CN103806496B - 挖掘机液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘机液压系统，为解决现有含有直线行走功能的液压控制系统复杂的缺点，本发明构造的挖掘机液压控制系统，具有Ptr、Ptl、Pts、Pup、Dr、PG口的直线行走阀控制装置，Ptl、Ptr、Pup口分别通过梭阀与左行、右行、上车动作的控制阀的先导液控端连通，Pts口与直线行走阀的液控端连通，Dr口与回油管路连通，PG口与压力油源连通，仅当Ptr、Ptl、Pup口全部有压力输入时，Pts与Dr口之间的油路截止且具有压力输出推动直线行走阀换向进入直线行走模式，否则 Pts与Dr口导通。本发明直线行走控制系统从主控阀分离，利用外部阀块简化主控阀内部复杂结构、优化控制系统、降低维修难度和增加互换性能。

Description

挖掘机液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种挖掘机液压系统，尤其涉及一种具有直线行走功能挖掘机液压控制系统。

背景技术

挖掘机直线行走功能是指挖掘机在行走过程中，无论操作上车工作装置(包括斗杆、铲斗、回转、动臂和备用)的任何一个动作，进入左、右行走马达的相对流量不改变，挖掘机仍保持直线行走动作。当挖掘机在工作过程陷入坑中或遇到一些需要边走边动的工况时，需要挖掘机的左行走、右行走和上车装置同时动作，实现直线行走功能。目前，挖掘机主控阀液压控制系统多采用紧凑式设计，如图1所示，以负流量控制系统为例，其主控阀将直线行走阀杆先导控制油路全部集成在主阀内，由先导泵输出控制油液，在直线行走阀杆控制端分为三路：第一路和第三路分别串联左、右行走阀杆，当行走马达动作时，切断该油路，行走压力开关获取压力信号，单向阀反向建立压力；第二路串联于上车工作装置阀杆，监控上车工作装置动作，任一装置动作单向阀反向即建立压力；通过单向阀的逻辑关系在三路油液均建立压力时，才推动直线行走阀杆换向，主泵流量通过直行阀杆分配给左、右行走马达及上车工作装置，保证左、右行走马达的相对流量基本不改变，实现直线行走功能。同时集成上车怠速和行走怠速功能压力开关，确保挖掘机在行走装置和上车工作装置不动作时，发动机实现怠速，以减小功率损失，达到节能的目的；此外上车动作时，还设有回转制动自动解锁功能。这种控制方式存在以下不足：(1)主控阀内部结构复杂，铸造和制造难度大；(2)液压控制系统复杂，故障排查困难，不易于维修和更换。

发明内容

本发明的目的在于针对现有挖掘机中含有直线行走功能的液压控制系统复杂的缺点而提供一种结构简单、直线行走功能易实现的挖掘机液压系统。

本发明的技术方案是这样实现的：构造一种具有直线行走功能的挖掘机液压控制系统，包括工作泵、直线行走阀、上车动作控制阀、左行控制阀、右行控制阀、上车致动原件、左行马达、右行马达，直线行走阀经管路连接在工作泵与上车动作控制阀、左行控制阀、右行控制阀之间，上车动作控制阀、左行控制阀、右行控制阀分别经管路与上车致动原件和左行马达、右行马达对应连接，另外还包括直线行走阀控制装置，直线行走阀控制装置具有Ptr、Ptl、Pts、Pup、Dr、PG口，Ptl口通过第一梭阀与左行控制阀的先导液控端连通，Ptr口通过第二梭阀与右行控制阀的先导液控端连通，Pup口通过梭阀组与上车动作控制阀的所有先导液控端连通，Pts口与直线行走阀的液控端连通，Dr口与回油管路连通，PG口与压力油源连通，当Ptr、Ptl、Pup口全部有压力输入时，Pts口与Dr口截止且具有压力输出推动直线行走阀换向，当Ptr、Ptl、Pup口不全有压力输入时，Pts口与Dr口导通。在本发明中，当上车系统、左行马达、右行马达同时工作时，在直线行走阀的液控端建立起压力，使得直线行走阀换向，进入到直线行走模式，对上车系统的液压致动元件液压油供给和下车行走马达液压油的供给进行重新分配，避免上车系统的动作影响下车行走。在上车系统、左行马达、右行马达中任一项处于非工作状态，则退出直线行走模式。

