CN104612195B - 挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构和控制方法。解决现有动臂单独下降采用单泵供油造成油耗大的问题。本发明包括动臂油缸、主泵、辅泵与先导泵，动臂油缸连接总供油路，主泵连接第一供油路，辅泵连接第二供油路，第一供油路与第二供油路通过直线行走阀连接总供油路，总供油路上串接动臂阀；还包括动臂手柄，先导泵通过先导油路连接动臂手柄，动臂手柄通过控制油路连接二位三通换向阀，二位三通换向阀通过控制油路连接梭阀，梭阀的输出油路作用于直线行走阀的切换端，梭阀的输入端连接动臂下降信号油路及行走信号油路，二位三通换向阀的切换端连接复合动作油路。本发明在动臂单独下降时采用双泵最小排量，以节省油耗。

Description

挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构和控制方法

技术领域

本发明属于挖掘机技术领域，涉及一种在动臂单独下降操作中的节能方式，特别是一种挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构和控制方法。

背景技术

挖掘机在使用现有主阀进行控制时，其动臂阀芯具有再生功能，动臂可依靠自身重力，充分利用其自身所具备的势能，将动臂油缸大腔的液压油返供给动臂油缸小腔。并且动臂在下降的过程中，先导压力通过梭阀的压力检索，反馈压力信号给主泵，使得主泵给动臂油缸按需进行供油。

现有液压控制的具体过程为：当机手操作动臂下降先导手柄时，先导压力信号控制先导泵，一方面将先导油供入主阀动臂的先导接口，推动主阀动臂阀芯使其进行切换；另一方面，通过多项梭阀的压力检索，先导压力反馈给主泵的反馈口，使主泵排量增大，以提供动臂下降的液压油。从主泵接口流出的工作油通过主油路流向主阀动臂阀芯，工作油通过阀芯后流入到动臂高压软管接口，后被供入到动臂油缸活塞杆侧。而且动臂下降过程中全部是由一个泵进行供油；也就是说，挖掘机在动臂下降时，这一个泵按照动臂下降先导压力的大小来控制主泵排量。

在上述动臂下降的过程中，现有技术靠一个泵给动臂油缸进行供油，故主泵的排量比较大，产生的压力比较高，导致压力损失较大，发热量较高，由此造成了不必要的损失，也就加大了燃油的消耗量。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种在单独降臂工况下，通过液压控制优化双泵供给动臂油缸流量的分配，使双泵均以最小排量供油，实现降低燃油消耗率的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构和控制方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构，包括动臂油缸、主泵、辅泵与先导泵，所述动臂油缸连接总供油路，所述主泵连接第一供油路，所述辅泵连接第二供油路，所述第一供油路与第二供油路通过直线行走阀连接总供油路，所述总供油路上串接动臂阀；还包括动臂手柄，所述先导泵通过先导油路连接动臂手柄，所述动臂手柄通过控制油路连接二位三通换向阀，所述二位三通换向阀通过控制油路连接梭阀，所述梭阀的输出油路作用于直线行走阀的切换端，所述梭阀的输入端连接动臂下降信号油路及行走信号油路，所述二位三通换向阀的切换端连接复合动作油路。

本挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构中，直线行走阀具有交叉单向通路阀口和平行双向通路阀口，且在常态下由交叉单向通路阀口连通供油管路。二位三通换向阀具有通路阀口和截止阀口，且在常态下由通路阀口连通控制油路。此回路实现了动臂单独下降时两个泵保持最小摆角供油。动臂下降信号油路是为在动臂下降时实现直线行走阀切换，使双泵为动臂油缸供油；行走信号油路信号是为在上车加行走同时有动作时实现直线行走阀切换，使一个泵单独给行走马达供油，一个泵给上车动作供油，即挖掘机的直线行走功能依然保留。

在上述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构中，所述动臂手柄通过执行油路连接上述动臂阀。先导压力直接控制动臂阀的阀芯切换及开口面积，直接使动臂阀进行切换，不会通过梭阀检索后反馈给主泵反馈压力，使主泵不会给动臂油缸供油。

在上述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构中，所述主泵具有压力反馈口，所述压力反馈口连接压力检索阀组。

在上述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构中，所述辅泵具有压力反馈口，所述压力反馈口连接压力检索阀组。

