CN110541854A - 一种作业机械的液压控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液压控制领域,具体涉及一种作业机械的液压控制装置。一种作业机械的液压控制装置,包括:至少一个液压泵,喷出工作油;至少一个液压致动器,通过来自所述至少一个液压泵的工作油的供应而工作;至少一个控制阀,针对各液压致动器而设置,对从所述液压泵向对应的液压致动器的工作油的供应进行操作,以分别控制各液压制动器的动作;至少一条卸油油路,针对各液压泵而设置,各液压泵泵出的工作油可直接经所述卸油油路回油,各所述卸油油路上设置有卸油阀,所述卸油阀控制所在卸油油路的通断和油通量。解决了现有技术中存在的采用旁路节流进行调速控制,系统油路复杂,系统响应慢的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及液压控制领域,具体涉及一种作业机械的液压控制装置。
背景技术
当前工程机械中,挖掘机的使用得到极大的推广与应用,其油耗、工作效率和操作便捷性是各主机制造公司、研发机构和客户的主要关注对象。挖掘机的工作装置由动臂、斗杆、铲斗及包含动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸在内的工作装置液压管路等主要部分组成,斗杆作为挖掘机的工作装置的重要组件,其液压系统的合理设置对挖掘机的工作性能具有重大意义。
现有的挖掘机的液压系统具有如下问题:1、采用三位六通的结构,采用旁路节流进行调速控制,阀、泵和控制装置一起构成正流量或负流量的控制系统。此系统油路复杂,系统响应较慢。2、为提高作业效率,一般是动臂阀芯内部再生,动臂大腔再生到动臂小腔,但是利用率较低。3、铲斗或备用合流采用的旁通切断阀,通过两个单向阀,进行合流,以提高作业效率,但是增加了油路复杂性,多了两个阀芯。4、斗杆再生是阀芯内部再生,通过阀芯内部的单向阀进行再生,再生切断通过插装的再生切断阀进行切断。增加了阀芯的加工难度,再生切断的压力不能调节。
发明内容
为了解决现有技术中存在的采用旁路节流进行调速控制,系统油路复杂,系统响应慢的技术问题,本发明提出一种作业机械的液压控制装置,解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下:
一种作业机械的液压控制装置,包括:至少一个液压泵,喷出工作油;至少一个液压致动器,通过来自所述至少一个液压泵的工作油的供应而工作;至少一个控制阀,针对各液压致动器而设置,对从所述液压泵向对应的液压致动器的工作油的供应进行操作,以分别控制各液压制动器的动作;至少一条卸油油路,针对各液压泵而设置,各液压泵泵出的工作油可直接经所述卸油油路回油,各所述卸油油路上设置有卸油阀,所述卸油阀控制所在卸油油路的通断和油通量。
通过对应液压泵设置的卸油油路,各液压泵泵出的工作油可经卸油油路直接回到回油箱,卸油油路上设置有可控制卸油油路的通断和油通量的卸油阀,可通过调节卸油油路上的油通量进而调节各液压泵为作业机械的行走及上车供油的供油量。如无需对作业机械供油,可使各液压泵泵出的工作油直接经卸油油路回油。起到调速作用,并简化了系统油路,系统响应快。
进一步地,所述至少一个液压致动器包括行走致动器组和上车致动器组,所述至少一个控制阀包括行走控制阀组和上车控制阀组,所述液压泵为两个,所述行走控制阀组控制两个所述液压泵为所述行走致动器组供油,所述上车控制阀组控制两个液压泵为所述上车致动器组供油。
进一步地,所述行走控制阀组包括直线行走阀和两个行走阀,所述两个行走阀分别控制左行走和右行走,两个液压泵在所述直线行走阀的控制下为所述行走阀和所述上车致动器组供油;还包括分流油路,经过所述直线行走阀供给所述上车致动器组的工作油至少部分经过所述分流油路流至至少一个所述行走阀,所述分流油路上设置有单向节流阀。
进一步地,两个液压泵为液压泵ⅠP1和液压泵ⅡP2,所述液压泵Ⅰ泵出的部分工作油直接供给所述上车致动器组,所述液压泵Ⅱ泵出的部分工作油直接供给右行走阀,所述直线行走阀包括压力油口p1、压力油口p2、两个工作油口a、b,所述压力油口p1与液压泵ⅠP1连通,所述压力油口p2与液压泵ⅡP2连通,所述工作油口a与左行走阀连通,所述工作油口b与上车供油油路连通,经过所述直线行走阀供给所述上车致动器组的工作油至少部分经过所述分流油路供给所述右行走阀,两个所述液压泵在所述直线行走阀的控制下可分别实现分流和合流为所述行走阀和所述上车致动器组供油。
进一步地,所述上车致动器组包括第一致动器,所述第一致动器通过来自至少一个液压泵喷出的工作油的供应而工作,所述第一致动器驱动第一工作装置运动;还包括补油油路,所述补油油路上设置有开闭阀,第一工作装置下降过程中,总回油油路上的液压油经所述补油油路补充至所述第一致动器的呈负压的腔体内。
