CN108678062B - 装载机用稳定模块系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装载机用稳定模块系统，其属于工程机械技术领域。它解决了现有技术中稳定模块需要用档位控制、无法满足自动控制的缺陷。其主体结构包括工作泵、多路阀、控制单元、先导阀和执行元件，所述工作泵分别与多路阀和先导阀连接，多路阀与执行元件连接，包括稳定模块、稳定模块蓄能器和压力开关，所述稳定模块分别与稳定模块蓄能器和执行元件连接，所述先导阀分别与压力开关和多路阀连接，所述控制单元分别与稳定模块和压力开关连接。本发明主要用于装载机等工程机械上。

Description

装载机用稳定模块系统

技术领域：

本发明属于工程机械技术领域，具体地说，尤其涉及一种装载机用稳定模块系统。

背景技术：

装载机的作业工况主要是铲掘作业和装载作业，都是将物料从A地运输到B地，在这个过程中，需要工作装置进行的举升、收斗、卸料、下降四个动作；在A地进行物料的装载，然后运输到B地，将物料在B地卸料；如此反复循环动作。

在装载作业需要长距离运输的过程中，由于工作装置保持在一定的高度，铲斗处于收斗的状态。装载机的铲斗载满物料后，在运输时，铲斗和其中的物料会对装载机的前部产生惯性加速度，导致装载机在移动时，产生前后晃动的现象，导致驾驶员的舒适性极差，而且由于晃动，会使铲斗中的物料在运输过程中散落出来。惯性加速度产生的原因是：在运输状态下，多路阀将泵的出油直接回到液压油箱。此时，多路阀的阀芯封闭了动臂油缸的有杆腔和无杆腔，动臂油缸的有杆腔和无杆腔处于封闭状态，动臂油缸内的液体被封闭在封闭的空间内。由于运输过程中的颠簸作用，动臂油缸内油液会随着颠簸使油缸内部的压力发生剧烈的变化，压力的冲击会带动整机发生相应的振动、噪音，因此会带动整机发生前后晃动的现象。此惯性加速度会随着装载机速度加快而变大，惯性加速度也会因路面不平产生。

一般情况，在运输时，驾驶员为了舒适性和减少物料散落，会将车速降低运输物料，其缺点是工作效率太低，大大降低了长距离运输的效率，而且也不能保证物料在颠簸时散落少的现象。

为解决装载机长距离运输时，由于铲斗和物料的惯性加速度导致驾驶员的舒适性差和物料散落的问题，现有技术中是采用装载机用稳定模块系统：稳定模块的进油口分别连接动臂油缸的有杆腔和无杆腔，稳定模块的出口连接蓄能器。在长距离运输状态下，打开稳定模块的电磁阀开关，让稳定模块和动臂油缸内的大腔油液相通，当动臂油缸的有杆腔内的压力升高时，稳定模块中的蓄能器用来吸收多于的压力，稳定模块中的溢流阀保持动臂油缸内部的压力不会超过最高的设定值，从而保证动臂油缸不会随着颠簸，导致整机的前后晃动。但是目前对稳定模块的控制方案为：1、在整机铲入物料时，需要将稳定模块手动关闭。在需要稳定模块工作的运输状态时，需要手动打开稳定模块开关，在不需要工作时，手动关闭开关；缺点是无法实现自动控制，打开和关闭开关，会导致驾驶员精力分散，存在不安全隐患；2、在手动变速箱上设置的稳定模块，一般在变速箱一档时，稳定模块不起作用，在二档及以上才会起到作用，是因为：一般装载机在铲入物料时，大多数情况使用变速箱为一档时铲入物料，此时不能让稳定模块起作用(稳定模块如果在铲入物料时起作用，会影响动臂油缸的举升力，因为稳定模块的蓄能器只是吸收脉冲压力，会降低动臂的举升力，严重影响效率；其次，稳定模块用蓄能器的蓄能压力不会设置太高，影响寿命和可靠性)，其缺点是，在一些工况，驾驶员喜欢在变速箱二档铲入物料(二档铲入物料的效率更高)，如果手动打开稳定模块，则稳定模块介入其中，导致整机铲入物料无力的现象。如果设置为一档、二档稳定模块不起作用，那么，有些中短距离的运输工况，驾驶员用变速箱二档运输物料，则无法消除惯性加速度产生的晃动；而且在后续发展到自动变速箱或者无极变速的时候，因为没有档位的明确界定，则无法适用档位来控制稳定模块是否开启。

