CN105604109B - 一种挖掘机动臂的液压再生系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种挖掘机动臂的液压再生系统，包括通过液控主阀与动臂液压再生回路连接的供油装置、其供油管路和回油管路连动臂油缸的动臂再生液压回路、回转控制液压油路和液控主阀；供油管路和回油管路连接液控主阀，一油压再生控制阀的再生油路入口和再生油路出口分别连接供油管路与回油管路；油压再生控制阀的再生控制油路出口连一液控主阀的换向控制油路入口，液控主阀的再生控制油路入口连动臂下降控制油路，液控主阀的再生切换控制油路入口连回转控制油路，再生控制油路入口与控制油路入口之间还连有控制油路，通过挖掘机动臂的回转动作控制挖掘机动臂在下降时，实现主泵流量和动臂油缸的可靠切换(流量再生)，保证了再生效率。

Description

一种挖掘机动臂的液压再生系统

技术领域

本发明涉及一种挖掘机技术领域，尤其涉及一种挖掘机动臂的液压再生系统。

背景技术

负荷传感系统的挖掘机当各个负载不一样时，会存在压力补偿损失。特别是在“动臂下降+回转”动作时，动臂下降动作有杆腔压力小、流量大，而回转动作压力大、流量大。在“动臂下降+回转”复合动作时，主泵入口压力与回转压力相当，在控制动臂的主阀内有压力补偿阀，该压力补偿阀可将主泵入口压力降低到动臂有杆腔的压力，以保证“动臂下降+回转”复合动作的顺利进行，但因为动臂下降的流量较大，因此在“动臂下降+回转”复合动作中通过所述压力补偿阀将主泵入口压力降低会形成巨大的能量浪费。

现在挖掘机在动臂回路一般都设计有再生回路，如：

一种挖掘机动臂再生回路，该挖掘机动臂再生回路在主阀上设计单向阀，当动臂下降时，无杆腔侧的压力较高，一部分液压油从侧流经多路阀中的单向阀回到有杆腔侧，而不经过主泵和油箱，因此减少了主泵的运行次数，实现了节能。

一种挖掘机液压再生系统，其为挖掘机斗杆油缸的再生系统，其再生阀在先导压力的控制下开启，实现流量从油缸的有杆腔流入油缸的无杆腔。

一种基于双阀芯的液压挖掘机再生控制系统，通过2个三位三通阀在电控的作用下，实现油缸有杆腔和无杆腔的连通。

一种液压挖掘机动臂油缸再生回路，通过两个压力传感器检测油缸两侧的压力，通过另外三个压力传感器检测两个手柄的先导压力，由控制器进行计算，控制通断阀的开关，实现再生。

上述现有技术中虽然可进行流量再生，但是再生流量与主泵流量之间切换时刻不受控，有可能产生需要再生时主回路仍处于导通状态，主泵压力仍高于油缸无杆腔的压力，则该种情况就会导致再生效率低，甚至无法再生。

为此，需要提供一种挖掘机动臂的液压再生系统，可在挖掘机动臂在下降时，根据工作状态实现主回路的主泵流量完全关断，动臂油缸的流量再生，保证了再生效率，提高系统的操纵性，节省成本。

发明内容

本发明提供一种挖掘机动臂的液压再生系统，可通过挖掘机动臂的回转动作控制挖掘机动臂在下降时，主回路的主泵流量完全关断，所述动臂油缸实现流量再生，进而保证了再生效率，提高了系统的操纵性，还节省成本。

第一方面，本发明提供一种挖掘机动臂的液压再生系统，包括：供油装置、动臂再生液压回路、回转控制液压油路和设置在所述供油装置之间的液控主阀；所述供油装置通过液控主阀与所述动臂液压再生回路连接；

所述动臂再生液压回路包括供油管路和回油管路，所述供油管路的出油端连接所述动臂油缸的无杆腔，所述回油管路的进油端连接所述动臂油缸的有杆腔，所述供油管路的进油端和所述回油管路的出油端分别连接所述液控主阀；

所述供油管路与所述回油管路之间设置有油压再生控制阀，所述油压再生控制阀包括控制油路入口、再生油路入口和再生油路出口，所述再生油路入口与所述供油管路连接，所述再生油路出口与所述回油管路连接；

还包括油压回转控制阀，所述油压回转控制阀包括再生切换控制油路入口、再生控制油路入口和再生控制油路出口，所述再生控制油路出口连接所述液控主阀的换向控制油路入口，所述再生控制油路入口连接所述动臂下降控制油路，所述再生切换控制油路入口连接回转控制油路，所述再生控制油路入口与所述控制油路入口之间还连接有控制油路。

