制阀进油口，压力油经过斗杆第三控制阀通过第三控制阀内节流口的节流控制控制回油再生的流量;

[0008] 当所述斗杆第三控制阀处于再生解除位时，斗杆有杆腔回油经斗杆第一控制阀到斗杆第三控制阀后直接流入油箱。

[0009] 所述斗杆第三控制阀的信号端通过信号切换阀与信号变换端连接，所述信号切换阀联合利用斗杆外摆信号、外部开关信号、斗杆无杆腔压力信号来给与斗杆第三控制阀右端控制信号。

[0010] 所述斗杆无杆腔与回油口连接有单向阀，当斗杆靠自重快速内收时，为防止斗杆无杆腔吸空，单向阀将从回油路进行补油。

[0011 ] 所述斗杆第三控制阀为液压控制动作式流量控制阀。

[0012] 本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

[0013]1.斗杆第三控制阀控制阀外再生，其处于完全再生位时，斗杆回油再生量大；

[0014] 2.斗杆第三控制阀控制具有分工况再生功能，针对不同作业工况利用再生流量，实现不同工况时的系统节能。

[0015] 3.再生方式不仅通过系统中无杆腔压力控制，同时也可以通过外部输入信号控制，控制方式灵活，可以适应不同作业工况需求。

附图说明

[0016] 图1是现有典型液压挖掘机斗杆控制回路原理图；

[0017] 图2是本发明专利液压挖掘机斗杆控制回路原理图实施方式一；

[0018] 图3是本发明专利液压挖掘机斗杆控制回路原理图实施方式二 ；

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0020] 液压挖掘机斗杆控制回路实施方式一参见附图2，该回路主要由斗杆第一控制阀1、斗杆第二控制阀2、斗杆第三控制阀3、信号切换阀4、单向阀5等通过管路连接组成。斗杆第一控制阀I为三位七通换向阀，斗杆第二控制阀2为三位九通换向阀，上述两阀位于中位时，系统回路保压。当有斗杆外摆信号作用于斗杆第一控制阀I右端与斗杆第二控制阀2左端时，斗杆第一控制阀I工作在右位，斗杆第二控制阀2，P1、P2 口的压力油分别通过斗杆第一控制阀I与斗杆第二控制阀2进油合流进入斗杆有杆腔，无杆腔的回油一部分通过第一控制阀I和第二控制阀2节流回油箱，另一部分通过斗杆第三控制阀3回油箱，实现斗杆外摆。当有斗杆内收信号作用于斗杆第一控制阀I左端和斗杆第二控制阀2右端时，斗杆第一控制阀I工作在左位，斗杆第二控制阀2工作在右位，P1、P2 口的压力油分别通过斗杆第一控制阀I与斗杆第二控制阀2进油合流进入斗杆无杆腔，有杆腔压力油通过斗杆第一控制阀I后由斗杆第三控制阀3控制与油箱通断；此时，当斗杆第三控制阀3处于中位时，有杆腔回油分两路且均有节流口，一路经斗杆第三控制阀3返回到斗杆第一控制阀I进油口，另一路通油箱，由于回油箱的油存在背压，将有部分油流回斗杆无杆腔，实现斗杆液压回路的部分再生。由于斗杆第三控制阀3右端经过信号切换阀4从斗杆无杆腔引入压力信号，当斗杆无杆腔压力超过设定值时，斗杆第三控制阀3换向，工作在右位，再生解除。另外有外部再生控制信号引入到信号切换阀4下端和斗杆第三控制阀3时，斗杆第三控制阀3取自斗杆无杆腔的压力信号切断，斗杆第三控制阀3工作在左二位完全再生位，有杆腔通油箱的油路被切断，回油只能通过斗杆第三控制阀3返回斗杆第一控制阀I进油口合流再生至斗杆无杆腔。液压回路从再生切断状态返回到完全再生状态，主要用于人为控制需要完全再生的作业工况。由于本发明专利油路的阀外完全再生实现了回油从有杆腔到无杆腔完全利用，斗杆可以依靠自重进行内收，为了防止在某些需要工作装置进行吊重等内收工况时出现无杆腔吸空，将斗杆无杆腔与T 口连接一单向阀以进行必要时的补油。

[0021] 液压挖掘机斗杆控制回路实施方式二参见附图3，该回路主要由斗杆第一控制阀1、斗杆第二控制阀2、斗杆第三控制阀3、信号切换阀4、单向阀5等通过管路连接组成。该回路相对实施方式一的区别处在于斗杆第三控制阀3为较实施方式一中斗杆第二控制阀3少一位：部分再生位。中位时即为回路系统的完全再生位，因此控制斗杆第二控制阀3左端的外部开关信号也取消。其他处均与实施方式一相同。

