CN104061197B - 一种装载机的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装载机的液压系统，包括有变量柱塞泵，变量柱塞泵的出口经换向阀组件与转向液压系统部分的液压油合流后连接至分配阀的P口，分配阀为三位六通两路换向阀，包括两路换向阀、主溢流阀和二次补油溢流阀以及液控单向阀，当中位时，P口直接通过中位经T口回油箱，分配阀的转斗联A1口和B1口接至转斗缸的A11口和B11口，动臂联的A2口和B2口接至动臂缸的A22口和B22口，保证工作装置作业效率的情况下，工作装置在工作时，负载小时工作速度相对较快，负载大时，工作速度相对较慢，使发动机工作在油耗低的转速段，以达到更好的节能效果，同时也能提高操作的舒适性。

Description

一种装载机的液压系统

技术领域

本发明涉及装载机的液压系统。

背景技术

装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施式机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。液压传动系统包括工作装置和转向系统。工作装置系统又包括动臂升降液压缸工作回路和转斗液压缸工作回路，两者构成串并联回路。当转斗液压缸换向阀3—离开中位，即切断了通往动臂升降液压缸换向阀11—的油路。欲使动臂升降液压缸动作必须使转斗液压缸换向阀3回到中位。因此，动臂与铲斗不能进行复合动作，所以各液压缸的推力较大，这是装载机广泛采用的液压系统形式。

发明内容

本发明的目的是提供一种装载机的液压系统，保证工作装置作业效率的情况下，工作装置在工作时，负载小时工作速度相对较快，负载大时，工作速度相对较慢，使发动机工作在油耗低的转速段，以达到更好的节能效果，同时也能提高操作的舒适性。

本发明的技术效果如下：

一种装载机的液压系统，包括有变量柱塞泵，变量柱塞泵的出口经换向阀组件与转向液压系统部分的液压油合流后连接至分配阀的P口，分配阀为三位六通两路换向阀，包括两路换向阀、主溢流阀和二次补油溢流阀以及液控单向阀，当中位时，P口直接通过中位经T口回油箱，分配阀的转斗联A1口和B1口接至转斗缸的A11口和B11口，动臂联的A2口和B2口接至动臂缸的A22口和B22口，转斗联两控制腔、动臂联两控制腔和控制口K分别四位手柄先导阀的1A口、1B口、2A口、2B口和2C口，先导泵出口接至四位手柄先导阀的P口，手柄先导阀处于中位时，P口与转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口和2C皆不相通，转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口分别经手柄先导阀的T口与油箱相通，转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口分别连接与分配阀的a1、b1、a2、b2四个控制油口，四位手柄先导阀是通过拨动手柄向前、后和左、右四个方向幅度大小调节控制1A口、1B口、2A口、2B口压力大小，同时当向前拨动的幅度达到一定角度时，2A口的压力达到推动内置换向阀换向后，2C口的压力用于控制分配阀内置的液控单向阀接通去实现动臂缸的浮动作业；信号采集阀内含有三个梭阀和一个换向阀，信号采集阀的P1、P2、P3和P4四个信号采集口分别连接分配阀的A1口、B1口、A2口和B2口或转斗缸A11口、B11口和动臂缸A22口、B22口，一个控制口接至变量柱塞泵的出口Ps，一个信号输出油口Pi同时接至变量柱塞泵的Pli口和PLs口，T口直接接回油箱。

本发明的工作原理分为如下几个阶段：

1、如发动机刚启动或行车等工况，这时转斗和动臂手柄先导阀都处于中位，工作系统不需要流量，分配阀5的控制腔a1、b1、a2和b2分别通过四位手柄先导阀1A、1B、2A和2B经四位手柄先导阀T口回油箱，推动转斗阀杆两端的换向压力和动臂阀杆两端的换向压力为零，分配阀5阀杆都处于中位时，变量柱塞泵1的出口通过换向阀组件9的右位回油箱，故换向阀组件9的出口的压力近似为零，信号采集阀6中的换向阀不能换向，故变量柱塞泵的PLs控制口通油箱，PLs压力近似为零，换向阀组件9在右位节流作用使变量柱塞泵的出口产生一定的压力，当此压力达到变量柱塞泵1中负载敏感控制阀设定的压差时，使泵工作在低压小排量状态，变量柱塞泵1出口经换向阀组件9通过分配阀5的P口经转斗联中位和动臂联中位后由分配阀5的T口回到液压油箱，大大减小了原定量齿轮泵工作系统的大流量较高压力的中位能量损耗（由于通过阀的中位流量越大，所产生的压力损失也越大，故由上两个因素乘积产生的功率损失也越大）；

