CN104032792A - 装载机定变量液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装载机定变量液压系统，为解决现有装载机液压系统中定量液压系统的能耗高而变量液压系统成本高的缺点，本发明定变量液压系统，负荷传感转向器与负载敏感流量放大阀连接后控制转向油缸；先导阀与负荷敏感分配阀连接后控制工作油缸；负载敏感变量泵出油口经优先阀后分别与负载敏感流量放大阀和负荷敏感分配阀的P口连通，定量泵经卸荷阀后连通负荷敏感分配阀的P口，卸荷阀的LS口经梭阀组从先导阀获取先导油压力信号，负荷传感转向器的LS口和优先阀的LS口连通后和负荷敏感分配阀的LS口经梭阀向负载敏感变量泵提供负载压力信号。本发明没有溢流损失、开中位损失和高压卸荷损失；低能量消耗和低冷却功率，油液寿命长。

Description

装载机定变量液压系统

技术领域

本发明涉及一种装载机液压系统，尤其涉及一种装载机定变量液压系统。

背景技术

国内现有大部分的装载机液压系统是定量液压系统。其液压系统由定量泵、转向器、流量放大阀（优先阀）、转向油缸、分配阀、动臂油缸、转斗油缸等元件组成。在现有的装载机定量液压系统，忽略了定量泵的能量损失。由于泵排量为定值，系统流量仅和发动机转速有关；单独转向时，除去转向所需的流量外，多余的流量通过分配阀中位以一定的背压回油箱，造成能量损失；在运输工况时，转向油缸、动臂油缸和转斗油缸等均不动作，定量泵输出的流量通过分配阀中位并以一定的背压流回油箱，产生能量损失；工作过程中，当负载压力高于系统设定压力时，定量泵输出的流量以一定的卸荷压力或溢流压力流回油箱，产生高压卸荷损失和溢流损失。

国外现有的装载机以变量液压系统为主，其液压系统由变量泵、负荷敏感转向器、流量放大阀、转向油缸、负载敏感阀、动臂油缸和转动油缸等元件组成；其存在的不足是：工作液压系统和转向液压系统均采用变量泵，其成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有装载机液压系统中定量液压系统的能耗高而变量液压系统成本高的缺点而提供成本低同时又节能的装载机定变量液压系统。

本发明的技术方案是这样实现的：构造一种装载机定变量液压系统，包括负载敏感变量泵、负荷传感转向器、负载敏感流量放大阀、转向油缸、定量泵、负荷敏感分配阀、先导阀、工作油缸、油箱；负荷传感转向器与负载敏感流量放大阀连接并经负载敏感流量放大阀控制与负载敏感流量放大阀连接的转向油缸；先导阀与负荷敏感分配阀连接并经负荷敏感分配阀控制与负荷敏感分配阀链接的工作油缸；另外本系统还包括卸荷阀、优先阀、梭阀，负载敏感变量泵的出油口处的其中一路油路经优先阀例如通过其CF口和EF口分别与负载敏感流量放大阀的P口和负荷敏感分配阀的P口连通，定量泵经卸荷阀与负荷敏感分配阀的P口连通，在卸荷阀处于关闭状态时定量泵向负荷敏感分配阀供油，在卸荷阀处于开启状态时定量泵出油口经卸荷阀与油箱连通，负荷传感转向器的LS口和优先阀的LS口连通后和负荷敏感分配阀的LS口经梭阀与负载敏感变量泵的LS口连通向负载敏感变量泵提供负载压力信号，优先阀、负荷敏感转向器、负载敏感流量放大阀、负荷敏感分配阀和先导阀的T口和油箱连通。

在本发明所述的装载机定变量液压系统中，卸荷阀包括有进油口P、出油口PV、溢流口T，安全阀、两位三通阀、溢流阀和节流孔，进油口P与出油口PV之间设有向出油口PV方向单向导通的第一单向阀,安全阀的液控端连接在单向阀与出油口PV之间、安全阀的出口与溢流口T连通，安全阀的入口与两位三通阀的一出口连通，两位三通阀的另一出口与溢流口T连通，进油口P经节流孔分别与两位三通阀的入口和溢流阀的液控端连通，溢流阀的进油口与进油口P连通，溢流阀的出油口与溢流口T连通，两位三通阀的液控端与先导阀的先导反馈LS口连通连接获取先导阀先导油压力信号，当两位三通阀的液控端的压力大于两位三通阀的弹簧设定压力时两位三通阀46的入口经两位三通阀的一个出口与安全阀的入口连通，当两位三通阀的液控端的压力小于两位三通阀的弹簧设定压力时两位三通阀入口经两位三通阀的另一出口与溢流口T连通；进油口P与定量泵的出油口连通、出油口PV与负荷敏感分配阀的P口连通、溢流口T为卸荷阀的T口。

