CN104452849A - 一种动臂优先控制设备、系统、方法及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动臂优先控制设备、系统、方法及挖掘机，该设备包括：接收装置，用于接收回转马达的驱动压力；以及控制装置，用于根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量。本发明通过根据回转马达的驱动压力来调节进入回转马达的油量，在挖掘机回转启动阶段，减少了进入回转马达的油量，可以很好地防止多余的液压油通过回转马达的回转溢流阀溢流回油箱，从而减少发热，并同时提高了动臂上升的速度。

Description

一种动臂优先控制设备、系统、方法及挖掘机

技术领域

本发明涉及动臂优先控制策略，具体地，涉及一种动臂优先控制设备、系统、方法及挖掘机。

背景技术

液压挖掘机的一个重要性能体现在循环作业中，包括土石挖掘、动臂提升兼回转、卸载、回转返回等一系列动作，在循环作业中，动臂提升兼回转占用了大部分的时间，因而，动臂提升兼回转的速度在很大程度上决定了整机的作业效率。图1是现有技术提供的挖掘机动臂提升兼回转的控制结构的示图，如图1所示，通常，大中型液压挖掘机采用双泵双回路液压系统，动臂提升动作采用双泵合流，一个液压主泵1通过动臂主阀芯5给动臂油缸9供油，另一个液压主泵2通过动臂合流阀芯8给动臂油缸9供油，以提高动臂提升的速度。通常，回转阀芯7和动臂合流阀芯8通过平行油道并联。在回转马达10的进油通道上设置了回转节流阀6，在进行动臂提升兼回转的复合动作时，该回转节流阀6限制进入回转马达10的油量，以确保动臂优先于回转，但是，为了使回转速度不被限制得太低，回转节流阀6的节流口较大，以利于提高整机的协调性。然而，由于转台转动惯量很大，所以回转马达10在启动时的转速很低，因而只能吸收少量的高压油，进入回转马达10的大部分液压油通过回转溢流阀(图中未示出)溢流回油箱19，从而造成功率损失巨大，系统发热增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种动臂优先控制设备、系统、方法及挖掘机，用于解决由于进入回转马达的大部分液压油溢流回油箱而造成功率损失巨大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种动臂优先控制设备，该设备包括：接收装置，用于接收回转马达的驱动压力；以及控制装置，用于根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量。

相应地，本发明还提供了一种动臂优先控制系统，该系统包括：以上所述的动臂优先控制设备；以及压力传感器，用于检测驱动马达的驱动压力。

相应地，本发明还提供了一种挖掘机，包括以上所述的动臂优先控制系统。

相应地，本发明还提供了一种动臂优先控制方法，该方法包括：接收回转马达的驱动压力；以及根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量。

通过上述技术方案，本发明通过根据回转马达的驱动压力来调节进入回转马达的油量，在挖掘机回转启动阶段，减少了进入回转马达的油量，可以很好地防止多余的液压油通过回转马达的回转溢流阀溢流回油箱，从而减少发热，并同时提高了动臂上升的速度。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术提供的挖掘机动臂提升兼回转的控制结构的示图；

图2是本发明提供的动臂优先控制设备的框图；

图3是本发明提供的动臂优先控制系统的框图；

图4是本发明第一实施方式提供的动臂优先控制系统的结构图；

图5是本发明第二实施方式提供的动臂优先控制系统的结构图；

图6是本发明第三实施方式提供的动臂优先控制系统的结构图；以及

图7是本发明提供的动臂优先控制方法的流程图。

附图标记说明

10动臂优先控制设备  101接收装置

102控制装置         20压力传感器

30压力开关          1液压主泵

2液压主泵           3先导泵

4电磁阀             5动臂主阀芯

6回转节流阀         7回转阀芯

8动臂合流阀芯       9动臂油缸

10回转马达          16动臂先导阀

17回转先导阀        18梭阀

19油箱

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2是本发明提供的动臂优先控制设备10的框图，如图2所示，该设备10包括接收装置101和控制装置102。其中，接收装置101用于接收回转马达的驱动压力，控制装置102用于根据所接收到的驱动压力调节进入回转马达的油量。通过对进入回转马达的油量的调节，减少多余的液压油进入回转马达，从而可以使更多的液压油通过动臂主阀芯进入动臂油缸，这又使得动臂上升的速度更快，更好地实现了动臂优先于回转的动作。

其中，控制装置102可以通过经由回转阀芯与回转马达连接的回转节流阀的开度来调节通过回转阀芯进入回转马达的油量，其中，回转节流阀具有多个节流开度。也就是说，控制装置102通过控制回转节流阀的开度来控制进入回转马达的油量。应当注意的是，背景技术中描述的回转节流阀与这里的回转节流阀不同，背景技术中描述的回转节流阀为两位两通节流阀，只具有一个节流开度，所以不能达到根据需要来调节节流开度的目的，而本发明中的回转节流阀应当具有多个节流开度，以可以实现根据需要来调节节流开度。例如，本发明中的回转节流阀可以为两位三通电磁阀，即具有两个节流开度，当然，本发明并不限于此，具有多个节流开度的流量控制阀均在本发明的保护范围之内，例如，比例流量阀。