2、当进行转斗收斗作业时，首先拨动手柄先导阀2的转斗联，先导泵7出口供油至手柄先导阀2的P口，通过手柄先导阀2的转斗联后经1B口作用于分配阀转斗联的b1控制腔去推动阀杆工作于换向阀右位，这时变量柱塞泵1的供油经换向阀组件9的左位通过分配阀的P口经过转斗联B1口进入转斗缸4的B11口（无杆腔），转斗缸4的A11口（有杆腔）液压油经过转斗联换向阀A1口后通过分配阀5的T口回到液压油箱去完成收斗工作。

3、当进行转斗放斗作业时，首先反向拨动手柄先导阀2的转斗联，先导泵7出口供油至手柄先导阀2的P口，通过手柄先导阀2的转斗联1A口后作用于分配阀5的转斗联的a1控制腔去推动阀杆工作于换向阀左位，这时变量柱塞泵1的供油经换向阀组件9的左位通过分配阀5的的P口经过转斗联A1口进入转斗缸4的A11口（有杆腔），转斗缸4的B11口（无杆腔）液压油经过转斗联换向阀后通过分配阀5的T口回到液压油箱去完成放斗工作。

4、当进行动臂举升作业时，首先拨动手柄先导阀2的动臂联，先导泵7出口供油至手柄先导阀2的P口，通过手柄先导阀2的动臂联2B口后作用于分配阀5的动臂联的b2控制腔去推动阀杆工作于换向阀右位，这时变量柱塞泵1的供油经换向阀组件9的左位通过分配阀5的P口经过转斗联中位和动臂联的B2口进入动臂缸3的B22口（无杆腔），动臂缸3的A22口（有杆腔）液压油经过动臂联换向阀后通过分配阀5的T口回到液压油箱去完成动臂举升作业。

5、当进行动臂下降作业时，首先反向拨动手柄先导阀2的动臂联，先导泵7出口供油至手柄先导阀2的P口，通过手柄先导阀2的动臂联2A口后作用于分配阀5的动臂联的a2控制腔去推动阀杆工作于换向阀左位，这时变量柱塞泵1的供油经换向阀组件9的左位通过分配阀的P口经过转斗联中位和动臂联的A2口进入动臂缸3的A22口（有杆腔），动臂缸3的B22口（无杆腔）液压油经过动臂联换向阀后通过分配阀5的T口回到液压油箱去完成动臂下降作业，当继续拨动的幅度达到一定角度时，2A口的压力达到推动内置换向阀换向后，2C口的压力去控制分配阀5内置的液控单向阀接通去实现动臂缸的A22口、B22口与分配阀5的P口、T口全通，实现浮动作业。6、作用于分配阀5的a1、b1、a2、b2控制腔先导压力的大小是控制分配阀5的转斗联和动臂联阀杆的开口大小去控制工作装置转斗缸4的收斗放斗、动臂缸3的上升下降和工作装置的工作速度，同时信号采集阀组件6同时采集动臂缸3两腔和转斗缸4两腔的压力信号，通过信号采集阀6中的换向阀芯得到控制压力信号Ps后换向（只要系统一工作，泵的出口就会产生压力，此压力足以推动信号采集阀组件6中的换向阀换向，信号采集阀中换向阀的作用是隔离动臂缸3和转斗缸4不工作时，两腔可能存在的背压而使变量柱塞泵1工作在大排量状态），将比较后压力高的信号（转斗缸4和动臂缸3四腔的压力信号）同时反馈到变量柱塞泵1的PLs和Pk两控制口，工作时通过分配阀5的开口大小的不同而在分配阀5的前后产生的压差去控制变量柱塞泵1的排量，使泵按照系统的需求供给相应的排量，不存在多余的损失；

7、变量柱塞泵1中的恒功率控制功能的原理是通过变量柱塞泵自身出口压力去控制自身的排量，保持输出功率不变（功率正比于压力与排量乘积），其主要作用在于保证工作装置作业效率的情况下，工作装置在工作时，负载小时工作速度相对较快，负载大时，工作速度相对较慢，使发动机工作在油耗低的转速段，以达到更好的节能效果，同时也能提高操作的舒适性；

