CN105605014A - 挖掘机属具液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压控制系统，为现有挖掘机属具液压控制系统手动球阀切换容易造成错误操作的问题；提供一种挖掘机属具液压控制系统，属具控制阀连接有用于连接属具的左管路和右管路；第一电磁换向阀的电控端与控制器连接，进油口与先导油源连接，回油口与液压油箱连接，出油口同时与截止溢流阀和两位三通换向阀的液控端连接，出油口与进油口或回油口择一导通；截止溢流阀的进油口与左管路连接，出油口与所述液压油箱连接；两位三通换向阀的进油口和出油口串接在右管路上，回油口与液压油箱连接，出油口与进油口或回油口择一导通。在本发明中，控制仪表供操作者操作选择向控制器输入相关指令，使该属具液压控制系统工作于双向或单向模式。

Description

挖掘机属具液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种液压控制系统，更具体地说，涉及一种挖掘机属具液压控制系统。

背景技术

目前挖掘机不再是传统意义上的“挖土机”，配备不同的属具将会实现不同的作业功能，而随着属具的发展，不同功能的属具，所需要的流量、压力和油液流动方向是不同的。为了适应各种各样的属具，一般挖掘机都配有单双向切换系统(单向系统连接液压破碎锤等属具，双向系统连接液压剪等属具)。目前大部分采用的是通过三通球阀切换单双向系统，并且由于各属具所需工作压力的不同，需要对单双向系统设定不同的压力等级。一般采用的方法是在管路上并联一个截止阀加低压溢流阀的形式。单向系统一般配破碎锤属具，通过切换三通球阀将属具管路回油直接接回油箱，以减小回油背压，并且破碎锤所需工作压力较低，就要将截止阀打开，此时系统压力由并联的低压溢流阀决定；双向系统配液压剪等属具，通过切换三通球阀将属具管路回油通过主控阀回油，并将截止阀关闭，此时的系统压力由主阀出口处的油口溢流阀决定，该溢流阀为高压溢流阀。

现有技术有以下不足：

现有单双向切换系统为手动切换，切换比较繁琐，需要操作者走出驾驶室手动去切换三通球阀和截止阀，效率低，截止阀和低压溢流阀一般是安装在动臂上的，如果挖掘机吨位较大，切换起来非常危险，存在人员从挖掘机动臂掉落的危险。并且需要操作者对单双向系统切换有一定的了解，否者三通球阀和截止阀切换错误，都会对挖掘机整机系统产生影响。如果单向系统截止阀切换错误，将使破碎锤系统压力升高，对破碎锤造成损坏，如果单向系统三通球阀切换错误，将使破碎锤回油压力升高，同样会对破碎锤造成损坏；如果双向系统三通球阀切换错误，双向工作的属具无法正常工作，比如液压剪只能张开不能收合，或只能收合不能张开；如果双向系统截止阀切换错误，将使双向系统压力较低，使属具工作无力。现有单双向系统的流量一般是不可调节的，要调节属具运行速度只能通过调节油门档位或先导阀开口来调节属具运行速度，如果系统所提供流量远大于属具所需流量，将造成流量的浪费、属具工作超速和属具操控性差等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有挖掘机属具液压控制系统手动球阀切换容易造成错误操作的问题，而提供一种方便快捷且不容易操作错误的挖掘机属具液压控制系统。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机属具液压控制系统，包括工作压力油源、先导油源、属具控制阀、先导阀、液压油箱；

所述先导阀的先导输出端与所述属具控制阀的液控端连接，所述先导阀的进油口与先导油源连接；

所述工作压力油源与所述属具控制阀的进油口连接，所述属具控制阀的两个工作油口对应连接有用于连接属具的左管路和右管路；

其特征在于还包括控制器、与控制器连接且输入信号指令的控制仪表、第一电磁换向阀、液控式截止溢流阀和液控式两位三通换向阀；

所述第一电磁换向阀为两位三通阀，其电控端与所述控制器连接，进油口与先导油源连接，回油口与液压油箱连接，出油口同时与液控式截止溢流阀和液控式两位三通换向阀的液控端连接，所述出油口与进油口或回油口择一导通；

