CN107201758B - 挖掘机液压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及挖掘机液压系统，为解决现有挖掘机回转制动动能回收利用率低，系统复杂的问题；提供一种挖掘机液压系统，包括发动机、由发动机驱动的工作泵、回转马达、与发动机传动连接的液压泵、连接在先导阀组与液压泵之间的比例控制阀，回转马达和液压泵是具有泵和马达双作用功能的液压马达，回转马达的两个工作油口与液压泵的两个工作油口连接。在本发明中，回转时液压泵工作于泵的工况下，泵送出的液压油驱动回转马达转动，当回转平台进行回转制动时，回转马达工作于泵的功能状态，液压泵工作于马达功能状态，回转马达泵送的液压油驱动液压泵转动，液压泵转动助力发动机驱动工作泵，分担发动机的负荷，从而降低整机油耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖掘机，更具体地说，涉及一种挖掘机液压系统。
背景技术
挖掘机属于大型设备，其动臂举升后具有巨大的重力势能，其回转平台回转时具有巨大的动能。出于节能的目的，现有的中大型挖掘机都将挖掘机动臂势能和回转平台的转动动能回收加以利用。在现有的能量回收方式中，都是将动臂势能或回转平台转动动能转化为液压势能存储蓄能器中，在需时从蓄能器中释放出来。
采用上述能量回收方式，挖掘机动臂势能与回转制动动能回收利用率低，系统转化环节多，能量利用率低，无法实现势能的同步实施利用，存在安装维修成本高。回转制动进行能量回收后再通过控制能量释放驱动液压马达，系统过于复杂，能量转换环节多，能量回收效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有挖掘机回转制动动能回收利用率低，系统复杂的问题，而提供一种结构简单、能量回收效率高的挖掘机液压系统。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机液压系统，包括发动机、由发动机驱动的工作泵、动臂油缸、连接在动臂油缸与工作泵之间的动臂油缸控制阀、由工作泵供油的先导阀组，其特征在于还包括驱动回转平台的回转马达、与发动机传动连接的液压泵、连接在先导阀组与液压泵之间的比例控制阀，所述回转马达是具有泵和马达双作用功能的液压马达，所述液压泵是具有马达和泵双作用功能的液压泵，所述回转马达的两个工作油口与所述液压泵的两个工作油口连接。在本发明中，先导阀组通过比例控制阀控制液压泵工作于泵的工况下，液压泵泵送出的液压油驱动回转马达转动，从而带动回转平台转动；当回转平台进行回转制动时，回转马达工作于泵的功能状态，液压泵工作于液压马达的功能状态；回转马达泵送的液压油驱动液压泵转动，液压泵转动助力发动机驱动工作泵，液压泵工作于马达状态，分担发动机的负荷，从而降低整机油耗。
上述挖掘机液压系统中，还包括补油阀组，所述补油阀组的进油口与液压油箱连接，所述补油阀组的两个出油口对应与所述回转马达的两个工作油口连接。
上述挖掘机液压系统中，还包括二位三通电磁阀和三位四通电磁比例阀，所述二位三通电磁阀的A油口与动臂油缸的大腔连接，B油口与动臂油缸控制阀连接，C油口与三位四通电磁比例阀的D油口连接，三位四通电磁比例阀的E油口与液压油箱连接，三位四通电磁比例阀的F油口和G油口对应与液压泵的两个工作油口连接；所述二位三通电磁阀的A油口与B油口或C油口择一导通；所述三位四通电磁比例阀的D油口与E油口对应与F油口和G油口导通或者D油口与E油口对应与G油口和F油口导通。