在本发明中，直线行走阀控制装置包括用于与第一压力开关连接的Px口和用于与第二压力开关连接的Py口，当Pup口具有压力输入时Px口输出使第一压力开关动作压力油，当Ptr口和\或Ptl口有压力输入时使Py口输出使第二压力开关动作压力油。在Px口上连接有回转解锁油路。在本发明中的直线行走阀控制装置中还设置有发送机怠速与解除信号，当上车系统、左行马达、右行马达中任一个工作时，可发出使发动机退出怠速状态的信号，并且在上车动作时可自动解除上车回转的锁定。当上车系统、左行马达、右行马达中全部不工作时可发出使发动机进入怠速状态的信号。

在本发明中，直线行走阀控制装置包括两位四通液控的第一、第二、第三换向阀，第一换向阀的换向液控端与Pup口连通，第一换向阀的左位为C型和右位为Y型，其P口与PG口连通、T口与Dr口连通、B口与Pts口连通、A口与Px口连通，第二换向阀、第三换向阀相互并联且各自的液控端分别与Ptl口、Ptr口连通，第二换向阀左位为O型，右位直通，其P口与T口各自通过第一节流阀和第二节流阀均与PG口连通，A口和B口与第三换向阀的P口和T口对应连通且第二换向阀的B口以及第三换向阀的T口均与Dr口连通，第三换向阀的左位为O型，右位为K型，其A口与Pts口连通。Py口与第二换向阀与第一节流阀之间的管路连接。Pts口与所述第二换向阀与第二节流阀之间的管路连通。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：本发明将直线行走控制系统从主控阀分离，利用外部阀块简化主控阀内部复杂结构、优化控制系统、降低维修难度和增加互换性能，同时具备上车怠速和行走怠速、回转制动自动解锁功能，更好的应用于挖掘机液压控制系统。

附图说明

图1为现有负流量直线行走液压控制系统原理示意图；

图2为本发明的直线行走阀的液压控制原理示意图；

图3为本发明的具体实施液压系统原理示意图。

图中零部件名称及序号：

第一节流阀1、第二节流阀2、第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5、直线行走阀6、第二梭阀7、第一梭阀8、第二压力开关9、发动机驱动先导泵10、第一压力开关11、左泵12、右泵13、梭阀组14、铲斗油缸控制阀15、铲斗油缸16、上车回转马达控制阀17、上车回转马达18、左行控制阀19、左行马达20、右行控制阀21、右行马达22、动臂油缸控制阀23、动臂油缸24、斗杆油缸控制阀25、斗杆油缸26。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图2图3所示，发动机驱动先导泵10和工作泵工作，提供挖掘机工作致动元件和先导控制的压力油，其中工作泵分为左泵12和右泵13，左泵12和右泵13通过管路经直线行走阀6与挖掘机的下车行走马达控制阀(左行控制阀19、右行控制阀21)、上车动作控制阀(上车回转马达控制阀17、动臂油缸控制阀23、斗杆油缸控制阀25、铲斗油缸控制阀15)，实现对对应液压致动元件(左行马达20、右行马达22、上车回转马达18、动臂油缸24、斗杆油缸26、铲斗油缸16)的控制。先导泵10对直线行走阀控制装置提供压力油，直线行走阀控制装置包括两位四通液控的第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5，第一换向阀3的液控端与Pup口连通，Pup口通过梭阀组14与上车动作控制阀的先导液控端连通，当上车动作控制阀中的任一控制阀的先导液控端有压力油供给时，则压力可通过梭阀组14传到到Pup口，使第一换向阀3换向，只有当上车动作控制阀中的所有控制阀的液控端均没有压力输入即上车无动作时，第一换向阀3不换向处于初始状态(处于右位)，第一换向阀3左位为C型和右位为Y型功能，第一换向阀3的P、T、A、B四个口中，P口与PG口连通，通过PG口与先导泵10连通，T口与Dr口连通，通过Dr口连通油箱回油连通、A口与Px口连通并通过Px口链接上车怠速的第一压力开关11和上车回转自动解锁油路Sh，B口连通Pts口并通过Pts口与直线行走阀6的液控端连通。第二换向阀4、第三换向阀5相互并联，第二换向阀4的液控端与Ptl口连通并通过Ptl口经第一梭阀8与控制左行马达20的左行控制阀19的先导液控端连接，第三换向阀5的液控端与Ptr口连通并通过Ptr口经第二梭阀7与控制右行马达22的右行控制阀21的先导液控端连接，第二换向阀4的P、T、A、B四个口中，P口经第一节流阀1与PG口连通，通过PG口与先导泵10连通，T口经第二节流阀2与PG口连通，通过PG口与先导泵10连通、A口和B口分别与第三换向阀5的P口和T口连通，实现第二换向阀4与第三换向阀5的并联，且第二换向阀4的B口(也即第三换向阀5的T口)与Dr口连通并通过Dr口连通油箱回路，第三换向阀5的A口连通Pts口并通过Pts口与直线行走阀6的液控端连通。第二换向阀4和第三换向阀5的左位均为O型，第二换向阀4的右位直通，第三换向阀5的右位为K型。在第一节流阀1与第二换向阀4的P口之间连接有行走怠速的第二压力开关9。