所述液控式截止溢流阀的进油口与所述左管路连接，出油口与所述液压油箱连接；

所述液控式两位三通换向阀的进油口和出油口串接在右管路上，回油口与所述液压油箱连接，出油口与进油口或回油口择一导通。在本发明中，控制仪表供操作者操作选择向控制器输入相关指令，使该属具液压控制系统工作于双向或单向模式；

当操作者通过控制仪表选择单向模式时，控制器发出指令，使第一电磁换向阀工作于下位，其出油口与回油口导通，从而使得液控式截止溢流阀和液控式两位三通换向阀的液控端与液压油箱连通，液控式两位三通换向阀工作于上位，其回油口与出油口导通，从属具控制阀出来的液压油经左管路、属具、液控式两位三通换向阀流入液压油箱；液控式截止溢流阀工作于左位，当左管路中的压力超过液控式截止溢流阀的预设压力时，从液控式截止溢流阀溢流进入液压油箱。

当操作者通过控制仪表选择双向模式时，控制器发出指令，使第一电磁换向阀工作于上位，其出油口与进油口导通，从而使得液控式截止溢流阀和液控式两位三通换向阀的液控端与先导油源连通，液控式两位三通换向阀工作于下位，其进油口与出油口导通，从属具控制阀出来的液压油经左管路、属具、液控式两位三通换向阀流回属具控制阀；液控式截止溢流阀工作于右位处于截止位。

本发明中通过控制仪表进行工作模式选择后自动进入对应的属具工作模式，其操作简单方便且不会出错。

上述挖掘机属具液压控制系统中，还包括第三比例电磁阀，所述工作压力油源包括主泵、调节主泵输出功率的调节器；所述第三比例电磁阀的电控端与所述控制器连接，所述第三比例电磁阀的进油口与所述先导油源连接，所述第三比例电磁阀的出油口与所述调节器的第二控制口连接，所述主泵的泵口经单向阀与所述调节器的第一控制口连接。

上述挖掘机属具液压控制系统中，所述主泵由左泵和右泵构成，所述调节器包括第一调节器和第二调节器，所述单向阀包括第一单向阀和第二单向阀；

所述左泵的泵口经第三单向阀、所述右泵的泵口经第四单向阀均与所述属具控制阀的进油口连接；

所述第三比例电磁阀的出油口同时与所述第一调节器和第二调节器的第二控制口连接；

所述左泵的泵口经第一单向阀与所述第一调节器的第一控制口连接，所述左泵的泵口与所述第二调节器的第三控制口连接；

所述右泵的泵口经第二单向阀与所述第二调节器的第一控制口连接；所述右泵的泵口与所述第一调节器的第三控制口连接。

上述挖掘机属具液压控制系统中，还包括第二电磁换向阀、液控二位二通换向阀；

所述第二电磁换向阀为两位三通阀，其电控端与所述控制器连接，其进油口与所述先导油源连接，出油口与所述液控二位二通换向阀的液控端连接，回油口与所述液压油箱连接，所述出油口与进油口或回油口择一导通；

所述液控二位二通换向阀的进油口与所述左泵的泵口连接，所述液控二位二通换向阀的出油口与液压油箱连接。

上述挖掘机属具液压控制系统中，还包括第一比例电磁阀、第二比例电磁阀、第一梭阀、第二梭阀、第一节流阀、第二节流阀；

所述第一比例电磁阀的进油口与所述先导油源连接，出油口与所述第一梭阀的进油口连接，回油口与所述液压油箱连接；

所述第二比例电磁阀的进油口与所述先导油源连接，出油口与所述第二梭阀的进油口连接，回油口与所述液压油箱连接；

所述第一节流阀设置在所述液控二位二通换向阀的出油口与液压油箱之间的连接油路上；

所述第二节流阀设置在所述属具控制阀的中位回油口与液压油箱之间的连接管路上；

所述第一梭阀的另一进油口连接在所述第一节流阀与液控二位二通换向阀的出油口之间的连接油路上，所述第一梭阀的出油口与所述第一调节器的负反馈口连接；

所述第二梭阀的另一进油口连接在所述第二节流阀与属具控制阀的中位回油口之间的连接油路上，所述第二梭阀的出油口与所述第二调节器的负反馈口连接。

上述挖掘机属具液压控制系统中，还包括第一溢流阀和第二溢流阀；

所述第一溢流阀的进油口与所述左管路连接，其出油口与所述液压油箱连接；

所述第二溢流阀的进油口与所述右管路连接，其出油口与所述液压油箱连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.操作者根据属具的油路特点通过控制仪表选择相应的属具液压控制系统工作模式，操作简单，便于操作者掌握，安全性高。