优选的，所述油压再生控制阀还包括第二再生油路出口；

所述第二再生油路出口连接油箱。

优选的，所述油压再生控制阀为比例阀，所述油压再生控制阀包括比例控制入口和比例控制出口；

所述比例控制入口连接所述供油油路，所述比例控制出口连接所述回油油路。

优选的，所述液控主阀为多路阀，所述油压再生控制阀为比例二位三通阀，所述油压回转控制阀为通断阀。

优选的，所述回转控制液压油路连接挖掘机回转先导手柄，动臂再生液压回路连接挖掘机下降先导手柄。

优选的，所述供油装置包括油箱、发动机和主泵，所述发送机连接所述主泵，所述油箱通过所述主泵连接所述液控主阀的泵供油油路入口，所述油箱还连接所述液控主阀的泵回油油路出口。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过挖掘机动臂的回转动作控制挖掘机动臂在下降时，主回路的主泵流量完全关断，所述动臂油缸实现流量再生，一方面保证了再生效率，提高了系统的操纵性，另一方面无需使用压力传感器和控制器实现再生控制，节省成本。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的挖掘机动臂的液压再生系统的油路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1示出了本发明一种挖掘机动臂的液压再生系统，包括：供油装置、动臂再生液压回路、回转控制液压油路和设置在所述供油装置之间的液控主阀104；所述供油装置通过液控主阀104与所述动臂液压再生回路连接；

所述动臂再生液压回路包括供油管路106和回油管路105，所述供油管路106的出油端连接所述动臂油缸101的无杆腔，所述回油管路105的进油端连接所述动臂油缸101的有杆腔，所述供油管路106的进油端和所述回油管路105的出油端分别连接所述液控主阀104；

所述供油管路106与所述回油管路105之间设置有油压再生控制阀102，所述油压再生控制阀102包括控制油路入口、再生油路入口和再生油路出口，所述再生油路入口与所述供油管路106连接，所述再生油路出口与所述回油管路105连接；

还包括油压回转控制阀107，所述油压回转控制阀107包括再生切换控制油路入口、再生控制油路入口和再生控制油路出口，所述再生控制油路出口连接所述液控主阀104的换向控制油路入口，所述再生控制油路入口通过连接点SB2连接所述动臂下降控制油路，所述再生切换控制油路入口通过连接点SB1连接回转控制油路，所述再生控制油路入口与所述控制油路入口之间还连接有控制油路。

在本实施例中，当回转控制油路中的回转油压小于预设压力值时(即动臂下降并且未回转)，通过所述油压回转控制阀107的再生切换控制油路入口控制所述油压回转控制阀107的再生控制油路入口和再生控制油路出口导通，所述动臂下降控制油路可通过再生控制油路入口和再生控制油路出口为所述液控主阀104的换向控制油路入口，控制所述液控主阀104将供油装置、供油管路106和回油管路105三个管路进行相应切换导通，所述供油装置为所述动臂油缸101供油或回油。当回转控制油路中的回转油压大于预设压力值时(即动臂下降且有回转)，通过所述油压回转控制阀107的再生切换控制油路入口控制所述油压回转控制阀107的再生控制油路入口和再生控制油路出口关断，所述动臂下降控制油路无法通过再生控制油路入口和再生控制油路出口为所述液控主阀104的换向控制油路入口，所述液控主阀104关断，无法为所述动臂油缸101供油或回油，此时，若所述动臂下降控制油路中的油压大于预设压力值(即动臂有下降)，所述动臂下降控制油路中的油进入所述控制油路入口，控制所述再生油路入口和再生油路出口导通，所述供油管路106和所述回油管路105导通，所述动臂油缸101无杆腔中的油流进所述动臂油缸101有杆腔中，实现再生，再生回路为a-d-c-b(其中a为动臂油缸无杆腔的油口，b为动臂油缸有杆腔的油口，c、d端口在下文介绍)。

由上可见，本发明实施例通过挖掘机动臂的回转动作控制挖掘机动臂在下降时，主回路的主泵流量(主回路包括：所述供油装置、液控主阀、供油管路、回油管路和动臂油缸。如图1所示，所述供油装置包括油箱108、发动机109和主泵103，所述发送机连接所述主泵103，所述油箱108通过所述主泵103连接所述液控主阀104的泵供油油路入口，所述油箱108还连接所述液控主阀104的泵回油油路出口)完全关断，所述动臂油缸101的流量再生，一方面保证了再生效率，提高了系统的操纵性，另一方面无需使用压力传感器和控制器实现再生控制，节省成本。

值得说明的是，所述回转控制油路和所述动臂下降控制油路均为挖掘机的现有油路，回转控制油路连接挖掘机回转先导手柄，动臂下降控制油路连接挖掘机动臂下降先导手柄，该连接油路均可通过挖掘机中的现有技术实现，不再赘述。