发明内容：

为了解决现有技术中稳定模块需要用档位控制、无法满足自动控制的缺点，本发明提供了一种区别于现有技术的装载机用稳定模块系统，其可以实现自动控制稳定模块是否开启，无需驾驶员操作，减少安全隐患。

为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

一种装载机用稳定模块系统，包括工作泵、多路阀、控制单元、先导阀和执行元件，所述工作泵分别与多路阀和先导阀连接，多路阀与执行元件连接，包括稳定模块、稳定模块蓄能器和压力开关，所述稳定模块分别与稳定模块蓄能器和执行元件连接，所述先导阀分别与压力开关和多路阀连接，所述控制单元分别与稳定模块和压力开关连接。

进一步地，所述装载机用稳定模块系统包括先导油源控制阀和先导蓄能器，所述先导油源控制阀分别与工作泵、先导蓄能器和先导阀连接。

进一步地，所述装载机用稳定模块系统包括电源开关，所述电源开关与控制单元连接。

进一步地，所述装载机用稳定模块系统还包括过滤器和回油过滤器，过滤器的进油口与先导油源控制阀连接，出油口与先导阀连接；回油过滤器的进油口与多路阀连接，出油口接回油管路。

进一步地，所述执行元件包括动臂油缸和转斗油缸，多路阀分别与动臂油缸和转斗油缸连接。

进一步地，所述压力开关设有四个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、可以实现自动控制稳定模块是否开启，无需驾驶员操作，减少安全隐患；

2、自动控制方式与档位不关联，可以满足任何档位的自动控制需求，无需特殊设定档位，满足所有用户的需求；

3、可以在自动变速箱或者无极变速箱上实现运用稳定模块的控制方式。

附图说明：

图1为本发明的原理简图；

图2为图1中G处的局部放大图；

图3为图1中K处的局部放大图。

图中：1、油箱；2、先导油源控制阀；3、先导蓄能器；4、过滤器；5、先导阀；6、稳定模块；7、稳定模块蓄能器；8、控制单元；9、电源开关；10、压力开关；11、多路阀；12、动臂油缸；13、转斗油缸；14、工作泵；15、回油过滤器；16、稳定模块主阀；17、动臂联阀；18、电磁阀；19、手动模块；20、安全阀。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1-3所示，一种装载机用稳定模块系统，包括油箱1、工作泵14、多路阀11、控制单元8、先导阀5和执行元件，所述工作泵14分别与油箱1、多路阀11和先导阀5连接，先导阀5的各个工作油口A1、B1、A2、B2分别向多路阀11的先导油口xA1、xB1、xA2、xB2发送压力信号；多路阀11与执行元件连接；装载机用稳定模块系统还包括稳定模块6、稳定模块蓄能器7和压力开关10，所述稳定模块6分别与稳定模块蓄能器7和执行元件连接，所述先导阀5分别与压力开关10和多路阀11连接，所述控制单元8分别与稳定模块6和压力开关10连接。

实施例2：

装载机用稳定模块系统包括先导油源控制阀2和先导蓄能器3，所述先导油源控制阀2分别与工作泵14、先导蓄能器3和先导阀5连接；所述装载机用稳定模块系统包括电源开关9，所述电源开关9与控制单元8连接；所述装载机用稳定模块系统还包括过滤器4和回油过滤器15，过滤器4的进油口与先导油源控制阀2连接，出油口与先导阀5连接；回油过滤器15的进油口与多路阀11连接，出油口与油箱1连接；所述执行元件包括动臂油缸12和转斗油缸13，多路阀11分别与动臂油缸12和转斗油缸13连接；所述压力开关10设有四个；稳定模块6包括稳定模块主阀16、电磁阀18、手动模块19和安全阀20，稳定模块主阀16分别与电磁阀18、手动模块19、安全阀20和稳定模块蓄能器7连接，安全阀20还与稳定模块蓄能器7连接。其他部分与实施例1相同。