2.操作者根据属具的油路特点选择属具工作所需要的流量，自动进行流量可调，减少能量损失。

3.电液结合，控制稳定可靠。

附图说明

图1是本发明挖掘机属具液压控制系统的液压原理图。

图中零部件名称及序号：

属具1、控制仪表2、控制器3、液压油箱10、发动机11、左泵12、右泵13、先导泵14、第一单向阀15、第二单向阀16、第一调节器17、第三比例电磁阀18、第二调节器19、属具控制阀20、第四单向阀21、第三单向阀22、液控二位二通换向阀23、第一节流阀24、第二节流阀25、第二溢流阀26、第一溢流阀27、液控式截止溢流阀28、液控式两位三通换向阀29、先导阀31、第二比例电磁阀32、第二电磁换向阀33、第一电磁换向阀34、第二梭阀35、第一梭阀36、第一比例电磁阀37。

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，本实施例中挖掘机属具液压控制系统包括属具1、控制仪表2、控制器3、液压油箱10、发动机11、左泵12、右泵13、先导泵14、第一单向阀15、第二单向阀16、第一调节器17、第三比例电磁阀18、第二调节器19、属具控制阀20、第四单向阀21、第三单向阀22、液控二位二通换向阀23、第一节流阀24、第二节流阀25、第二溢流阀26、第一溢流阀27、液控式截止溢流阀28、液控式两位三通换向阀29、先导阀31、第二比例电磁阀32、第二电磁换向阀33、第一电磁换向阀34、第二梭阀35、第一梭阀36、第一比例电磁阀37。

控制仪表2与控制器3连接，控制仪表2供操作员进行工作模式以及属具工作参数选择，操作员可根据属具的种类进行属具液压控制系统的单向或双向模式选择以及选定属具工作所需的液压油流量等级。

控制器3具有五个指令输出端，分别连接第一电磁换向阀33、第二电磁换向阀34、第一比例电磁阀37、第二比例电磁阀32、第三比例电磁阀18。控制器3依据内部程序的设定并根据控制仪表2的选择自动通过其五个指令输出端向各电磁换向阀、比例电磁阀输出电信号指令，使其工作于对应的状态。

工作压力油源由左泵12和右泵13构成，先导油源由先导泵14构成，发动机11驱动左泵12、右泵13、先导泵14转动提供该属具液压控制系统所需要的液压油。

左泵12的泵口与第三单向阀22的进油口连接，第三单向阀22的出油口与属具控制阀20的进油口连接；右泵13的泵口与第四单向阀21的进油口连接，第四单向阀21的出油口与属具控制阀20的进油口连接，以此实现左泵12和右泵13合流向属具控制阀20供油。

属具控制阀20的两端为液控端，分别与先导阀31的两路先导输出端连接，先导阀31的进油口与先导泵14的泵口连接，由先导泵14向其供油，先导阀31的回油端与液压油箱10连接。

属具控制阀20的两个工作出油口上分别连接左管路和右管路，左管路和右管路的末端用于与液压属具1连接。属具控制阀20的中位回油口经第二节流阀25与液压油箱10连接。

在左管路上连接有第一溢流阀27，第一溢流阀27的进油口与左管路连接，出油口与液压油箱10连接。

在右管路上连接有第二溢流阀26，第二溢流阀26的进油口与右管路连接，出油口与液压油箱10连接。

第一电磁换向阀34为两位三通阀，其电控端与控制器3连接，进油口与先导泵14的泵口连接，回油口与液压油箱10连接，出油口同时与液控式截止溢流阀28和液控式两位三通换向阀29的液控端连接，出油口与进油口或回油口择一导通。