在本发明所述的装载机定变量液压系统中，安全阀的液控端与出油口PV之间设置有第二节流孔。

在本发明所述的装载机定变量液压系统中，还包括第二单向阀、先导油源阀，负载敏感变量泵的出油口处的另外一路油路经先导油源阀与先导阀的P1口连通；第二单向阀的入口与动臂油缸的大腔相通，第二单向阀的出口与先导油源阀相通。

在本发明所述的装载机定变量液压系统中，优先阀与负载敏感流量放大阀的P口之间设有向负载敏感流量放大阀的P口方向单向导通的单向阀。

在本发明所述的装载机定变量液压系统中，优先阀与负荷敏感分配阀的P口之间设有向负荷敏感分配阀的P口方向单向导通的单向阀。

本发明采用定变量液压合流系统，使得变量泵能够根据工作液压系统和转向液压系统的需求提供流量；减少了剩余流量的中位损失和溢流损失；同时，在先导阀微动作和负载压力高于系统设定压力情况下，定量泵输出的流量不进行合流，而是直接回油箱，减少了高压卸荷损失和开中位损失，最终使得液压系统更节能。

与现有技术相比具有的有益效果：没有溢流损失、开中位损失和高压卸荷损失；更低能量消耗；液压油发热量少，具有更低的装机冷却功率；更低的油箱温度，油液寿命将更长。

附图说明

图1是本发明装载机定变量液压系统液压原理图；

图2是本发明装载机定变量液压系统中卸荷阀的原理图。

图中零部件名称及序号：

油箱1、定量泵3、卸荷阀4、负载敏感变量泵5、梭阀6、优先阀7、负荷传感转向器8、负载敏感流量放大阀9、转向油缸10、负荷敏感分配阀11、先导阀12、转斗油缸13、动臂油缸14、第二单向阀15、先导油源阀16、滤油器17、安全阀41、第二节流孔42、第一单向阀43、溢流阀44、节流孔45、两位三通阀46。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1所示，本实施例中装载机定变量液压系统，包括负载敏感变量泵5、负荷传感转向器8、负载敏感流量放大阀9、转向油缸10、定量泵3、负荷敏感分配阀11、先导阀12、工作油缸、油箱1、卸荷阀4、优先阀7、梭阀6、第二单向阀15、先导油源阀16，工作油缸是指转斗油缸13和动臂油缸14。负荷传感转向器8与负载敏感流量放大阀9连接并经负载敏感流量放大阀9控制与负载敏感流量放大阀9连接的转向油缸10，由此构成转向液压系统。先导阀12与负荷敏感分配阀11连接并经负荷敏感分配阀11控制与负荷敏感分配阀11链接的工作油缸，由此构成工作液压系统；负载敏感变量泵5的出油口处的其中一路油路经优先阀7并通过优先阀7的CF口和EF口各自通过一个单向阀与负载敏感流量放大阀9和负荷敏感分配阀11的P口连通，负载敏感变量泵5的出油口处的另外一路油路经先导油源阀16与先导阀12的P1口连通；第二单向阀15的入口与动臂油缸14的大腔相通，第二单向阀15的出口与先导油源阀16相通。定量泵3经卸荷阀4与负荷敏感分配阀11的P口连通，与变量泵5合流对负荷敏感分配阀11供油，由此构成对转向液压系统和工作液压系统的供油油路。负荷传感转向器8的LS口和优先阀7的LS口连通后和负荷敏感分配阀11的LS口经梭阀6与负载敏感变量泵5的LS口连通向负载敏感变量泵5提供负载压力信号，由此构成转向液压系统和工作液压系统的负载敏感信号控制油路，优先阀7、负荷敏感转向器8、负载敏感流量放大阀9、负荷敏感分配阀11和先导阀12的T口和油箱1连通等各阀的T口经滤油器17与油箱1连通。