本发明的工作原理如下：当挖掘机的左行马达、右行马达和上车系统均没有动作时，第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5均不换向处于右位，直线行走阀6的液控端来油口Pts口通过三路接油箱回路，第一路是经第一换向阀的B口和T口接Dr口；第二路是经第二换向阀4的T口、B口接Dr口；第三路是经第三换向阀5的A口、T口接Dr口。先导泵10出口经PG口通过两路接Pts口，第一路是经第一节流阀1、第二换向阀4的P口和A口、第三换向阀5的P口和A口接Pts口，另一路是经第二节流阀2直接接Pts口，在第一节流阀1后引出第二压力开关9接口Py口；先导泵10出口PG口与Px口、Sh口通断由第一换向阀3控制。此时Pts口、Py、与油箱回路连通没有压力，Px由于第一换向阀的截止也没有压力，所以直线行走阀阀芯不换向，液压系统不进入直线行走模式，第一压力开关11、第二压力开9关不动作使发动机怠速，上车回转自动解锁油路没有压力而不能对回转制动锁定进行解锁。

当只有挖掘机上车系统动作时，第一换向阀3液控端接口Pup口有上车动作控制阀的先导控制端传来的压力，具有有压力输入，第一换向阀3换向，先导泵10出口PG口经第一换向阀3的P口、A口与Px口接通(同时连通回转自动解锁接口Sh口)，由于第二换向阀4和第三换向阀5的不换向，第一节流阀1和第二节流阀2至Pts口的油路与Dr口连通，由于第一节流阀1和第二节流阀2的节流作用产生压差，因此PG口会产生压力，Px口(Sh口)具有等大的压力，使得回转制动自动解锁和第一压力开关11动作发动机怠速解除，即上车动作可以使得发动机退出怠速状态，Pts口没有压力因此直线行走阀6不换向，系统不进入直线行走模式。

当只有挖掘机左行走动作时，第二换向阀4的液控端接口Ptl口有压力输入，第二换向阀4换向处于左位；第三换向阀5和第一换向阀3不换向而处于右位，Pts口经第三换向阀5的A口、T口至Dr口和经第一换向阀3的B口、T口接Dr口而没有压力，直线换向阀不换向，液压系统不进入直线行走模式。由于第二节流阀2的节流作用，在PG口会产生压力，而第一节流阀1至第二换向阀4的P口油路因第二换向阀的换向而被截止，因此第一节流阀1至第二换向阀4的P口油路建立与PG口一样的压力，Py口也具有压力使得第二压力开关9动作发动机怠速解除。

当只有挖掘机右行走动作时，第三换向阀5的液控端接口Ptr口有压力输入，第三换向阀5换向而截止状态的左位，即第一节流阀1经第二换向阀4至第三换向阀5油路截止，在第一节流阀1的前后具有相等的压力，Pts口经第二换向阀4的T口、B口接Dr口和经第一换向阀3的B口、T口接Dr口，而使得Pts口无压力，直线换向阀6不换向，液压系统不进入直线行走模式。但由于第二节流阀2的节流作用，PG口具有压力，Py口也具有压力使得第二压力开关9动作发动机怠速解除。