如图1所示，所述油压再生控制阀102还包括第二再生油路出口；所述第二再生油路出口连接油箱108。该实施例可保证动臂下降过程中，富余的再生流量回到油箱108。在动臂接触到地面开始挖掘后，保证动臂油缸101的无杆腔压力进一步降低，提高有效作用力。

可以理解的是，动臂本身就具有较大的自重，可以提供动臂下降动力，但是背景技术中所述的现有技术中动臂所处不同位置不同或者装置重量不一样时，动臂下降速度不同，但动臂下降再生流量不可控，因此，背景技术中所述的现有技术会产生动臂下降速度时快时慢、不稳定的问题，因此，作为一种优选实施例，所述油压再生控制阀102为比例阀，所述油压再生控制阀102包括比例控制入口和比例控制出口；所述比例控制入口连接所述供油油路，所述比例控制出口连接所述回油油路。

如图1所示，所述油压再生控制阀102具有控制油路入口h、再生油路入口d、再生油路出口c、第二再生油路出口k、比例控制入口g、比例控制出口f(还有一个平衡油路入口e)，其中，再生油路入口d、比例控制出口f均与所述供油油路连接，再生油路出口c、比例控制入口g均与所述回油管路105连接，第二再生油路出口k与所述油箱108连接，平衡油路入口e连接所述油压再生控制阀102内的弹簧。其中，比例控制入口g、比例控制出口f通过压差控制所述油压再生控制阀102中流道的开启面积，比例控制入口g、比例控制出口f与所述油压再生控制阀102中流道的开启面积的关系为：当F_f﹣F_g﹣ΔPc＞0，可控再生阀102流道开口减小。当F_f﹣F_g﹣ΔPc＜0，所述油压再生控制阀102中流道的开启面积增大，式中ΔPc为预设压差。

根据流量公式可知，比例控制入口g、比例控制出口f之间的压力差(即动臂油缸101无杆腔和动臂油缸101有杆腔之间的压力差)与所述油压再生控制阀102中流道的开启面积成反比，因此，所述油压再生控制阀102会根据动臂油缸101无杆腔和动臂油缸101有杆腔之间的压力差修正阀中流道的开启面积，从而实现动臂油缸101的再生流量基本保持恒定，保证了动臂下降速度的稳定；

所述流量公式为：

式中，Q为流体的流量，Cd为阻力系数(可通过查表得知)，A为比例阀中流道的开启面积，Δp为比例控制入口g和比例控制出口f之间的压力差，ρ为流体的密度。

作为一种优选实施例，所述液控主阀104可为多路阀，所述油压再生控制阀102可为比例二位三通阀，所述油压回转控制阀107可为通断阀。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种挖掘机动臂的液压再生系统，其特征在于，包括：供油装置、动臂再生液压回路、回转控制液压油路和设置在所述供油装置之间的液控主阀；所述供油装置通过液控主阀与所述动臂再生液压回路连接；

所述动臂再生液压回路包括供油管路和回油管路，所述供油管路的出油端连接所述动臂油缸的无杆腔，所述回油管路的进油端连接所述动臂油缸的有杆腔，所述供油管路的进油端和所述回油管路的出油端分别连接所述液控主阀；

所述供油管路与所述回油管路之间设置有油压再生控制阀，所述油压再生控制阀包括控制油路入口、再生油路入口和再生油路出口，所述再生油路入口与所述供油管路连接，所述再生油路出口与所述回油管路连接；

还包括油压回转控制阀，所述油压回转控制阀包括再生切换控制油路入口、再生控制油路入口和再生控制油路出口，所述再生控制油路出口连接所述液控主阀的换向控制油路入口，所述再生控制油路入口连接动臂下降控制油路，所述再生切换控制油路入口连接回转控制液压油路，所述再生控制油路入口与所述控制油路入口之间还连接有控制油路。

2.根据权利要求1所述的液压再生系统，其特征在于，所述油压再生控制阀还包括第二再生油路出口；

所述第二再生油路出口连接油箱。

3.根据权利要求1所述的液压再生系统，其特征在于，所述油压再生控制阀为比例阀，所述油压再生控制阀包括比例控制入口和比例控制出口；

所述比例控制入口连接所述供油油路，所述比例控制出口连接所述回油油路。

4.根据权利要求1所述的液压再生系统，其特征在于，所述液控主阀为多路阀，所述油压再生控制阀为比例二位三通阀，所述油压回转控制阀为通断阀。

5.根据权利要求1所述的液压再生系统，其特征在于，所述回转控制液压油路连接挖掘机回转先导手柄，动臂再生液压回路连接挖掘机下降先导手柄。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的液压再生系统，其特征在于，所述供油装置包括油箱、发动机和主泵，所述发动机连接所述主泵，所述油箱通过所述主泵连接所述液控主阀的泵供油油路入口，所述油箱还连接所述液控主阀的泵回油油路出口。