CN110513346B - 一种挖掘机液压控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种挖掘机液压控制系统及方法，涉及挖掘机液压控制技术领域，包括LUDV负载敏感阀、控制单元、预设数量的齿轮泵以及与齿轮泵一一对应的二位三通电控阀；所述二位三通电控阀的进油口与与之对应的齿轮泵的出油口连接，所述二位三通电控阀的两个出油口分别连接至LUDV负载敏感阀的进油口和系统回油油路，每个二位三通电控阀分别与控制单元连接，LUDV负载敏感阀的LS孔连接有压力传感器，所述压力传感器与控制单元连接，所述控制单元分三个阶段对二位三通电控阀进行控制，这种挖掘机液压控制系统及方法在不同压力下具有不同的流量从而解决了传统挖掘机液压控制系统和方法中溢流阀溢流而损失能量的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及挖掘机液压控制技术领域，尤其涉及一种挖掘机液压控制系统及方法。
背景技术：
采用齿轮泵液压系统的轮式挖掘机是当前国内厂商生产的主打型挖掘机，其构造是齿轮泵与三位六通开芯式阀配合构成定量系统的轮式挖掘机。然而，这种挖掘机的液压控制系统却存在着以下不足之处：一是能量损耗大，不节能，主要能量损失以溢流的形式损失了。二是效率比采用柱塞泵的液压系统效率低，导致经济性较差。
发明内容：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种挖掘机液压控制系统及方法，使用过程能量损耗小，效率较高。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种挖掘机液压控制系统，其特征是，包括LUDV负载敏感阀、控制单元、预设数量的齿轮泵以及与齿轮泵一一对应的二位三通电控阀；所述二位三通电控阀的进油口与与之对应的齿轮泵的出油口连接，所述二位三通电控阀的两个出油口分别连接至LUDV负载敏感阀的进油口和系统回油油路，每个二位三通电控阀分别与控制单元连接，LUDV负载敏感阀的LS孔连接有压力传感器，所述压力传感器与控制单元连接，所述控制单元分三个阶段对二位三通电控阀进行控制：
阶段Ⅰ，液压系统工作初始至压力传感器检测压力达到系统起跳压力前，控制单元控制所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路开通，连接系统回油油路的油路关闭；
阶段Ⅱ，压力传感器检测压力达到起跳压力后至达到系统最大压力前，控制单元控制单个二位三通电控阀或部分二位三通电控阀组合开通连接LUDV负载敏感阀的油路以适配当前压力传感器检测压力；
阶段Ⅲ，液压系统压力达到系统最大压力后，控制单元控制液压系统中所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路关闭，连接系统回油油路的油路开通。
在本发明的另一个方面中，所述控制单元为电控板。
在本发明的另一个方面中，所述齿轮泵包括齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E，所述二位三通电控阀包括分别与齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E一一对应的二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E，阶段Ⅱ中的二位三通电控阀的工作方式包括：
仅二位三通电控阀A连接LUDV负载敏感阀的油路开通；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通。
在本发明的另一个方面中，所述齿轮泵A的排量为45ml/r，齿轮泵B的排量为20ml/r，齿轮泵C的排量为10ml/r，齿轮泵D的排量为8ml/r，齿轮泵E的排量为5ml/r。
一种挖掘机液压控制方法，其特征是，在液压系统中设置LUDV负载敏感阀、控制单元、预设数量的齿轮泵以及与齿轮泵一一对应的二位三通电控阀；所述二位三通电控阀的进油口与与之对应的齿轮泵的出油口连接，所述二位三通电控阀的两个出油口分别连接至LUDV负载敏感阀的进油口和系统回油油路，每个二位三通电控阀分别与控制单元连接，LUDV负载敏感阀的LS孔连接有压力传感器，所述压力传感器与控制单元连接，所述控制单元分三个阶段对二位三通电控阀进行控制：
阶段Ⅰ，液压系统工作初始至压力传感器检测压力达到系统起跳压力前，控制单元控制所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路开通，连接系统回油油路的油路关闭；
阶段Ⅱ，压力传感器检测压力达到起跳压力后至达到系统最大压力前，控制单元控制单个二位三通电控阀或部分二位三通电控阀组合开通连接LUDV负载敏感阀的油路以适配当前压力传感器检测压力；
阶段Ⅲ，液压系统压力达到系统最大压力后，控制单元控制液压系统中所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路关闭，连接系统回油油路的油路开通。
本发明的有益效果是：这种挖掘机液压控制系统及方法在不同压力下具有不同的流量从而解决了传统挖掘机液压控制系统和方法中溢流阀溢流而损失能量的问题。
附图说明：
图1为本发明实施例1和实施例2中各元件连接结构示意图。
图2为本发明实施例1和实施例2工作过程压力、流量变化示意图。
