CN107587547B - 一种液压挖掘机回转制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压挖掘机回转制动系统，包括回转马达、第一单向阀、第一溢流阀、择压阀、第二单向阀、第二溢流阀、制动逻辑阀；挖掘机回转过程中，液压系统提供的流量通过As口或Bs口进入回转马达，假设流量通过As口进入回转马达。当回转马达以较高速度转动时，此时As口提供的流量不能够满足回转马达当前转速的需求，从而使马达进油口A口压力降低，当A口压力低于补油口M口压力时，M口压力打开单向阀向回转马达供油。此时择压阀比较A口压力和马达出油口B口压力并选择其中较低的A口压力与M口压力相比较，M口压力高于A口压力，制动逻辑阀关闭B口向外部出油口Bs口流向的油路，回转马达排出的油通过溢流阀流出，回转马达实现制动。

Description

一种液压挖掘机回转制动系统

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机回转制动系统，属于液压挖掘机技术领域。

背景技术

回转是挖掘机作业过程中的主要动作之一，实时控制回转速度能够有效提高挖掘机的操控性。在一般挖掘机操作中，当有降低回转速度需求时，并不能靠直接减小操作手柄摆角来快速实现，而是通过手柄回归中位或反向操作手柄来快速实现，操作性差。如果直接减小操作手柄摆角，液压系统提供的流量会快速减小，而挖掘机上车部分转动惯量大、回转速度快、制动力矩小，回转马达对流量的需求会较长时间大于液压系统提供的流量，不能达到实时控制回转速度的目的。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种液压挖掘机回转制动系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：包括回转马达、第一单向阀、第一溢流阀、择压阀、第二单向阀、第二溢流阀、制动逻辑阀；

当液压系统通过As口向回转马达供油并通过Bs口回油时，回转马达向右回转；反之液压系统通过Bs口向回转马达供油并通过As口回油时，回转马达向左回转；A口、B口其中一个为回转马达进油口，另一个为回转马达出油口；

若液压系统通过 As口供油并通过Bs口回油，定义As口为外部供油口、Bs口为外部回油口，此时A口为回转马达进油口，B口为回转马达出油口；

制动逻辑阀连通As口与A口、Bs口与B口，当制动逻辑阀处于左位时As口与A口双向连通、Bs口与B口双向连通，当制动逻辑阀处于右位时As口向A口单向供油、Bs口向B口单向供油；

择压阀连接A口和B口并通过C口输出压力，当A口压力高于B口压力时，C口与B口连通且压力与B口压力相同，反之C口压力与A口压力相同，所以C口压力等于A口压力和B口压力中较小的压力；

C口压力和M口压力同时控制制动逻辑阀，当C口压力较高时，制动逻辑阀处于左位，当M口压力较高时，制动逻辑阀处于右位；

A口连接第一溢流阀进油口和第一单向阀出油口，M口连接第一溢流阀出油口和第一单向阀进油口；B口连接第二溢流阀进油口和第二单向阀出油口，M口连接第二溢流阀出油口和第二单向阀进油口；

当A口供油量低于回转马达对流量的需求时，A口出现吸空并导致压力降低为0Pa，M口连接外部液压系统的回油管路并保持较低的压力，此时M口压力打开第一单向阀向A口补油；

工作时，回转马达从B口出油，当制动逻辑阀处于右位时，B口无法通过制动逻辑阀向Bs口回油，B口压力上升并打开第二溢流阀流向M口，此时B口压力高于A口压力，回转马达实现制动。

所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：启动过程、加速过程中，A口压力为溢流阀压力，B口压力为回油压力，而回油压力大于补油压力，所以制动逻辑阀处于左位，As口与A口连通、Bs口与B口连通，回转马达正常启动、加速。

所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：匀速过程中，由于回转减速机、回转支承存在一定的摩擦阻力，A口压力需略高于B口压力才能维持匀速转动，所以制动逻辑阀处于左位，As口与A口连通、Bs口与B口连通，回转马达正常转动。

所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：减速过程中，A口流量不能满足回转马达的需求流量，A口压力下降并低于M口压力，所以制动逻辑阀处于右位，As口向A口单向供油、B口向Bs口回油关闭，B口压力升至溢流阀压力，回转马达实现制动。

所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：停止过程中，A口流量降为0，与减速过程类似，A口压力下降并低于M口压力，回转马达实现制动。

所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：反转过程中，A口流量降为0，A口压力下降并低于M口压力，回转马达实现制动；当回转马达速度降为0时，回转马达通过B口进油A口出油，B口压力达到溢流阀压力，A口压力上升为回油压力，类似于启动过程和加速过程，回转马达反向启动、加速。

外部供油口向马达进油口供油，制动逻辑阀控制马达出油口向外部回油口的开闭，补油口压力和择压阀输出压力控制制动逻辑阀状态。当马达进油口压力低于补油口压力时，补油口打开单向阀向马达进油口供油；以马达进油口和出油口为输入，并将其中较低的压力作为择压阀的输出压力。