液控式截止溢流阀28的进油口与左管路连接，出油口与液压油箱10连接；液控式两位三通换向阀29的进油口和出油口串接在右管路上，回油口与液压油箱10连接，出油口与进油口或回油口择一导通。

控制仪表2供操作者操作选择向控制器3输入相关指令，使该属具液压控制系统工作于双向或单向模式；当操作者通过控制仪表2选择单向模式时，控制器3发出指令，使第一电磁换向阀34工作于下位，其出油口与回油口导通，从而使得液控式截止溢流阀28和液控式两位三通换向阀29的液控端与液压油箱10连通；液控式两位三通换向阀29工作于上位，其回油口与出油口导通，从属具控制阀20出来的液压油经左管路、属具1、液控式两位三通换向阀29流入液压油箱10；液控式截止溢流阀28工作于左位，当左管路中的压力超过液控式截止溢流阀28的预设压力时，从液控式截止溢流阀28溢流进入液压油箱。

当操作者通过控制仪表选择双向模式时，控制器3发出指令，使第一电磁换向阀34工作于上位，其出油口与进油口导通，从而使得液控式截止溢流阀28和液控式两位三通换向阀29的液控端与先导泵连通；液控式两位三通换向阀29工作于下位，其进油口与出油口导通，从属具控制阀20出来的液压油经左管路、属具、液控式两位三通换向阀29流回属具控制阀20；液控式截止溢流阀28工作于右位处于截止位。本发明中通过控制仪表进行工作模式选择后自动进入对应的属具工作模式，其操作简单方便且不会出错。

第一调节器17用于调节左泵12的输出功率，其上具有第一控制口、第二控制口、第三控制口、负反馈口，第一调节器17的第一控制口经第一单向阀15与左泵12的泵口连接，第一单向阀15由左泵12的泵口向第一控制口方向单向导通；第一调节器17的第三控制口直接与右泵13的泵口连接。

第二调节器用于调节右泵13的输出功率，其上具有第一控制口、第二控制口、第三控制口、负反馈口，第二调节器19的第一控制口经第二单向阀16与右泵13的泵口连接，第二单向阀16由右泵13的泵口向第一控制口方向单向导通；第二调节器19的第三控制口直接与左泵12的泵口连接。

第三比例电磁阀18的电控端与控制器3连接，第三比例电磁阀18的进油口与先导油源连接，第三比例电磁阀18的出油口同时与第一调节器17、第二调节器19的第二控制口连接，回油口与液压油箱连接。

第二电磁换向阀33为两位三通阀，其电控端与控制器3连接，其进油口与先导泵连接，出油口与液控二位二通换向阀23的液控端连接，回油口与液压油箱10连接，出油口与进油口或回油口择一导通；

液控二位二通换向阀23的进油口与左泵12的泵口连接，液控二位二通换向阀的出油口经第一节流阀24与液压油箱10连接。

第一比例电磁阀37的进油口与先导泵14连接，出油口与第一梭阀36的进油口连接，回油口与液压油箱10连接；第一梭阀36的另一进油口连接在第一节流阀24与液控二位二通换向阀23的出油口之间的连接油路上，第一梭阀36的出油口与第一调节器17的负反馈口连接。

第二比例电磁阀32的进油口与先导泵连接，出油口与第二梭阀35的进油口连接，回油口与液压油箱10连接；第二梭阀35的另一进油口连接在第二节流阀25与属具控制阀20的中位回油口之间的连接油路上，第二梭阀35的出油口与第二调节器19的负反馈口连接。

挖掘机属具液压控制系统通过控制仪表选择为单向系统，其工作过程如下：

操作者在控制仪表2上选择单向系统并根据属具所需流量设定流量等级，控制仪表2向控制器3发送指令，控制器3分别向第二比例电磁阀32、第二电磁换向阀33、第一电磁换向阀34、第一比例电磁阀37、液控二位二通换向阀23发送指令。