当动臂下降时，挖掘机工况设有两种模式，分轻物料挖掘与重物料挖掘，在轻物料挖掘时，二位三通电磁阀通电，动臂油缸大腔液压油通过二位三通电磁阀的A油口和C油口再经三位四通电磁比例阀与回转马达油路连通，动臂势能转化成的液压能分两种情况辅助驱动，第一种：在挖掘机回转启动和正常回转时，动臂势能转化成的液压能直接驱动回转马达；第二种：在回转制动情况下，动臂势能与回转制动动能动能通过液压泵辅助发动机驱动工作泵转动；三位四通电磁比例阀控制动臂油缸的下降速度和动臂大腔液压油汇流的比例；动臂油缸上升时，二位三通电磁阀处于断电，动臂油缸大腔与动臂合流阀连通，实现挖掘机工作装置的提升。
上述挖掘机液压系统中，所述工作泵包括左泵和右泵，所述动臂油缸控制阀包括主阀和合流阀，所述左泵的出油口通过单向阀与所述主阀的P油口连接，所述右泵与所述合流阀的进油口连接，所述合流阀的出油口经单向阀与所述主阀的B工作油口合流后与所述二位三通电磁阀的B油口连通，所述主阀的A工作油口与所述动臂油缸的小腔连接。
上述挖掘机液压系统中，工作泵中还包括先导泵，所述先导泵的出油口与所述先导阀组和比例控制阀连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
回转制动的动能通过液压泵、回转马达直接辅助发动机驱动工作泵，其能量的转换次数少，利用率高，在该液压系统中，减少了蓄能器储能装置，降低了液压系统的维修的复杂性，提高了挖掘机工作效率。操作维修保养更方便，更安全。
附图说明
图1是本发明挖掘机液压系统的原理图。
图中零部件名称及序号：
先导阀组1、工作泵2、动臂油缸控制阀3、动臂油缸4、二位三通电磁阀5、三位四通电磁比例阀6、减速机7、回转马达8、溢流补油阀组9、液压泵10、比例控制阀11、发动机12、油箱13。
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，挖掘机液压系统由发动机12驱动的工作泵2、动臂油缸4、连接在动臂油缸4与工作泵2之间的动臂油缸控制阀3、由工作泵2供油的先导阀组1、驱动回转平台的回转马达8、与发动机12传动连接的液压泵10、连接在先导阀组1与液压泵10之间的比例控制阀11、二位三通电磁阀5和三位四通电磁比例阀6。
回转马达8是具有泵和马达双作用功能的液压马达，液压泵10是具有马达和泵双作用功能的液压泵，回转马达8的两个工作油口与液压泵10的两个工作油口连接。
二位三通电磁阀5的A油口与动臂油缸4的大腔连接，B油口与动臂油缸控制阀3连接，C油口与三位四通电磁比例阀6的D油口连接，二位三通电磁阀5的A油口与B油口或C油口择一导通。
三位四通电磁比例阀6的E油口与液压油箱13连接，三位四通电磁比例阀6的F油口和G油口对应与液压泵10的两个工作油口连接；三位四通电磁比例阀6的D油口与E油口对应与F油口和G油口导通或者D油口与E油口对应与G油口和F油口导通。
工作泵2包括左泵和右泵、先导泵，动臂油缸控制阀3包括主阀和合流阀，左泵的出油口通过单向阀与主阀的P油口连接，右泵与合流阀的进油口连接，合流阀的出油口经单向阀与主阀的B工作油口合流后与二位三通电磁阀的B油口连通，主阀的A工作油口与动臂油缸的小腔连接。先导泵的出油口与先导阀组和比例控制阀连接。
先导阀组1包含蓄能器，安全阀，单向阀，过滤器等，先导阀组1的出口连接比例控制阀，通过比例控制阀控制液压泵的排量。
溢流补油阀组9进油口与液压油箱13连接，溢流补油阀组9的两个出油口对应与回转马达8的两个工作油口连接。