附图中：1、LUDV负载敏感阀，2、油冷器，3、压力传感器，4、控制单元，5、齿轮泵A，6、齿轮泵B，7、齿轮泵C，8、液压油箱，9、齿轮泵D，10、齿轮泵E，11、二位三通电控阀E，12、阶段Ⅰ，13、阶段Ⅱ，14、阶段Ⅲ。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明的实施方式做进一步说明：
在对本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种挖掘机液压控制系统，包括LUDV负载敏感阀1、控制单元4、液压油箱8、预设数量的齿轮泵以及与齿轮泵一一对应的二位三通电控阀；所述二位三通电控阀的进油口与与之对应的齿轮泵的出油口连接，所述二位三通电控阀的两个出油口分别连接至LUDV负载敏感阀的进油口和系统回油油路(即连通至液压油箱)，每个二位三通电控阀分别与控制单元连接，LUDV负载敏感阀的LS孔连接有压力传感器3，所述压力传感器3与控制单元4连接，所述控制单元4分三个阶段对二位三通电控阀进行控制：
阶段Ⅰ，液压系统工作初始至压力传感器检测压力达到系统起跳压力前，控制单元控制所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路开通，连接系统回油油路的油路关闭；进入LUDV负载敏感阀的油液流量达到最大值。
阶段Ⅱ，压力传感器检测压力达到起跳压力后至达到系统最大压力前，控制单元控制单个二位三通电控阀或部分二位三通电控阀组合开通连接LUDV负载敏感阀的油路以适配当前压力传感器检测压力；阶段Ⅱ中单个或不同二位三通电控阀进入LUDV负载敏感阀的流量进行组合来满足不同的压力，使系统保持恒功率的状态。
阶段Ⅲ，液压系统压力达到系统最大压力后，控制单元控制液压系统中所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路关闭，连接系统回油油路的油路开通。阶段Ⅲ中所有流经二位三通电控阀的油液均流回液压油箱。
所述控制单元为电控板，本实施例中采用济宁智能工程机械有限公司生产的型号为LDZ10503017的电控板。
所述齿轮泵包括齿轮泵A5、齿轮泵B6、齿轮泵C7、齿轮泵D9以及齿轮泵E10，所述二位三通电控阀包括分别与齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E一一对应的二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E11，阶段Ⅱ中的二位三通电控阀的工作方式包括：
仅二位三通电控阀A连接LUDV负载敏感阀的油路开通；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通。
所述齿轮泵A的排量为45ml/r，齿轮泵B的排量为20ml/r，齿轮泵C的排量为10ml/r，齿轮泵D的排量为8ml/r，齿轮泵E的排量为5ml/r。
具体工作原理：
刚开始工作时，五个齿轮泵输出的油液同时进入LUDV负载敏感阀，工作系统处于第一阶段，流量达到最大值。当工作系统中达到起跳压力，工作系统处于第二阶段，即恒功率阶段，随着压力的升高，通过压力传感器和电控板来控制五个二位三通电控阀，使五个齿轮泵的流量进行组合来满足不同的压力，使系统保持恒功率的状态。当压力为16号位置时,齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E输出的油液同时流入LUDV负载敏感阀，此时压力最小，流量最大；当压力到达15号位置时，LUDV负载敏感阀的LS孔感应系统的压力，压力大小经液压软管传到压力传感器，然后压力传感器传到电控板，电控板通过线路控制二位三通电控阀使齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C以及齿轮泵D输出的油液进入LUDV负载敏感阀，工作系统中的流量也随之减少，齿轮泵E输出的油液直接流回油箱；当压力到达14号位置时齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵E输出的油液进入LUDV负载敏感阀，使工作系统的流量维持为恒功率所需要的流量；依次类推；当压力到达1号位置时只有齿轮泵A的油液进入LUDV负载敏感阀。当工作系统的压力达到最大压力时，工作系统处于第三阶段，五个齿轮泵输出的油液全部流回油箱。
图2中，X轴为压力，Y轴为进入LUDV负载敏感阀的油液流量，阶段Ⅰ为恒流量阶段，Q保持不变；阶段Ⅱ为恒功率阶段，N保持不变；阶段Ⅲ为恒压力阶段，P保持不变。X轴下方的数字1-16代指压力值在X轴上所处的位置编号，图2中曲线公式N＝Q*P(其中N为功率，Q为流量，P为压力)。图2中位置编号1-16所对应的压力值与输出油液进入LUDV负载敏感阀的齿轮泵的组合关系如下表所示：
LUDV负载敏感阀的作用是能做到载荷与阀的开启无关。微控性好，精确响应驾驶员的指令；阀后补偿负载传感系统；可实现独立于负载压力流量的流量比例分配，无需驾驶员修正；阀芯开启特性曲线精准，低流量通流性能更加稳定了。