第一电磁换向阀34电磁铁断电阀芯处于下位，使液控式截止溢流阀28和液控式两位三通换向阀29的液控端泄回液压油箱，液控式截止溢流阀28阀芯处于左位，液控式两位三通换向阀29阀芯处于上位。属具系统工作压力由液控式截止溢流阀28的溢流压力决定。第二比例电磁阀32根据控制器所发出指令输出对应的先导压力，调整右泵13的排量以达到控制仪表设定流量等级的需求。先导阀31输出先导压力，使属具控制阀20换向，属具控制阀20换到左位(单向系统只能工作在左位)，右泵13从液压油箱10吸油，油液经右泵13排出，经第四单向阀21、属具控制阀20、左管路流入属具进油口，再经属具出油口流出，流经液控式两位三通换向阀29流回液压油箱10。

第一种设置情况：当控制仪表所设定的流量等级单泵流量可以满足时，第二电磁换向阀33的电磁铁断电，阀芯处于下位，液控二位二通换向阀23的液控端油液泄回液压油箱使其阀芯处于右位，使左泵12的泵口压力经在负反馈压力作用下，把左泵12的排量调整到最小。

第二种设置情况：当控制仪表2所设流量等级远大于单泵最大流量小于双泵流量时，第二电磁换向阀33电磁铁通电阀芯处于上位，使先导油通入液控二位二通换向阀23的液控端，使其阀芯处于左位，左泵12不能从第一节流阀的进油端引入的负反馈压力，左泵泵出的油液通过第三单向阀22流入属具控制阀20进油口，实现双泵合流。第二比例电磁阀32根据控制器指令输出对应先导压力，使右泵13全排量输出。第一比例电磁阀37根据控制器指令输出对应先导压力，使左泵12输出流量加右泵13的流量达到控制仪表设定流量等级的需求。同样属具控制阀20换到左位，左泵12和右泵13从液压油箱10吸油，再经双泵排出，一路油液经第四单向阀21流入属具控制阀20，另一路油液经第三换向阀22合流流入属具控制阀20，合流油液再经属具控制阀20的左位流入属具进油口，再经属具出油口流出，流经液控式两位三通换向阀29流回液压油箱10。

第三种设置情况：当控制仪表2所设流量等级大于等于单泵最大流量远小于双泵流量时，工作原理基本与第二种设置情况相同,只是第二比例电磁阀32根据控制器指令输出对应先导压力，第一比例电磁阀37根据控制器指令输出对应先导压力，使左泵12输出流量和右泵13的流量之和达到控制仪表设定流量等级的需求。

属具在工作时，控制器会获取实际工作时的系统压力和发动机转速等，设定第三比例电磁阀18的电流，控制双泵的输出功率，以达到泵与发动机匹配。当系统压力升高，使发动机低于目标转速时，控制器会适当减小第三比例电磁阀18的电流，降低泵输出的功率，进而使发动机恢复目标转速。

当操作者在控制仪表上将挖掘机属具液压控制系统选择为双向系统时，仪表向控制器发送指令，控制器分别向第二比例电磁阀32、第一两位三通电磁换向阀33、第二两位三通电磁换向阀34、第三比例电磁阀37、二位二通换向阀23发送指令。

第二两位三通电磁换向阀34电磁铁通电阀芯处于上位，使液控式截止溢流阀28和液控式两位三通换向阀29的液控端通入先导油，液控式截止溢流阀28阀芯处于右位，处于截止位，液控式两位三通换向阀29阀芯处于下位，其进油口与出油口导通。油液从属具控制阀20经左管路流入属具进油口，再经属具出油口流出，流经液控式两位三通换向阀29流入属具控制阀20，再流回液压油箱10；或者油液从属具控制阀20经右管路、液控式两位三通换向阀29流入属具进油口，再经属具出油口流出后流回属具控制阀20，再流回液压油箱10。

挖掘机属具液压控制系统选择为双向系统时，操作者在控制仪表上选择不同的流量等级，系统调节左泵和右泵的流量输出的过程与挖掘机属具液压控制系统选择为单向系统时的流量调节过程相同。

Claims (6)