在本实施例中，如图2所示，卸荷阀4包括设有进油口P、出油口PV、溢流口T、安全阀41、两位三通阀46、溢流阀44和节流孔45，在进油口P至出油口PV之间设有向出油口PV方向单向导通的第一单向阀43，安全阀41的液控端连接在该第一单向阀43与出油口PV之间, 在安全阀41的液控端与出油口PV之间设置有第二节流孔42。安全阀41的出口与溢流口T连通，安全阀41的入口与两位三通阀46的一出口连通，两位三通阀46的另一出口与溢流口T连通，进油口P经节流孔45分别与两位三通阀46的入口和溢流阀44的液控端连通，溢流阀44的进油口与进油口P连通，溢流阀44的出油口与溢流口T连通，两位三通阀46的液控端为卸荷阀4的LS口，其与先导阀12的先导反馈LS口连通连接获取先导阀先导油压力信号，当两位三通阀46的液控端的压力大于两位三通阀46的弹簧设定压力时两位三通阀46入口经两位三通阀的一个出口与安全阀41的入口连通，当两位三通阀的液控端的压力小于两位三通阀的弹簧设定压力时两位三通阀46的入口经两位三通阀的另一出口与溢流口T连通。进油口P连通定量泵3的出油口，出油口PV与负荷敏感分配阀11的P口连通，溢流口T为卸荷阀4的T口与油箱1连通。负载敏感变量泵5的出油口处的另外一路油路经先导油源阀16与先导阀的P口连通。优先阀7与负载敏感流量放大阀9的P口之间设有向负载敏感流量放大阀9的P口方向单向导通的单向阀。优先阀7与负荷敏感分配阀11的P口之间设有向负荷敏感分配阀11的P口方向单向导通的单向阀。

本实施例中液压工作原理如下：

1、在整机无动作工况，工作液压系统和转向液压系统无负载敏感信号，负荷敏感分配阀11处于闭中位，其LS口和负荷传感转向器8的LS口均不输出负载敏感信号，负载敏感变量泵5内部的斜盘在伺服变量油缸的作用下趋近零度，排量几乎为零，泵口维持一个低压，减少了溢流损失和开中位损失。先导阀12的先导反馈LS口无负载信号，所以卸荷阀4中两位三通阀46处于左位，两位三通阀46入口经出口与卸荷阀4的溢流口T连通，溢流阀44的液控端由于节流孔45的节流作用，其压力小于溢流阀44的进油口处的压力，使得溢流阀44开启，也即使得卸荷阀4处于开启状态，定量泵3的出油口经卸荷阀4中的溢流阀44至溢流口T直接回油箱1，减少了开中位能量损失。

2、单独转向工况，工作液压系统无负载敏感信号。 当负荷传感转向器8有动作时，负荷传感转向器8上的LS口与优先阀7的LS口相通，作用到优先阀7的LS口，使得优先阀7主阀杆处于左机能位；负载敏感流量放大阀9在负荷传感转向器8的先导油作用下从中位开启至某一开度，负载敏感变量泵5的压力油通过优先阀7的CF口、负载敏感流量放大阀9进入转向油缸10，实现转向动作；负荷传感转向器8的负载压力信号通过梭阀6传递到负载敏感变量泵5的负载敏感LS口，增大其排量，满足转向系统需要的流量；当负载敏感流量放大阀9开口形成的节流压力差等于负载敏感变量泵5的流量控制阀预设压力时，负载敏感变量泵5提供负载所需的流量，没有多余的溢流或中位损失。此时先导阀12的反馈LS口无负载信号，所以卸荷阀4中两位三通阀46处于左位，两位三通阀46入口经其出口与卸荷阀4的溢流口T连通，溢流阀44的液控端由于节流孔45的节流作用，其压力小于溢流阀44的进油口处的压力，使得溢流阀44开启，也即使得卸荷阀4处于开启状态，定量泵3的出油口经卸荷阀4中的溢流阀44至溢流口T直接回油箱1，减少了开中位能量损失。

当负荷传感转向器8有动作，且负载的压力达到负载敏感变量泵5的压力补偿阀设定压力时，负载敏感变量泵5的排量几乎为零，泵维持一个高压，泵进入高压待命状态。卸荷阀4由于先导阀12的反馈LS口无负载信号仍处于开启状态，定量泵3的出油口经卸荷阀4中的溢流阀44至溢流口T直接回油箱1，减少了开中位能量损失。

3、单独工作工况，转向液压系统无负载压力信号，负荷传感转向器8上的LS口与优先阀的LS口相通，优先阀7的LS口上无负载敏感压力信号，使得优先阀7主阀杆处于右机能位。