这种挖掘机液压控制系统解决了传统齿轮泵液压系统的轮式挖掘机能量损耗大，不节能、主要能量损失以溢流的形式损失的问题，效率较高、经济性好。传统的齿轮泵轮式挖掘机在低压和高压时都有一样的流量，势必会造成高压时，多余的流量只能靠溢流阀流出，造成能量损失，现有的齿轮泵液压系统与外界负载有关造成效率低下。本发明是由多个齿轮泵与LUDV负载敏感阀构成液压系统。多个齿轮泵与电控板构成源动机。能够满足不同的压力下具有不同的流量，而负载敏感阀能够实现与负载无关，达到高效能。
实施例2
一种挖掘机液压控制方法，在液压系统中设置LUDV负载敏感阀、控制单元、预设数量的齿轮泵以及与齿轮泵一一对应的二位三通电控阀；所述二位三通电控阀的进油口与与之对应的齿轮泵的出油口连接，所述二位三通电控阀的两个出油口分别连接至LUDV负载敏感阀的进油口和系统回油油路，每个二位三通电控阀分别与控制单元连接，LUDV负载敏感阀的LS孔连接有压力传感器，所述压力传感器与控制单元连接，所述控制单元分三个阶段对二位三通电控阀进行控制：
阶段Ⅰ，液压系统工作初始至压力传感器检测压力达到系统起跳压力前，控制单元控制所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路开通，连接系统回油油路的油路关闭；进入LUDV负载敏感阀的油液流量达到最大值。
阶段Ⅱ，压力传感器检测压力达到起跳压力后至达到系统最大压力前，控制单元控制单个二位三通电控阀或部分二位三通电控阀组合开通连接LUDV负载敏感阀的油路以适配当前压力传感器检测压力；阶段Ⅱ中单个或不同二位三通电控阀进入LUDV负载敏感阀的流量进行组合来满足不同的压力，使系统保持恒功率的状态。
阶段Ⅲ，液压系统压力达到系统最大压力后，控制单元控制液压系统中所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路关闭，连接系统回油油路的油路开通。阶段Ⅲ中所有流经二位三通电控阀的油液均流回液压油箱。
所述控制单元为电控板，本实施例中采用济宁智能工程机械有限公司生产的型号为LDZ10503017的电控板。
所述齿轮泵包括齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E，所述二位三通电控阀包括分别与齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E一一对应的二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E，阶段Ⅱ中的二位三通电控阀的工作方式包括：
仅二位三通电控阀A连接LUDV负载敏感阀的油路开通；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通。
所述齿轮泵A的排量为45ml/r，齿轮泵B的排量为20ml/r，齿轮泵C的排量为10ml/r，齿轮泵D的排量为8ml/r，齿轮泵E的排量为5ml/r。
具体工作原理：
刚开始工作时，五个齿轮泵输出的油液同时进入LUDV负载敏感阀，工作系统处于第一阶段，流量达到最大值。当工作系统中达到起跳压力，工作系统处于第二阶段，即恒功率阶段，随着压力的升高，通过压力传感器和电控板来控制五个二位三通电控阀，使五个齿轮泵的流量进行组合来满足不同的压力，使系统保持恒功率的状态。当压力为16号位置时,齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E输出的油液同时流入LUDV负载敏感阀，此时压力最小，流量最大；当压力到达15号位置时，LUDV负载敏感阀的LS孔感应系统的压力，压力大小经液压软管传到压力传感器，然后压力传感器传到电控板，电控板通过线路控制二位三通电控阀使齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C以及齿轮泵D输出的油液进入LUDV负载敏感阀，工作系统中的流量也随之减少，齿轮泵E输出的油液直接流回油箱；当压力到达14号位置时齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵E输出的油液进入LUDV负载敏感阀，使工作系统的流量维持为恒功率所需要的流量；依次类推；当压力到达1号位置时只有齿轮泵A的油液进入LUDV负载敏感阀。当工作系统的压力达到最大压力时，工作系统处于第三阶段，五个齿轮泵输出的油液全部流回油箱。
图2中，X轴为压力，Y轴为进入LUDV负载敏感阀的油液流量，阶段Ⅰ为恒流量阶段，Q保持不变；阶段Ⅱ为恒功率阶段，N保持不变；阶段Ⅲ为恒压力阶段，P保持不变。X轴下方的数字1-16代指压力值在X轴上所处的位置编号，图2中曲线公式N＝Q*P(其中N为功率，Q为流量，P为压力)。图2中位置编号1-16所对应的压力值与输出油液进入LUDV负载敏感阀的齿轮泵的组合关系如下表所示：
LUDV负载敏感阀的作用是能做到载荷与阀的开启无关。微控性好，精确响应驾驶员的指令；阀后补偿负载传感系统；可实现独立于负载压力流量的流量比例分配，无需驾驶员修正；阀芯开启特性曲线精准，低流量通流性能更加稳定了。