在本实施例中，比例控制阀11控制液压泵10工作于泵的工况下，液压泵10泵送出的液压油驱动回转马达8转动，回转马达8通过减速机7带动回转平台转动；当回转平台进行回转制动时，回转马达工作于泵的功能状态，回转平台通过减速机7带动回转马达转动并泵送液压油，液压泵工作于液压马达的功能状态；回转马达8泵送的液压油驱动液压泵转动，液压泵10转动助力发动机12驱动工作泵2，液压泵10工作于液压马达状态，分担发动机12的负荷，从而降低整机油耗。
当动臂下降时，挖掘机工况设有两种模式，分轻物料挖掘与重物料挖掘，在重物料挖掘时，二位三通电磁阀5通电，三位四通比例电磁阀6不得电，只有回转制动动能动能辅助驱动发动机，动臂势能不在辅助驱动；在轻物料挖掘时，二位三通电磁阀5通电，动臂油缸4大腔液压油通过二位三通电磁5阀的A油口和C油口再经三位四通电磁比例阀6与回转马达8油路连通，动臂势能转化成的液压能分两种情况辅助驱动，第一种：在挖掘机回转启动和正常回转时，动臂势能转化成的液压能直接驱动回转马达转动；第二种：在回转制动情况下，动臂势能与回转制动动能通过液压泵10辅助发动机驱动工作泵2转动；三位四通电磁比例阀6控制动臂油缸的下降速度和动臂大腔液压油汇流的比例；动臂油缸上升时，二位三通电磁阀处于断电，动臂油缸大腔与动臂合流阀连通，实现挖掘机工作装置的提升。
本实施例中，回转制动的动能以及动臂势能通过液压泵、回转马达直接辅助发动机驱动工作泵，其能量的转换次数少，利用率高，在该液压系统中，减少了蓄能器储能装置，降低了液压系统的维修的复杂性，提高了挖掘机工作效率。操作维修保养更方便，更安全。
挖掘机回转时，三位四通比例电磁阀6不得电处于中位，依靠滑阀阀芯的机能及比例控制实现。
Claims (5)
1.一种挖掘机液压系统，包括发动机、由发动机驱动的工作泵、动臂油缸、连接在动臂油缸与工作泵之间的动臂油缸控制阀、由工作泵供油的先导阀组，其特征在于还包括驱动回转平台的回转马达、与发动机传动连接的液压泵、比例控制阀，所述回转马达是具有泵和马达双作用功能的液压马达，所述液压泵是具有马达和泵双作用功能的液压泵，所述回转马达的两个工作油口与所述液压泵的两个工作油口连接,所述比例控制阀连接在先导阀组与液压泵之间且用于控制所述液压泵的工作方式。
2.根据权利要求1所述的挖掘机液压系统，其特征在于还包括补油阀组，所述补油阀组的进油口与液压油箱连接，所述补油阀组的两个出油口对应与所述回转马达的两个工作油口连接。
3.根据权利要求1或2所述的挖掘机液压系统，其特征在于还包括二位三通电磁阀和三位四通电磁比例阀，所述二位三通电磁阀的A油口与动臂油缸的大腔连接，B油口与动臂油缸控制阀连接，C油口与三位四通电磁比例阀的D油口连接，三位四通电磁比例阀的E油口与液压油箱连接，三位四通电磁比例阀的F油口和G油口对应与液压泵的两个工作油口连接；所述二位三通电磁阀的A油口与B油口或C油口择一导通；所述三位四通电磁比例阀的D油口与E油口对应与F油口和G油口导通或者D油口与E油口对应与G油口和F油口导通。
4.根据权利要求3所述的挖掘机液压系统，其特征在于所述工作泵包括左泵和右泵，所述动臂油缸控制阀包括主阀和合流阀，所述左泵的出油口通过单向阀与所述主阀的P油口连接，所述右泵与所述合流阀的进油口连接，所述合流阀的出油口经单向阀与所述主阀的B工作油口合流后与所述二位三通电磁阀的B油口连通，所述主阀的A工作油口与所述动臂油缸的小腔连接。
5.根据权利要求4所述的挖掘机液压系统，其特征在于所述工作泵中还包括先导泵，所述先导泵的出油口与所述先导阀组和比例控制阀连接。
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