当先导阀12有轻微动作，负荷敏感分配阀11在先导阀12的先导油作用下从中位开启至某一开度，负载敏感变量泵5的压力油通过优先阀7的EF口和负荷敏感分配阀11进入转斗油缸13或动臂油缸14；负载压力信号通过梭阀6传递到负载敏感变量泵5的负载敏感LS口，负载敏感变量泵5输出流量经优先阀7的EF口向负载敏感分配阀11供油，当负荷敏感分配阀11开口形成的节流压力差等于负载敏感变量泵5的流量补偿阀弹簧预设压力时，负载敏感变量泵5提供负载所需的流量，没有多余的溢流或中位损失。此时由于先导阀12是微动作，其先导油压力小于卸荷阀4的中两位三通阀的弹簧设定压力，卸荷阀4处于开启状态，定量泵3的出油口经卸荷阀4中的溢流阀44至溢流口T直接回油箱1，减少了开中位能量损失和高压卸荷损失。

当先导阀12有较大动作，负荷敏感分配阀11在先导阀12的先导油作用下从中位开启至某一开度，负载敏感变量泵5的压力油通过优先阀7的EF口和负荷敏感分配阀11进入转斗油缸13或动臂油缸14；负载的压力信号通过梭阀6传递到负载敏感变量泵5的负载敏感LS口，负载敏感变量泵5输出流量，当负荷敏感分配阀11开口形成的节流压力差等于负载敏感变量泵5的流量补偿阀弹簧预设压力时，负载敏感变量泵5提供负载所需的流量，没有多余的溢流或中位损失。此时由于先导阀12有较大动作，其先导油压力大于卸荷阀4的两位三通阀的弹簧设定压力，两位三通阀46处于右位，两位三通阀46的入口经两位三通阀46的另外一出口与安全阀41的入口导通，但由于安全阀41的液控端也即卸荷阀的出油口PV处的压力低于安全阀的弹簧设定压力，安全阀不开启，两位三通阀入口至溢流口T处不导通，溢流阀44也不开启，也即使得卸荷阀4处于关闭状态，不与油箱1相通；定量泵3出油口的油经过卸荷阀4进油口P、第一单向阀43、出油口PV和负荷敏感分配阀10进入转斗油缸13或动臂油缸14，参与工作液压系统工作，此时定量泵3与负载敏感变量泵5合流对工作液压系统进行供油。

当先导阀12有大动作，卸荷阀4出油口PV压力大于卸荷阀4的安全阀设定压力时，负荷敏感分配阀11在先导油的作用下从中位开启至某一开度，负载敏感变量泵5的油通过优先阀7的EF口和负荷敏感分配阀11进入转斗油缸13或动臂油缸14；负载压力信号通过梭阀6传递到负载敏感变量泵5的负载敏感口，负载敏感变量泵5输出流量经优先阀7的EF口向负载敏感分配阀11供油，当负荷敏感分配阀11开口形成的节流压力差等于负载敏感变量泵5的流量补偿阀弹簧预设压力时，负载敏感变量泵5提供负载所需的流量，没有多余的溢流或中位损失。此时由于卸荷阀4出油口PV处的压力大于卸荷阀4的安全阀设定压力，安全阀开启，由于先导阀12有大动作，其先导油压力大于卸荷阀4的两位三通阀的弹簧设定压力，两位三通阀处于右位，两位三通阀的入口经安全阀与溢流口T连通，溢流阀44开启致使卸荷阀4开启，定量泵3的出油口经卸荷阀4中的溢流阀44至溢流口T直接回油箱1，减少了开中位能量损失和高压卸荷损失。

4、在转向液压系统和工作液压系统同时动作时，工作液压系统和转向液压系统有负载压力信号。当转向负载敏感信号压力（负荷传感转向器8的LS口压力）大于工作负载敏感信号压力（负荷敏感分配阀11的LS口压力）时，负载敏感转向器的LS口压力信号经梭阀传递至负载敏感变量泵5的LS口，负载敏感变量泵5与转向负载所需流量相匹配，输出转向油缸10所需的流量；当转向负载敏感信号压力小于工作负载敏感信号压力时，负荷敏感分配阀的LS口压力信号经梭阀传递至负载敏感变量泵5的LS口，负载敏感变量泵5与工作负载所需流量相匹配，输出的流量通过优先阀7的CF油口优先满足转向的要求外，富余的流量通过优先阀7的EF油口供给工作液压系统。