所述制动逻辑阀为两位四通阀，其中一位连通外部供油口与马达进油口、外部回油口与马达出油口，不限制油液流向；另一位连通外部供油口向马达进油口单向油液流向、外部回油口向马达出油口单向油液流向。其控制油路连接择压阀的输出压力、补油口压力，当择压阀输出压力大于补油口压力时，制动逻辑阀处于不限制油液流向的一位，反之处于限制油液流向的一位。

当马达出油口向外部回油口的油液流向关闭时，马达出油口油液依次经过溢流阀、单向阀流向马达进油口。

有益效果：本发明提供的液压挖掘机回转制动系统，创新点在于：当有降低回转速度需求时，液压系统提供的流量减小，回转马达进行制动，并快速达到与液压系统流量相匹配，快速实现对回转速度的操作意图。

附图说明

图1为本发明系统的原理图；

图中：1、回转马达，2、第一单向阀，3、第一溢流阀，4、择压阀，5、第二单向阀，6、第二溢流阀，7、制动逻辑阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，为一种液压挖掘机回转制动系统，包括回转马达1、第一单向阀2、第一溢流阀3、择压阀4、第二单向阀5、第二溢流阀6、制动逻辑阀7；

外部供油口向马达进油口供油，制动逻辑阀控制马达出油口向外部回油口的开闭，补油口压力和择压阀输出压力控制制动逻辑阀状态；当马达进油口压力低于补油口压力时，补油口打开单向阀向马达进油口供油；以马达进油口和出油口为输入，并将其中较低的压力作为择压阀的输出压力。

所述的制动逻辑阀为两位四通阀，其中一位连通外部供油口与马达进油口、外部回油口与马达出油口，不限制油液流向；另一位连通外部供油口向马达进油口单向油液流向、外部回油口向马达出油口单向油液流向。其控制油路连接择压阀的输出压力、补油口压力，当择压阀输出压力大于补油口压力时，制动逻辑阀处于不限制油液流向的一位，反之处于限制油液流向的一位。

当马达出油口向外部回油口的油液流向关闭时，马达出油口油液依次经过溢流阀、单向阀流向马达进油口。

当液压系统通过As口向回转马达供油并通过Bs口回油时，回转马达向右回转；反之液压系统通过Bs口向回转马达供油并通过As口回油时，回转马达向左回转。因为工作过程相似，为便于说明，假设液压系统通过 As口供油并通过Bs口回油，定义As口为外部供油口、Bs口为外部回油口，此时A口为回转马达进油口，B口为回转马达出油口。

制动逻辑阀7连通As口与A口、Bs口与B口，当制动逻辑阀7处于左位时As口与A口双向连通、Bs口与B口双向连通，当制动逻辑阀7处于右位时As口向A口单向供油、Bs口向B口单向供油。

择压阀4连接A口和B口并通过C口输出压力，当A口压力高于B口压力时，C口与B口连通且压力与B口压力相同，反之C口压力与A口压力相同，所以C口压力等于A口压力和B口压力中较小的压力。

C口压力和M口压力同时控制制动逻辑阀7，当C口压力较高时，制动逻辑阀处于左位，当M口压力较高时，制动逻辑阀处于右位。

A口连接第一溢流阀3进油口和第一单向阀2出油口，M口连接第一溢流阀3出油口和第一单向阀2进油口。相似地，B口连接第二溢流阀6进油口和第二单向阀5出油口，M口连接第二溢流阀6出油口和第二单向阀5进油口。

当A口供油量低于回转马达对流量的需求时，A口出现吸空并导致压力降低为0，M口连接外部液压系统的回油管路并保持较低的压力，此时M口压力打开第一单向阀2向A口补油。

工作时，回转马达从B口出油，当制动逻辑阀处于右位时，B口无法通过制动逻辑阀向Bs口回油，B口压力上升并打开第二溢流阀6流向M口，此时B口压力高于A口压力，回转马达实现制动。

挖掘机回转过程中，液压系统提供的流量通过As口或Bs口进入回转马达1，由于工作过程类似，为便于说明，假设流量通过As口进入回转马达1。当回转马达1以较高速度转动时，回转操作手柄摆角减小、外部进油口As口提供的流量减小，而回转马达在挖掘机上车巨大惯性的带动下仍以较高速度转动，此时As口提供的流量不能够满足回转马达当前转速的需求，从而使马达进油口A口压力降低，当A口压力低于补油口M口压力时，M口压力打开单向阀向回转马达供油。此时择压阀4比较A口压力和马达出油口B口压力并选择其中较低的A口压力与M口压力相比较，M口压力高于A口压力，制动逻辑阀关闭B口向外部出油口Bs口流向的油路，回转马达排出的油通过溢流阀流出，回转马达实现制动。