当挖掘机左、右行走同时都动作而上车系统不动作时，第二换向阀4、第三换向阀5液控端接口Ptl口、Ptr口有压力输入而换向处于左位，第一节流阀1至第二换向阀4油路因第二换向阀换向截止建立于PG口一样的压力，Pts口经第二换向阀4、第三换向阀5至Dr口的油路均阻断，但仍可以经第一换向阀的B口、T口接Dr口，使得Pts口无压力，直线换向阀不换向，液压系统不进入直线行走模式。但由于第二节流阀的节流作用而使得PG口有压力，Py口有着与PG口相同的压力而第二压力开关9动作使发动机怠速解除。

当挖掘机的左行走、右行走和上车系统同时动作时，第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5分别换向，将Pts经第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5至Dr口的所有油路截断，第一节流阀1、第二节流阀2的前后油路压力升高至PG口压力，并经Pts口作用于直线行走阀6液控端，使直线行走阀6换向，挖掘机实现直线行走的功能；同时Py、Px、Sh建立压力输出压力信号，使回转制动自动解锁和发动机怠速解除。

Claims (6)

1.一种具有直线行走功能的挖掘机液压控制系统，包括工作泵、直线行走阀、上车动作控制阀、左行控制阀、右行控制阀、上车致动原件、左行马达、右行马达，所述直线行走阀经管路连接在工作泵与上车动作控制阀、左行控制阀、右行控制阀之间，所述上车动作控制阀、左行控制阀、右行控制阀分别经管路与上车致动原件和左行马达、右行马达对应连接，其特征在于还包括直线行走阀控制装置，所述直线行走阀控制装置具有Ptr、Ptl、Pts、Pup、Dr、PG口，所述Ptl口通过第一梭阀与左行控制阀的先导液控端连通，所述Ptr口通过第二梭阀与右行控制阀的先导液控端连通，所述Pup口通过梭阀组与上车动作控制阀的所有先导液控端连通，所述Pts口与直线行走阀的液控端连通，Dr口与回油管路连通，PG口与压力油源连通，当Ptr、Ptl、Pup口全部有压力输入时，Pts口与Dr口截止且具有压力输出推动直线行走阀换向，当Ptr、Ptl、Pup口不全有压力输入时，所述Pts口与Dr口导通。

2.根据权利要求1所述的挖掘机液压控制系统，其特征在于所述直线行走阀控制装置包括用于与第一压力开关连接的Px口和用于与第二压力开关连接的Py口，当Pup口具有压力输入时所述Px口输出使第一压力开关动作的压力油，当Ptr口和\或Ptl口有压力输入时使Py口输出使第二压力开关动作的压力油。

3.根据权利要求2所述的挖掘机液压控制系统，其特征在于所述直线行走阀控制装置包括两位四通液控的第一、第二、第三换向阀，所述第一换向阀的换向液控端与Pup口连通，所述第一换向阀的左位为C型和右位为Y型，其P口与PG口连通、T口与Dr口连通、B口与Pts口连通、A口与Px口连通，所述第二换向阀、第三换向阀相互并联且各自的液控端分别与Ptl口、Ptr口连通，所述第二换向阀左位为O型，右位直通，其P口与T口各自通过第一节流阀和第二节流阀均与PG口连通，A口和B口与所述第三换向阀的P口和T口对应连通且第二换向阀的B口以及第三换向阀的T口均与Dr口连通，所述第三换向阀的左位为O型，右位为K型，其A口与Pts口连通。

4.根据权利要求3所述的挖掘机液压控制系统，其特征在于所述Py口与第二换向阀与第一节流阀之间的管路连接。

5.根据权利要求3所述的挖掘机液压控制系统，其特征在于所述Pts口与所述第二换向阀与第二节流阀之间的管路连通。

6.根据权利要求3所述的挖掘机液压控制系统，其特征在于在Px口上连接有回转解锁油路。