[0022] 斗杆液压控制回路的控制方法：

[0023] ①斗杆内收时第三控制阀3处于中位时为部分再生位，此时斗杆有杆腔的压力油通过斗杆第一控制阀I再到斗杆第三控制阀3经单向阀与压力油口 Pl入进入斗杆第一控制阀I的压力油合流进入第一控制阀后进入斗杆的无杆腔；

[0024] ②当无杆腔压力升高超过设定值，引无杆腔压力通过信号切换阀4作用于第三控制阀使其换向至再生解除位，此时压力油经斗杆小腔回油到斗杆第三控制阀3直接流入油箱；所述信号控制阀为二位三通的液控换向阀；

[0025] ③当有外部开关信号时，开关信号通过作用于信号控制阀来切断引入第三控制阀的斗杆无杆腔压力，使斗杆内收工作在完全再生位，开关信号优先于斗杆无杆腔压力，此时斗杆实现内收动作，进油通过斗杆第一控制阀I左位和第二控制阀2右位合流进入斗杆无杆腔，斗杆有杆腔的回油经斗杆第一控制阀I再通过斗杆第三控制阀3经单向阀与压力油口 Pl来的压力油合流至斗杆第一控制阀I进油口实现完全再生，当液压油进入到斗杆第三控制阀3时设有阀内节流口的节流控制，即回油全部到斗杆第一控制阀I的入口。

Claims (5)

1. 一种液压挖掘机的斗杆液压控制回路，其特征在于：还包括一个斗杆第三控制阀(3)，所述斗杆第三控制阀（3)包括完全再生位、再生解除位和斗杆无杆腔回油位，所述斗杆第三控制阀（3)通过一个信号切换阀（4)利用无杆腔压力信号、外部开关信号联合控制有杆腔的回油，实现斗杆回路完全再生、再生解除和斗杆外摆无杆腔的回油。

2.根据权利要求1所述的斗杆液压控制回路，其特征在于：所述斗杆第三控制阀（3)还包括部分再生位；当所述斗杆第三控制阀（3)处于无杆腔回油位时，斗杆实现外摆动作，液压油经斗杆第一控制阀（I)和第二控制阀（2)合流进入有杆腔，无杆腔压力油一部分经过斗杆第一控制阀（I)和第二控制阀（2)节流回油箱，另一部分液压油经过斗杆第三控制阀（3)到油箱；当所述斗杆第三控制阀（3 )处于完全再生位时，斗杆实现内收动作，进油通过斗杆第一控制阀（I)左位和第二控制阀（2)右位合流进入斗杆无杆腔，斗杆有杆腔的回油经斗杆第一控制阀（I)再通过斗杆第三控制阀（3)经单向阀与压力油口（Pl)来的压力油合流至斗杆第一控制阀（I)进油口实现完全再生；当所述斗杆第三控制阀（3)处于部分再生位时，斗杆实现内收动作，进油通过斗杆第一控制阀（I)左位和第二控制阀（2)右位合流进入斗杆无杆腔，斗杆有杆腔的回油经斗杆第一控制阀（I)再通过斗杆第三控制阀（3)经单向阀与压力油口（Pl)来的压力油合流至斗杆第一控制阀（I)进油口，压力油经过斗杆第三控制阀（3 )通过第三控制阀（3 )内节流口的节流控制控制回油再生的流量；当所述斗杆第三控制阀（3)处于再生解除位时，斗杆有杆腔回油经斗杆第一控制阀(I)到斗杆第三控制阀（3)后直接流入油箱。

3.根据权利要求2所述的斗杆液压控制回路，其特征在于：所述斗杆第三控制阀（3)的信号端通过信号切换阀（4)与信号变换端连接，所述信号切换阀联合利用斗杆外摆信号、外部开关信号、斗杆无杆腔压力信号来给与斗杆第三控制阀右端控制信号。

4.根据权利要求3所述的斗杆液压控制回路，其特征在于：所述斗杆无杆腔与回油口连接有单向阀（5)，当斗杆靠自重快速内收时，为防止斗杆无杆腔吸空，单向阀将从回油路进行补油。

5.根据权利要求3所述的斗杆液压控制回路，其特征在于：所述斗杆第三控制阀（3)为液压控制动作式流量控制阀。