其中，控制装置102根据驱动压力调节进入回转马达的油量具体可以通过以下步骤实施：在回转马达10的驱动压力大于或等于回转马达的回转溢流阀(图中未示出)的调定压力的情况下，控制装置102控制回转节流阀为第一节流开度；在回转马达的驱动压力小于回转马达的回转溢流阀的调定压力的情况下，控制装置102控制回转节流阀为第二节流开度；其中，应当理解的是，回转节流阀在第一节流开度下允许通过的油量小于在第二节流开度下允许通过的油量。

其中，回转马达的回转溢流阀的调定压力为设计参数，即，为固定值。此外，控制装置102可以通过与回转节流阀的先导油口连接的电磁阀来控制回转节流阀的开度。具体来说，在回转马达的驱动压力大于或等于回转马达的回转溢流阀的调定压力的情况下，控制装置向电磁阀发出电信号，电磁阀得电换位，使得回转节流阀为第一节流开度，以使通过回转阀芯进入回转马达的油量减少，这样迫使原本会通过回转马达的回转溢流阀溢流的液压油进入了动臂油缸。这不仅减少了溢流，减少了发热，还由于有更多的液压油进入动臂油缸而提高了动臂上升的速度。在回转马达的驱动压力小于回转马达的回转溢流阀的调定压力的情况下，控制器102不向电磁阀输出电信号，电磁阀恢复到常闭状态，使得回转节流阀处于第二节流开度，此时，对进入回转马达的液压油具有较小的节流。

此外，在接收装置101接收到来自动臂先导阀的动臂先导油压力信号(说明启动了动臂先导阀)和来自回转先导阀的回转先导油压力信号(说明启动了回转先导阀)的情况下，也就是在动臂兼回转动作的情况下，控制装置102才根据回转马达的回转溢流阀的驱动压力调节进入回转马达的油量。也就是说，在接收装置101接收到动臂先导油压力信号和回转先导油压力信号的情况下，控制装置102才会调整回转节流阀6的节流开度。

图3是本发明提供的动臂优先控制系统的框图，如图4所示，该系统不仅包括以上描述的动臂优先控制设备10，还包括压力传感器20，该压力传感器20用于检测驱动马达10的驱动压力。如图4所示，该系统还包括压力开关30，用于检测动臂先导油压力信号和回转先导油压力信号。

下面结合图4至图6所示的具体实施方式对本发明进行更加具体的阐述。

图4是本发明第一实施方式提供的动臂优先控制系统的结构图，如图4所示，该系统包括液压主泵1和2、先导泵3、电磁阀4、动臂主阀芯5、回转节流阀6、回转阀芯7、动臂合流阀芯8、动臂油缸9、回转马达10、压力传感器20(图4中设置了两个压力传感器，这是因为回转马达10有两个工作油路，即左转和右转，其中一个压力传感器20连接至回转马达10的左转工作油路以在回转马达10左转的情况下检测驱动马达10的驱动压力，另一个压力传感器20连接至回转马达10的右转工作油路以在回转马达10右转的情况下检测驱动马达10的驱动压力)、控制装置102、压力开关30(图4中设置了两个压力开关，其中一个压力开关连接至动臂先导阀16的出油口以检测动臂先导油压力信号，另一个压力开关通过梭阀18连接至回转先导阀17以检测回转先导油压力信号)、动臂先导阀16、回转先导阀17(本领域技术人员应当理解，图4中示出的两个回转先导阀17分别用于控制向左回转和向右回转)、梭阀18(本领域技术人员应当理解，该梭阀18是使两个回转先导阀17的出油口可以通过一条油路进入压力开关)。

其中，液压主泵2的出油口与动臂主阀芯5的进油口相连，液压主泵1的出油口与动臂合流阀芯8的进油口和回转节流阀6的进油口相连；先导泵3的出油口与电磁阀4的进油口、动臂先导阀16的进油口和回转先导阀17的进油口相连；动臂主阀芯5的第一出油口与动臂油缸9的无杆腔进油口相连，动臂主阀芯5的第二出油口与动臂油缸9的有杆腔进油口相连，动臂合流阀芯8的出油口与动臂油缸9的无杆腔进油口相连，回转阀芯7的出油口与回转马达10进油口相连，回转节流阀6的出油口与回转阀芯7的进油口相连；电磁阀4的出油口与回转节流阀6的第一先导油口相连，回转先导阀17的出油口与回转阀芯7的先导油口相连，动臂先导阀16的出油口与动臂主阀芯5的先导油口、动臂合流阀芯8的先导油口和回转节流阀6的第二先导油口相连；梭阀18的进油口与回转先导阀17的出油口相连；电磁阀4的泄油口与油箱19相连，动臂主阀芯5和回转阀芯7的回油口都与油箱19相连。两个压力传感器20的输入端分别与回转马达10的左转和右转工作油路进油口相连，两个压力开关30的输入端分别与梭阀18的出油口和动臂先导阀16的出油口相连；控制装置102的输入端与压力传感器20和压力开关30的输出端相连，控制装置102的输出端与电磁阀4输入端相连。