稳定模块6的进油口A与两个动臂油缸12的无杆腔A3连接，进油口B与两个动臂油缸12的有杆腔B3连接，X1、X2口分别与稳定模块蓄能器7连接，(有些系统也可以只有一个稳定模块蓄能器7，即X1口或X2口连接稳定模块蓄能器7，另外一个油口封闭)，稳定模块6的T4口接油箱1；电磁阀18与控制单元8连接。

压力开关10的油口端连接先导阀5的出油口，四个压力开关10分别连接先导阀5的出油口A1、B1、A2、B2，压力开关10的线路端一端连接电源线，一端连接控制单元8的控制线路端；电源开关9的一端连接电源过来的电源线，一端连接控制单元8的进线。

本发明是取先导手柄的压力信号作为断开稳定模块6的控制开关，在先导手柄有压力信号时，压力开关10检测到压力信号，通过控制单元8的逻辑计算，断开稳定模块6中电磁阀18的电路的线路，使稳定模块6无法起到稳定系统的作用。

本发明的控制不与变速箱的档位关联，只与先导的动作关联；为了保证动臂油缸12的举升过程和转斗油缸13的收斗和卸料的过程不受到稳定模块6的影响(即防止稳定模块6在举升或者收斗过程中，产生动臂无力，收斗无力等情况)，本发明的控制过程为：

在装载机进行控制举升、下降、收斗、卸料时，稳定模块6不起作用；如果先导手柄在控制多路阀11时，则先导阀5的输出管路会有压力产生，例如需要动臂举升时，工作泵14中的右侧先导泵输出压力，经过先导油源控制阀2、过滤器4，到达先导阀5的进油口P，经过先导阀5右边下部的小阀芯，将压力输出到先导阀5的A2口，压力到达多路阀11的先导口xA2口，用来控制多路阀11的动臂联阀17的阀芯向左运动，动臂联阀17的右位接通工作，使多路阀11的主油路由工作泵14进入多路阀11的动臂油缸12的无杆腔，油液使动臂油缸12的活塞杆伸出，产生举升作用。所以，在控制动臂油缸12举升时，先导阀5的A2就会产生压力信号，此压力信号会控制压力开关10断开或者连通，通过控制单元8的逻辑计算，不会将电源接通到稳定模块6的电磁阀18上，从而使稳定模块6不起到作用。控制单元8的逻辑计算为或门的关系，即如果有任何一个压力开关10检测到压力信号，则控制单元8经过计算，不会连通电源线和稳定模块6中的电磁阀18，从而使稳定模块6失效，即不起作用。

本发明设置了驾驶员手动开关，即电源开关9，如果驾驶员在任何情况下均不想使用稳定模块6，可以将电源开关9关闭，则稳定模块6一直处于关闭状态；如果驾驶员想使用稳定模块6，可以打开电源开关9，然后经过系统的自动计算，稳定模块6在无先导动作时，对整个机器产生缓冲效果。