这种挖掘机液压控制方法解决了传统齿轮泵液压系统的轮式挖掘机能量损耗大，不节能、主要能量损失以溢流的形式损失的问题，效率较高、经济性好。传统的齿轮泵轮式挖掘机在低压和高压时都有一样的流量，势必会造成高压时，多余的流量只能靠溢流阀流出，造成能量损失，现有的齿轮泵液压系统与外界负载有关造成效率低下。本发明是由多个齿轮泵与LUDV负载敏感阀构成液压系统。多个齿轮泵与电控板构成源动机。能够满足不同的压力下具有不同的流量，而负载敏感阀能够实现与负载无关，达到高效能。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种挖掘机液压控制系统，其特征是，包括LUDV负载敏感阀、控制单元、预设数量的齿轮泵以及与齿轮泵一一对应的二位三通电控阀，所述齿轮泵包括齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E；所述二位三通电控阀的进油口与与之对应的齿轮泵的出油口连接，所述二位三通电控阀的两个出油口分别连接至LUDV负载敏感阀的进油口和系统回油油路，每个二位三通电控阀分别与控制单元连接，LUDV负载敏感阀的LS孔连接有压力传感器，所述压力传感器与控制单元连接，所述控制单元其分三个阶段对二位三通电控阀进行控制：
阶段Ⅰ，液压系统工作初始至压力传感器检测压力达到系统起跳压力前，控制单元控制所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路开通，连接系统回油油路的油路关闭；
阶段Ⅱ，压力传感器检测压力达到起跳压力后至达到系统最大压力前，控制单元控制单个二位三通电控阀或部分二位三通电控阀组合开通连接LUDV负载敏感阀的油路以适配当前压力传感器检测压力；
阶段Ⅲ，液压系统压力达到系统最大压力后，控制单元控制液压系统中所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路关闭，连接系统回油油路的油路开通。
2.根据权利要求1所述的一种挖掘机液压控制系统，其特征在于，所述控制单元为电控板。
3.根据权利要求1所述的一种挖掘机液压控制系统，其特征在于，所述二位三通电控阀包括分别与齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E一一对应的二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E，阶段Ⅱ中的二位三通电控阀的工作方式包括：
仅二位三通电控阀A连接LUDV负载敏感阀的油路开通；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B以及二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D、二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀C连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C以及二位三通电控阀D连接LUDV负载敏感阀的油路开通，二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路关闭；
二位三通电控阀A、二位三通电控阀B、二位三通电控阀C、二位三通电控阀D以及二位三通电控阀E连接LUDV负载敏感阀的油路开通。
4.根据权利要求3所述的一种挖掘机液压控制系统，其特征在于，所述齿轮泵A的排量为45ml/r，齿轮泵B的排量为20ml/r，齿轮泵C的排量为10ml/r，齿轮泵D的排量为8ml/r，齿轮泵E的排量为5ml/r。
5.一种挖掘机液压控制方法，其特征是，在液压系统中设置LUDV负载敏感阀、控制单元、预设数量的齿轮泵以及与齿轮泵一一对应的二位三通电控阀，所述齿轮泵包括齿轮泵A、齿轮泵B、齿轮泵C、齿轮泵D以及齿轮泵E；所述二位三通电控阀的进油口与与之对应的齿轮泵的出油口连接，所述二位三通电控阀的两个出油口分别连接至LUDV负载敏感阀的进油口和系统回油油路，每个二位三通电控阀分别与控制单元连接，LUDV负载敏感阀的LS孔连接有压力传感器，所述压力传感器与控制单元连接，所述控制单元其分三个阶段对二位三通电控阀进行控制：
阶段Ⅰ，液压系统工作初始至压力传感器检测压力达到系统起跳压力前，控制单元控制所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路开通，连接系统回油油路的油路关闭；
阶段Ⅱ，压力传感器检测压力达到起跳压力后至达到系统最大压力前，控制单元控制单个二位三通电控阀或部分二位三通电控阀组合开通连接LUDV负载敏感阀的油路以适配当前压力传感器检测压力；
阶段Ⅲ，液压系统压力达到系统最大压力后，控制单元控制液压系统中所有二位三通电控阀连接LUDV负载敏感阀的油路关闭，连接系统回油油路的油路开通。
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Denomination of invention: A hydraulic control system and method for excavators Effective date of registration: 20230609 Granted publication date: 20210511 Pledgee: Shandong Jiaxiang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Jining Haitui Heavy Industry Machinery Co.,Ltd. Registration number: Y2023980043059 |
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