在上述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构中，所述主泵、辅泵及先导泵均通过油路连通油箱。

挖掘机动臂下降合流节能液压的控制方法，包括以下步骤：

1)、操纵动臂手柄进行动臂下降动作；

2)、先导泵中的液压油流过动臂手柄后，顺次通过二位三通换向阀、梭阀，作用在直线行走阀的切换端上；

3)、直线行走阀的切换端受液压力推动，由交叉单向通路状态切换为平行双向通路状态；

4)、主泵向第一供油路输出最小油量，辅泵向第二供油路输出最小油量，第一供油路与第二供油路输出的油量均通过直线行走阀进入总供油路；

5)、总供油路内的双泵最小油量经过动臂阀向动臂油缸供油。

在动臂单独下降的过程中，动臂可依靠自身重力，充分利用其自身所具备的势能，将动臂油缸大腔的液压油返供给动臂油缸小腔，即通过动臂阀产生再生供油。故通过主泵与辅泵两者共同产生的最小排量供油，并结合动臂下降自身的再生供油，足以完成动臂单独下降的有效操作；还可在动臂单独下降的操作上，同时增加撑车工况，即两个泵的最小摆角供油，既能撑起车，又不会出现动臂油缸活塞杆侧吸空现象。

在上述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制方法中，在操纵动臂手柄进行动臂下降动作之前，预先关闭压力检索阀组，以使主泵与辅泵的压力反馈油路被切断，主泵与辅泵的压力反馈口无压力信号。在挖掘机的复合动作中，增加动臂下降，则通过压力检索阀组检索压力信号，使主泵增大供油量以适应动作需求；仅在动臂下降或动臂下降与撑车操作时，主泵与辅泵接收不到检索压力信号，便不会增大多余的供油输出量，仅按照最小的供油量输出。

在上述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制方法中，当行走信号油路中具有油压，使梭阀的输入端受到压力推动，直线行走阀切换，进行挖掘机正常直线行走的功能，主泵单独给两个行走马达供油，辅泵给上车动作供油。

在上述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制方法中，当复合动作油路中具有油压，二位三通换向阀受到压力推动而换向，从而截止控制油路，截断推动直线行走阀换向的液压供油，以使直线行走阀恢复交叉单向通路状态，使主泵单独向动臂油缸供油。当复合动作油路向二位三通换向阀提供复合动作压力信号后，表面在动臂下降的同时加入了其它挖掘机动作，不属于动臂下降的单独动作，进而双泵的最小供油量无法满足挖掘机的多项复合动作，故为配合操作状态，取消特殊状况下的供油方式，恢复至正常供油情况。

与现有技术相比，本挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构和控制方法,在动臂单独下降的过程中，切断先导压力反馈到主泵的反馈口压力，双泵均以最小排量供油，再加上动臂阀芯自身的再生供油，满足工况要求的情况下，还可以在特殊情况下撑车操作，同时保证动臂油缸活塞杆侧不出现吸空现象，并起到节能的目的。另外，全部采用液压系统的控制阀使电脑控制程序简单，控制成本低，且可靠性强，利于维修。

附图说明

图1是，本挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构的原理图。

图2是，本挖掘机动臂下降合流节能液压控制方法的流程图。

图中，1、动臂油缸；2、主泵；3、辅泵；4、先导泵；5、动臂手柄；6、二位三通换向阀；7、梭阀；8、直线行走阀；9、动臂阀。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构，包括动臂油缸1、主泵2、辅泵3与先导泵4，动臂油缸1连接总供油路，主泵2连接第一供油路，辅泵3连接第二供油路，第一供油路与第二供油路通过直线行走阀8连接总供油路，总供油路上串接动臂阀9。

本挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构，还包括动臂手柄5，先导泵4通过先导油路连接动臂手柄5，动臂手柄5通过控制油路连接二位三通换向阀6，二位三通换向阀6通过控制油路连接梭阀7，梭阀7的输出油路作用于直线行走阀8的切换端。所述梭阀的输入端连接动臂下降信号油路及行走信号油路，二位三通换向阀6的切换端连接复合动作油路。

动臂下降信号油路是为在动臂下降时实现直线行走阀8切换，使主泵2和辅泵3均为动臂油缸1供油；行走信号油路信号是为在上车加行走同时有动作时实现直线行走阀8切换，使一个泵单独给行走马达供油，一个泵给上车动作供油，即挖掘机的直线行走功能依然保留。

直线行走阀8具有交叉单向通路阀口和平行双向通路阀口，且在常态下由交叉单向通路阀口连通供油管路。二位三通换向阀6具有通路阀口和截止阀口，且在常态下由通路阀口连通控制油路。

动臂手柄5通过执行油路连接上述动臂阀9。先导压力直接控制动臂阀9的阀芯切换及开口面积，直接使动臂阀9进行切换，不会通过梭阀检索后反馈给主泵反馈压力，使主泵2不会给动臂油缸1供油。

主泵2具有压力反馈口Px2，该压力反馈口Px2连接压力检索阀组。辅泵3具有压力反馈口Px1，该压力反馈口Px1连接压力检索阀组。主泵2、辅泵3及先导泵4均通过油路连通油箱。