稳定模块6的工作原理如下：

当装载机处于运动过程中，稳定模块6的电磁阀18接通电源后，即稳定模块主阀16的阀芯中左右两端的先导压力相等，等于稳定模块蓄能器7的预先充气压力；此时，多路阀11的动臂联阀17左右两端先导xA2和xB2均没有压力，动臂联阀17的阀芯在左右两端弹簧的作用力下，使阀芯处于中位，此时，动臂油缸12的无杆腔油液和有杆腔油液均与多路阀11的进油断开，动臂油缸12的油液处于封闭状态。如果遇到使动臂油缸12的无杆腔A3的封闭腔产生压缩现象时(即无杆腔A3压力升高时)，则动臂油缸12的无杆腔A3通过稳定模块6的A口，向稳定模块蓄能器7冲压，保持动臂油缸12的原有压力；如果动臂油缸12的有杆腔B3产生压缩时，稳定模块6中的稳定模块主阀16的阀芯会被向左推动，将动臂油缸12的有杆腔B3和油箱1连通，释放动臂油缸12的有杆腔B3的压力。稳定模块6设置的安全阀20，保证动臂油缸12的最高压力，防止意外发生；稳定模块6设置的手动模块19，在遇到意外情况时，可以通过手动模块19将动臂油缸12手动放下，保证整机的安全性能。因此，稳定模块6可以减小惯性加速度产生，使驾驶员的舒适性大幅度提高，同时减少物料散落的情况。

其手动模块19可为二位二通手动换向阀。

本发明与变速箱的档位无关，可以适用于任何变速箱，保护自动档和无极变速的变速箱中，可以有效解决档位设置的问题。

Claims (5)

1.一种装载机用稳定模块系统，包括工作泵（14）、多路阀（11）、控制单元（8）、先导阀（5）和执行元件，所述工作泵（14）分别与多路阀（11）和先导阀（5）连接，多路阀（11）与执行元件连接，先导阀（5）的各个工作油口A1、B1、A2、B2分别向多路阀（11）的先导油口xA1、xB1、xA2、xB2发送压力信号；其特征在于：包括稳定模块（6）、稳定模块蓄能器（7）和压力开关（10），所述稳定模块（6）分别与稳定模块蓄能器（7）和执行元件连接，所述先导阀（5）分别与压力开关（10）和多路阀（11）连接，所述控制单元（8）分别与稳定模块（6）和压力开关（10）连接；稳定模块（6）包括稳定模块主阀（16）、电磁阀（18）、手动模块（19）和安全阀（20），稳定模块主阀（16）分别与电磁阀（18）、手动模块（19）、安全阀（20）和稳定模块蓄能器（7）连接，安全阀（20）还与稳定模块蓄能器（7）连接；稳定模块（6）的进油口A与两个动臂油缸（12）的无杆腔A3连接，进油口B与两个动臂油缸（12）的有杆腔B3连接，X1、X2口分别与稳定模块蓄能器（7）连接，稳定模块（6）的T4口接油箱（1）；电磁阀（18）与控制单元（8）连接；压力开关（10）的油口端连接先导阀（5）的出油口，四个压力开关（10）分别连接先导阀（5）的出油口A1、B1、A2、B2，压力开关（10）的线路端一端连接电源线，一端连接控制单元（8）的控制线路端；电源开关（9）的一端连接电源过来的电源线，一端连接控制单元（8）的进线；控制单元（8）的逻辑计算为或门的关系，即如果有任何一个压力开关（10）检测到压力信号，则控制单元（8）经过计算，不会连通电源线和稳定模块（6）中的电磁阀（18），从而使稳定模块（6）失效，即不起作用。

2.根据权利要求1所述的装载机用稳定模块系统，其特征在于：所述装载机用稳定模块系统包括先导油源控制阀（2）和先导蓄能器（3），所述先导油源控制阀（2）分别与工作泵（14）、先导蓄能器（3）和先导阀（5）连接。

3.根据权利要求2所述的装载机用稳定模块系统，其特征在于：所述装载机用稳定模块系统包括电源开关（9），所述电源开关（9）与控制单元（8）连接。

4.根据权利要求3所述的装载机用稳定模块系统，其特征在于：所述装载机用稳定模块系统还包括过滤器（4）和回油过滤器（15），过滤器（4）的进油口与先导油源控制阀（2）连接，出油口与先导阀（5）连接；回油过滤器（15）的进油口与多路阀（11）连接，出油口接回油管路。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的装载机用稳定模块系统，其特征在于：所述执行元件包括动臂油缸（12）和转斗油缸（13），多路阀（11）分别与动臂油缸（12）和转斗油缸（13）连接。