8、变量柱塞泵1中的压力切断控制阀的原理是当泵的出口压力达到设定的压力时，泵的出口压力不变，出口流量最低可维持在实际输出为零（泵排除少量的油供泵维持设定的压力而产生的泄漏），变量柱塞泵1中的压力切断控制阀设定压力比系统主安全阀设定的开启压力低，以保证工作装置的变量柱塞泵1是在泵的出口压力达到设定压力时是通过自身排量减小而使工作系统无溢流损失，可节省相当可观的能量。

9、本系统主要表述了工作装置液压系统部分，对于转向液压系统部分可采用定量齿轮泵系统带合流，其中合流还可带卸荷阀；也可采用负载敏感+压力切断等控制方式的变量柱塞泵不带合流的液压系统。

10、带恒功率、负载敏感、压力切断和正流量等控制功能的变量柱塞泵1和信号采集阀组件6的详细工作原理请参见相应专利。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见附图，一种装载机的液压系统，包括有变量柱塞泵1，变量柱塞泵1的出口经换向阀组件9与转向液压系统部分8的液压油合流后连接至分配阀5的P口，分配阀5为三位六通两路换向阀，包括两路换向阀、主溢流阀和二次补油溢流阀以及液控单向阀，当中位时，P口直接通过中位经T口回油箱，分配阀5的转斗联A1口和B1口接至转斗缸4的A11口和B11口，动臂联的A2口和B2口接至动臂缸3的A22口和B22口，转斗联两控制腔、动臂联两控制腔和控制口K分别四位手柄先导阀2的1A口、1B口、2A口、2B口和2C口，先导泵7出口接至四位手柄先导阀2的P口，手柄先导阀处于中位时，P口与转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口和2C皆不相通，转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口分别经手柄先导阀的T口与油箱相通，转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口分别连接与分配阀的a1、b1、a2、b2四个控制油口，四位手柄先导阀是通过拨动手柄向前、后和左、右四个方向幅度大小调节控制1A口、1B口、2A口、2B口压力大小，同时当向前拨动的幅度达到一定角度时，2A口的压力达到推动内置换向阀换向后，2C口的压力用于控制分配阀内置的液控单向阀接通去实现动臂缸的浮动作业；信号采集阀6内含有三个梭阀和一个换向阀，信号采集阀6的P1、P2、P3和P4四个信号采集口分别连接分配阀的A1口、B1口、A2口和B2口或转斗缸A11口、B11口和动臂缸A22口、B22口，一个控制口接至变量柱塞泵的出口Ps，一个信号输出油口Pi同时接至变量柱塞泵的Pli口和PLs口，T口直接接回油箱。

Claims (1)

1.一种装载机的液压系统，包括有变量柱塞泵，其特征在于，变量柱塞泵的出口经换向阀组件与转向液压系统部分的液压油合流后连接至分配阀的P口，分配阀为三位六通两路换向阀，包括两路换向阀、主溢流阀和二次补油溢流阀以及液控单向阀，当中位时，P口直接通过中位经T口回油箱，分配阀的转斗联A1口和B1口接至转斗缸的A11口和B11口，动臂联的A2口和B2口接至动臂缸的A22口和B22口，转斗联两控制腔、动臂联两控制腔和控制口K分别接四位手柄先导阀的1A口、1B口、2A口、2B口和2C口，先导泵出口接至四位手柄先导阀的P口，手柄先导阀处于中位时，P口与转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口和2C皆不相通，转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口分别经手柄先导阀的T口与油箱相通，转斗联的1A口、1B口，动臂联的2A口、2B口分别连接与分配阀的a1、b1、a2、b2四个控制油口，四位手柄先导阀是通过拨动手柄向前、后和左、右四个方向幅度大小调节控制1A口、1B口、2A口、2B口压力大小，同时当向前拨动的幅度达到一定角度时，2A口的压力达到推动内置换向阀换向后，2C口的压力用于控制分配阀内置的液控单向阀接通去实现动臂缸的浮动作业；信号采集阀内含有三个梭阀和一个换向阀，信号采集阀的P1、P2、P3和P4四个信号采集口分别连接分配阀的A1口、B1口、A2口和B2口或转斗缸A11口、B11口和动臂缸A22口、B22口，一个控制口接至变量柱塞泵的出口Ps，一个信号输出油口Pi同时接至变量柱塞泵的Pli口和PLs口，T口直接接回油箱。