1.一种挖掘机属具液压控制系统，包括工作压力油源、先导油源、属具控制阀(20)、先导阀(31)、液压油箱(10)；

所述先导阀的先导输出端与所述属具控制阀的液控端连接，所述先导阀的进油口与先导油源连接；

所述工作压力油源与所述属具控制阀的进油口连接，所述属具控制阀的两个工作油口对应连接有用于连接属具的左管路和右管路；

其特征在于还包括控制器、与控制器连接且输入信号指令的控制仪表、第一电磁换向阀(34)、液控式截止溢流阀(28)和液控式两位三通换向阀(29)；

所述第一电磁换向阀为两位三通阀，其电控端与所述控制器连接，进油口与先导油源连接，回油口与液压油箱连接，出油口同时与液控式截止溢流阀和液控式两位三通换向阀的液控端连接，所述出油口与进油口或回油口择一导通；

所述液控式截止溢流阀的进油口与所述左管路连接，出油口与所述液压油箱连接；

所述液控式两位三通换向阀的进油口和出油口串接在右管路上，回油口与所述液压油箱连接，出油口与进油口或回油口择一导通。

2.根据权利要求1所述的挖掘机属具液压控制系统，其特征在于还包括第三比例电磁阀(18)，所述工作压力油源包括主泵、调节主泵输出功率的调节器；所述第三比例电磁阀的电控端与所述控制器连接，所述第三比例电磁阀的进油口与所述先导油源连接，所述第三比例电磁阀的出油口与所述调节器的第二控制口连接，所述主泵的泵口经单向阀与所述调节器的第一控制口连接。

3.根据权利要求2所述的挖掘机属具液压控制系统，其特征在于所述主泵由左泵(12)和右泵(13)构成，所述调节器包括第一调节器(17)和第二调节器(19)，所述单向阀包括第一单向阀(15)和第二单向阀(16)；

所述左泵的泵口经第三单向阀(22)、所述右泵的泵口经第四单向阀(21)均与所述属具控制阀的进油口连接；

所述第三比例电磁阀的出油口同时与所述第一调节器和第二调节器的第二控制口连接；

所述左泵的泵口经第一单向阀(15)与所述第一调节器的第一控制口连接，所述左泵的泵口与所述第二调节器的第三控制口连接；

所述右泵的泵口经第二单向阀(16)与所述第二调节器的第一控制口连接；所述右泵的泵口与所述第一调节器的第三控制口连接。

4.根据权利要求3所述的挖掘机属具液压控制系统，其特征在于还包括第二电磁换向阀(33)、液控二位二通换向阀(23)；

所述第二电磁换向阀(33)为两位三通阀，其电控端与所述控制器连接，其进油口与所述先导油源连接，出油口与所述液控二位二通换向阀(23)的液控端连接，回油口与所述液压油箱连接，所述出油口与进油口或回油口择一导通；

所述液控二位二通换向阀的进油口与所述左泵的泵口连接，所述液控二位二通换向阀的出油口与液压油箱连接。

5.根据权利要求4所述的挖掘机属具液压控制系统，其特征在于还包括第一比例电磁阀(37)、第二比例电磁阀(37)、第一梭阀(36)、第二梭阀(35)、第一节流阀(24)、第二节流阀(25)；

所述第一比例电磁阀(37)的进油口与所述先导油源连接，出油口与所述第一梭阀的进油口连接，回油口与所述液压油箱连接；

所述第二比例电磁阀(35)的进油口与所述先导油源连接，出油口与所述第二梭阀的进油口连接，回油口与所述液压油箱连接；

所述第一节流阀(24)设置在所述液控二位二通换向阀(23)的出油口与液压油箱之间的连接油路上；

所述第二节流阀(25)设置在所述属具控制阀的中位回油口与液压油箱之间的连接管路上；

所述第一梭阀的另一进油口连接在所述第一节流阀与液控二位二通换向阀(23)的出油口之间的连接油路上，所述第一梭阀的出油口与所述第一调节器的负反馈口连接；

所述第二梭阀的另一进油口连接在所述第二节流阀与属具控制阀的中位回油口之间的连接油路上，所述第二梭阀的出油口与所述第二调节器的负反馈口连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的挖掘机属具液压控制系统，其特征在于还包括第一溢流阀(27)和第二溢流阀(26)；

所述第一溢流阀的进油口与所述左管路连接，其出油口与所述液压油箱连接；

所述第二溢流阀的进油口与所述右管路连接，其出油口与所述液压油箱连接。