图5是本发明第二实施方式提供的动臂优先控制系统的结构图，图5中示出了回转节流阀6处于第一节流开度(如图5所示的回转节流阀6的上位)的情况，在图5所示的示例中，动臂提升与回转同时动作，且回转处于启动阶段，回转驱动压力为回转溢流压力，回转溢流阀打开溢流，即回转马达10的驱动压力大于回转马达10的回转溢流阀的调定压力，控制装置102据此可以判断出回转处于启动溢流阶段，控制装置102向电磁阀4输出电信号，电磁阀4得电换位，来自先导泵3的先导压力油通过电磁阀4进入回转节流阀6的第一进油口，回转节流阀6在先导压力和动臂上升先导压力共同作用下处于上位，此时对进入回转马达10的液压油来说具有较大的节流，这迫使原本会经由回转马达10的回转溢流阀溢流的液压油进入动臂油缸9，从而可以减少溢流量，减少发热，同时提高了动臂上升的速度。

图6是本发明第三实施方式提供的动臂优先控制系统的结构图，图6中示出了回转节流阀6处于第二节流开度(如图6所示的回转节流阀6的中位)的情况，在图6所示的示例中，此时，回转处于匀速阶段，回转马达10的驱动压力下降，低于回转溢流阀的调定压力，控制装置102不输出电流，电磁阀4在自身弹簧力的作用下恢复为常闭状态，回转节流阀6在自身弹簧力和动臂提升先导压力的共同作用下处于中位，此时对进入回转马达10的液压油来说具有较小的节流，这种情况下，与回转节流阀6处于第二节流开度相比，较少地牺牲了回转速度，然而，即使这样，较小的节流也会增加动臂上升的速度，并可以提高复合动作的协调性。

相应地，本发明还提供了一种挖掘机，包括以上所描述的动臂优先控制系统。

图7是本发明提供的动臂优先控制方法的流程图，如图7所示，该方法包括：接收回转马达的驱动压力；以及根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量。

需要说明的是，本发明提供的动臂优先控制方法的具体细节及益处与本发明提供的动臂优先控制设备类似，于此不予赘述。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种动臂优先控制设备，其特征在于，该设备包括：

接收装置，用于接收回转马达的驱动压力；以及

控制装置，用于根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置通过经由回转阀芯与所述回转马达的进油口连接的回转节流阀的开度来调节通过回转阀芯进入所述回转马达的油量；

其中，所述回转节流阀具有多个节流开度。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述回转节流阀为两位三通电磁阀。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制装置根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量包括：

在所述驱动压力大于或等于所述回转马达的回转溢流阀的调定压力的情况下，所述控制装置控制所述回转节流阀为第一节流开度；以及

在所述驱动压力小于所述回转马达的回转溢流阀的调定压力的情况下，所述控制装置控制所述回转节流阀为第二节流开度；

其中，所述回转节流阀在第一节流开度下允许通过的油量小于在所述第二节流开度下允许通过的流量。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制装置通过与所述回转节流阀连接的电磁阀控制所述回转节流阀的开度。

6.根据权利要求4所述设备，其特征在于，在所述接收装置接收到动臂先导油压力信号和回转先导油压力信号的情况下，所述控制装置根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量。

7.一种动臂优先控制系统，其特征在于，该系统包括：

根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的动臂优先控制设备；以及

压力传感器，用于检测驱动马达的驱动压力。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

压力开关，用于检测动臂先导油压力信号和回转先导油压力信号。

9.一种挖掘机，其特征在于，包括权利要求7或8所述的动臂优先控制系统。

10.一种动臂优先控制方法，其特征在于，该方法包括：

接收回转马达的驱动压力；以及

根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过经由回转阀芯与回转马达的进油口连接的回转节流阀的开度来调节通过回转阀芯进入所述回转马达的油量；

其中，所述回转节流阀具有多个节流开度。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述驱动压力调节进入所述回转马达的油量包括：

在所述驱动压力大于或等于所述回转马达的回转溢流阀的调定压力的情况下，控制所述回转节流阀为第一节流开度；以及

在所述驱动压力小于所述回转马达的回转溢流阀的调定压力的情况下，控制所述回转节流阀为第二节流开度；

其中，所述回转节流阀在第一节流开度下允许通过的油量小于在所述第二节流开度下允许通过的流量。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过与所述回转节流阀连接的电磁阀控制所述回转节流阀的开度。