挖掘机回转主要包括以下几个动作变化：启动过程、加速过程、匀速过程、减速过程、停止过程、反转过程。

启动过程、加速过程中，A口压力为溢流阀压力，B口压力为回油压力，而回油压力大于补油压力，所以制动逻辑阀7处于左位，As口与A口连通、Bs口与B口连通，回转马达正常启动、加速。

匀速过程中，由于回转减速机、回转支承存在一定的摩擦阻力，A口压力需略高于B口压力才能维持匀速转动，所以制动逻辑阀处于左位，As口与A口连通、Bs口与B口连通，回转马达正常转动。

减速过程中，A口流量不能满足回转马达的需求流量，A口压力下降并低于M口压力，所以制动逻辑阀处于右位，As口向A口单向供油、B口向Bs口回油关闭，B口压力升至溢流阀压力，回转马达实现制动。

停止过程中，A口流量降为0，与减速过程类似，A口压力下降并低于M口压力，回转马达实现制动。

反转过程中，A口流量降为0，A口压力下降并低于M口压力，回转马达实现制动；当回转马达速度降为0时，回转马达通过B口进油A口出油，B口压力达到溢流阀压力，A口压力上升为回油压力，类似于启动过程和加速过程，回转马达反向启动、加速。

该回转制动系统不会对挖掘机的启动、匀速、加速、停止、反转等操作产生影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：包括回转马达、第一单向阀、第一溢流阀、择压阀、第二单向阀、第二溢流阀、制动逻辑阀；

当液压系统通过As口向回转马达供油并通过Bs口回油时，回转马达向右回转；反之液压系统通过Bs口向回转马达供油并通过As口回油时，回转马达向左回转；A口、B口其中一个为回转马达进油口，另一个为回转马达出油口；M口为补油口；

若液压系统通过 As口供油并通过Bs口回油，定义As口为外部供油口、Bs口为外部回油口，此时A口为回转马达进油口，B口为回转马达出油口；

制动逻辑阀连通As口与A口、Bs口与B口，当制动逻辑阀处于左位时As口与A口双向连通、Bs口与B口双向连通，当制动逻辑阀处于右位时As口向A口单向供油、Bs口向B口单向供油；

择压阀连接A口和B口并通过C口输出压力，当A口压力高于B口压力时，C口与B口连通且压力与B口压力相同，反之C口压力与A口压力相同，所以C口压力等于A口压力和B口压力中较小的压力；

C口压力和M口压力同时控制制动逻辑阀，当C口压力较高时，制动逻辑阀处于左位，当M口压力较高时，制动逻辑阀处于右位；

A口连接第一溢流阀进油口和第一单向阀出油口，M口连接第一溢流阀出油口和第一单向阀进油口；B口连接第二溢流阀进油口和第二单向阀出油口，M口连接第二溢流阀出油口和第二单向阀进油口；

当A口供油量低于回转马达对流量的需求时，A口出现吸空并导致压力降低为0Pa，M口连接外部液压系统的回油管路并保持较低的压力，此时M口压力打开第一单向阀向A口补油；

工作时，回转马达从B口出油，当制动逻辑阀处于右位时，B口无法通过制动逻辑阀向Bs口回油，B口压力上升并打开第二溢流阀流向M口，此时B口压力高于A口压力，回转马达实现制动。

2.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：启动过程、加速过程中，A口压力为溢流阀压力，B口压力为回油压力，而回油压力大于补油压力，所以制动逻辑阀处于左位，As口与A口连通、Bs口与B口连通，回转马达正常启动、加速。

3.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：匀速过程中，由于回转减速机、回转支承存在一定的摩擦阻力，A口压力需略高于B口压力才能维持匀速转动，所以制动逻辑阀处于左位，As口与A口连通、Bs口与B口连通，回转马达正常转动。

4.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：减速过程中，A口流量不能满足回转马达的需求流量，A口压力下降并低于M口压力，所以制动逻辑阀处于右位，As口向A口单向供油、B口向Bs口回油关闭，B口压力升至溢流阀压力，回转马达实现制动。

5.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：停止过程中，A口流量降为0，A口压力下降并低于M口压力，所以制动逻辑阀处于右位，As口向A口单向供油、B口向Bs口回油关闭，B口压力升至溢流阀压力，回转马达实现制动。

6.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：反转过程中，A口流量降为0，A口压力下降并低于M口压力，回转马达实现制动；当回转马达速度降为0时，回转马达通过B口进油A口出油，B口压力达到溢流阀压力，A口压力上升为回油压力，而回油压力大于补油压力，所以制动逻辑阀处于左位，As口与A口连通、Bs口与B口连通，回转马达反向启动、加速。

7.根据权利要求1所述的液压挖掘机回转制动系统，其特征在于：所述制动逻辑阀为两位四通阀，其中一位连通外部供油口与马达进油口、外部回油口与马达出油口，不限制油液流向；另一位连通外部供油口向马达进油口单向油液流向、外部回油口向马达出油口单向油液流向。