当先导阀12的LS口压力小于卸荷阀4的主阀设定压力时，或者当卸荷阀4出口的压力高于卸荷阀4的安全阀设定的压力时，定量泵3出油口的油经过卸荷阀4直接回油箱1，不参与工作液压系统进行做功；当先导阀12的LS口压力大于卸荷阀4的主阀设定压力，且当卸荷阀4出口油的压力低于卸荷阀4的安全阀设定的压力时，定量泵3出油口的油经过卸荷阀4和负荷敏感分配阀11进入转斗油缸13或动臂油缸14，参与工作液压系统进行做功。

Claims (6)

1.一种装载机定变量液压系统，包括负载敏感变量泵(5)、负荷传感转向器(8)、负载敏感流量放大阀（9）、转向油缸（10）、定量泵（3）、负荷敏感分配阀（11）、先导阀（12）、工作油缸(13、14)、油箱（1）；所述负荷传感转向器(8)与负载敏感流量放大阀（9）连接并经负载敏感流量放大阀（9）控制与负载敏感流量放大阀（9）连接的转向油缸（10）；所述先导阀（12）与负荷敏感分配阀（11）连接并经负荷敏感分配阀（11）控制与负荷敏感分配阀（11）链接的工作油缸(13、14)；其特征在于还包括卸荷阀（4）、优先阀(7)、梭阀（6），所述负载敏感变量泵(5)的出油口处的其中一路油路经优先阀(7)分别与负载敏感流量放大阀（9）的P口和负荷敏感分配阀（11）的P口连通，定量泵（3）经卸荷阀（4）与负荷敏感分配阀（11）的P口连通；在卸荷阀（4）处于关闭状态时定量泵（3）经向负荷敏感分配阀（11）供油，在卸荷阀（4）处于开启状态时定量泵（3）出油口经卸荷阀（4）与油箱（1）连通，负荷传感转向器(8)的LS口和优先阀(7)的LS口连通后和负荷敏感分配阀（11）的LS口经梭阀（6）与负载敏感变量泵(5)的LS口连通向负载敏感变量泵(5)提供负载压力信号，优先阀(7)、负荷敏感转向器(8)、负载敏感流量放大阀（9）、负荷敏感分配阀（11）和先导阀（12）的T口和油箱（1）连通。

2.根据权利要求1所述的装载机定变量液压系统，其特征在于所述卸荷阀（4）包括有进油口P、出油口PV、溢流口T，安全阀（41）、两位三通阀（46）、溢流阀（44）和节流孔（45），进油口P与出油口PV之间设有向出油口PV方向单向导通的第一单向阀(43),所述安全阀（41）的液控端连接在第一单向阀(43)与出油口PV之间、所述安全阀（41）的出口与溢流口T连通，安全阀（41）的入口与两位三通阀（46）的一出口连通，两位三通阀（46）的另一出口与溢流口T连通，进油口P经节流孔（45）分别与两位三通阀（46）的入口和溢流阀（44）的液控端连通，溢流阀（44）的进油口与进油口P连通，溢流阀（44）的出油口与溢流口T连通，两位三通阀（46）的液控端与先导阀（12）先导反馈LS口连通连接获取先导阀（12）先导油压力信号，当两位三通阀（46）的液控端的压力大于两位三通阀（46）的弹簧设定压力时两位三通阀（46）入口经两位三通阀（46）的一个出口与安全阀（41）的入口连通；进油口P与定量泵（3）的出油口连通、出油口PV与负荷敏感分配阀（11）的P口连通、溢流口T为卸荷阀（4）的T口。

3.根据权利要求2所述的装载机定变量液压系统，其特征在于所述安全阀（41）的液控端与出油口PV之间设置有第二节流孔（42）。

4.根据权利要求1所述的装载机定变量液压系统，其特征在于还包括第二单向阀(15)、先导油源阀(16)，所述负载敏感变量泵(5)的出油口处的另外一路油路经先导油源阀(16)与先导阀（12）的P1口连通；所述第二单向阀（15）的入口与动臂油缸（14）的大腔相通，第二单向阀(15）的出口与先导油源阀（16）相通。

5.根据权利要求1所述的装载机定变量液压系统，其特征在于优先阀(7)与负载敏感流量放大阀（9）的P口之间设有向负载敏感流量放大阀（9）的P口方向单向导通的单向阀。

6.根据权利要求1所述的装载机定变量液压系统，其特征在于优先阀(7)与负荷敏感分配阀（11）的P口之间设有向负荷敏感分配阀（11）的P口方向单向导通的单向阀。