如图2所示，本挖掘机动臂下降合流节能液压控制方法，包括以下步骤：

在操纵动臂手柄5进行动臂下降动作之前，预先关闭压力检索阀组，以使主泵2与辅泵3的压力反馈油路被切断，主泵2与辅泵3的压力反馈口无压力信号。在挖掘机的复合动作中，增加动臂下降，则通过压力检索阀组检索压力信号，使主泵2增大供油量以适应动作需求；仅在动臂下降或动臂下降与撑车操作时，主泵2与辅泵3接收不到检索压力信号，便不会增大多余的供油输出量，仅按照最小的供油量输出。

1)、操纵动臂手柄5进行动臂下降动作；

2)、先导泵4中的液压油流过动臂手柄5后，顺次通过二位三通换向阀6、梭阀7，作用在直线行走阀8的切换端上；

3)、直线行走阀8的切换端受液压力推动，由交叉单向通路状态切换为平行双向通路状态；

4)、主泵2向第一供油路输出最小油量，辅泵3向第二供油路输出最小油量，第一供油路与第二供油路输出的油量均通过直线行走阀8进入总供油路；

5)、总供油路内的双泵最小油量经过动臂阀9向动臂油缸1供油。

在动臂单独下降的过程中，动臂可依靠自身重力，充分利用其自身所具备的势能，将动臂油缸1大腔的液压油返供给动臂油缸1小腔，即通过动臂阀9产生再生供油。故通过主泵2与辅泵3两者共同产生的最小排量供油，并结合动臂下降自身的再生供油，足以完成动臂单独下降的有效操作；还可在动臂单独下降的操作上，同时增加撑车工况，即两个泵的最小摆角供油，既能撑起车，又不会出现动臂油缸1活塞杆侧吸空现象。

当行走信号油路中具有油压，使梭阀7的输入端受到压力推动，直线行走阀8切换，进行挖掘机正常直线行走的功能，主泵2单独给两个行走马达供油，辅泵3给上车动作供油。

当复合动作油路中具有油压，二位三通换向阀6受到压力推动而换向，从而截止控制油路，截断推动直线行走阀8换向的液压供油，以使直线行走阀8恢复交叉单向通路状态，使主泵2单独向动臂油缸1供油。当复合动作油路向二位三通换向阀6提供复合动作压力信号后，表面在动臂下降的同时加入了其它挖掘机动作，不属于动臂下降的单独动作，进而双泵的最小供油量无法满足挖掘机的多项复合动作，故为配合操作状态，取消特殊状况下的供油方式，恢复至正常供油情况。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了动臂油缸1；主泵2；辅泵3；先导泵4；动臂手柄5；二位三通换向阀6；梭阀7；直线行走阀8；动臂阀9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构，包括动臂油缸、主泵、辅泵与先导泵，所述动臂油缸连接总供油路，所述主泵连接第一供油路，所述辅泵连接第二供油路，所述第一供油路与第二供油路通过直线行走阀连接总供油路，所述总供油路上串接动臂阀；其特征在于，还包括动臂手柄，所述先导泵通过先导油路连接动臂手柄，所述动臂手柄通过控制油路连接二位三通换向阀，所述二位三通换向阀通过控制油路连接梭阀，所述梭阀的输出油路作用于直线行走阀的切换端，所述梭阀的输入端连接动臂下降信号油路及行走信号油路，所述二位三通换向阀的切换端连接复合动作油路；所述动臂手柄通过执行油路连接上述动臂阀。

2.根据权利要求1所述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构，其特征在于，所述主泵具有压力反馈口，所述压力反馈口连接压力检索阀组。

3.根据权利要求1所述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构，其特征在于，所述辅泵具有压力反馈口，所述压力反馈口连接压力检索阀组。

4.根据权利要求1所述的挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构，其特征在于，所述主泵、辅泵及先导泵均通过油路连通油箱。

5.根据权利要求1所述挖掘机动臂下降合流节能液压控制结构的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、操纵动臂手柄进行动臂下降动作；

2)、先导泵中的液压油流过动臂手柄后，顺次通过二位三通换向阀、梭阀，作用在直线行走阀的切换端上；

3)、直线行走阀的切换端受液压力推动，由交叉单向通路状态切换为平行双向通路状态；

4)、主泵向第一供油路输出最小油量，辅泵向第二供油路输出最小油量，第一供油路与第二供油路输出的油量均通过直线行走阀进入总供油路；

5)、总供油路内的双泵最小油量经过动臂阀向动臂油缸供油。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在操纵动臂手柄进行动臂下降动作之前，预先关闭压力检索阀组，以使主泵与辅泵的压力反馈油路被切断，主泵与辅泵的压力反馈口无压力信号。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当行走信号油路中具有油压，使梭阀的输入端受到压力推动，直线行走阀切换，进行挖掘机正常直线行走的功能，主泵单独给两个行走马达供油，辅泵给上车动作供油。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当复合动作油路中具有油压，二位三通换向阀受到压力推动而换向，从而截止控制油路，截断推动直线行走阀换向的液压供油，以使直线行走阀恢复交叉单向通路状态，使主泵单独向动臂油缸供油。