进一步地,所述上车供油油路为两条,分别为第一上车供油油路和第二上车供油油路,所述液压泵Ⅰ直接与所述第一上车供油油路连通,所述工作油口b与所述第二上车供油油路连通,所述第一上车供油油路在控制阀Ⅰ的控制下分别为所述第一致动器的两个腔体供油,第一工作装置提升过程中,两条上车供油油路上的压力油可合流为所述第一致动器供油;所述控制阀Ⅰ包括压力油口p3、回油口t1和两个工作油口c、d,所述压力油口p3与所述第一上车供油油路连通,所述回油口t1与总回油油路连通,两个工作油口c、d分别与所述第一致动器的两个腔体连通,所述控制阀Ⅰ具有两个工作位,当所述控制阀Ⅰ位于两个工作位时,所述控制阀Ⅰ控制压力油口p3与两个腔体中的一个腔体连通,另一个腔体回油;所述控制阀Ⅰ还具有中位,当所述控制阀Ⅰ位于中位时,所述控制阀Ⅰ上所有油口均断开;和/或,所述第一上车供油油路通过供油油路Ⅰ与所述控制阀Ⅰ连通,所述供油油路Ⅰ上设置有控制阀Ⅱ,所述控制阀Ⅱ控制供油油路Ⅰ的通断。
进一步地,还包括第一再生油路,第一工作装置下降时,所述第一再生油路用于将所述第一致动器泄出的工作油作为再生油送到所述上车供油油路,所述第一再生油路上设置有第一再生阀组。
进一步地,还包括回油油路,所述回油油路与所述第一再生油路并联设置,第一工作装置下降时,所述回油油路用于将所述第一致动器的泄出的工作油返回至总回油油路,所述回油油路上设置有回油阀。
进一步地,所述上车致动器组包括第二致动器,所述第二致动器通过来自至少一个液压泵喷出的工作油的供应而工作,所述第二致动器驱动第二工作装置运动;还包括第二再生油路和再生切断油路,所述第二再生油路用于将返回油作为再生油送到所述第二致动器的呈负压的腔体内,所述返回油是从所述第二致动器泄出的工作油,所述第二再生油路上设置有第二再生阀组,所述第二再生阀组控制所述第二再生油路的通断和流通方向;所述再生切断油路将再生油送到其它目的地,所述再生切断油路上设置有再生切断阀。
进一步地,所述上车供油油路为两条,分别为第一上车供油油路和第二上车供油油路,所述液压泵ⅠP1直接与所述第一上车供油油路连通,所述工作油口b与所述第二上车供油油路连通,两条所述上车供油油路分别通过两个控制阀可合流为所述第二致动器的两个腔体供油,当所述第二工作装置内收时,两条所述上车供油油路合流为所述第二致动器的一个腔体供油,所述第二致动器的另一个腔体泄出的再生油经所述第二再生油路再生或经再生切断油路被送达其它目的地。
进一步地,所述第二再生油路上还设置有控制阀Ⅶ,所述再生切断油路与所述第二再生阀组和控制阀Ⅶ之间的第二再生油路连通,所述控制阀Ⅶ用于在第二工作装置内收时,控制再生油进入所述第二致动器的呈负压的腔体内;或者在第二工作装置外摆时,从所述第二致动器泄油至所述再生切断油路;
或者,所述再生切断油路与所述第二致动器的泄出再生油的腔体连通;
或者,两条所述上车供油油路对应的两个控制阀中的一个控制阀上增设再生切断油口g,所述再生切断油口g与所述再生切断油路连通,当所述第二工作装置内收时,两条所述上车供油油路经在两个控制阀的控制下合流为所述第二致动器的一个腔体供油,所述第二致动器的另一个腔体泄出的再生油经所述第二再生油路(67)再生或经增设再生切断油口g的控制阀和再生切断油路(68)被送达其它目的地。
基于上述技术方案,本发明所能实现的技术效果为:
1.本发明的作业机械的液压控制装置,通过对应液压泵设置的卸油油路,各液压泵泵出的工作油可经卸油油路直接回到回油箱,卸油油路上设置有可控制卸油油路的通断和油通量的卸油阀,可通过调节卸油油路上的油通量进而调节各液压泵为作业机械的行走及上车供油的供油量。如无需对作业机械供油,可使各液压泵泵出的工作油直接经卸油油路回油。起到调速作用,并简化了系统油路,降低重量,系统响应快,稳定性高;此外,采用阀前卸荷,降低压损;
2.本发明的作业机械的液压控制装置,通过对直线行走阀的设置,既能实现两个液压泵的单独控制,又能实现两个液压泵的合流控制,既能够提高整体运行的效率,又不会在行走单动作时对上车动作产生影响;同时通过单向节流阀的设置,还具有行走优先的功能;通过将单向节流阀设置在直线行走阀的外部,能够便于调节和拆换,使得整体结构更加灵活可变;同时使得直线行走阀的阀芯实心化布置,能够便于加工和降低成本;
3.本发明的作业机械的液压控制装置,在第一工作装置下降过程中,第一致动器的一个腔形成负压,通过设置补油油路连通回油箱和呈负压的腔,回油箱内液压油可在负压作用下被吸附至第一致动器的呈负压的腔内,防止呈负压的腔吸空。此外,无需使再生液压油进入到呈负压的腔,则无需限制再生液压油的再生流量,再生液压油可用于其它部件的运转,提升作业机械效率和降低油耗,再生液压油利用率高;补油油路上设置开闭阀,开闭阀为单向阀,可实现对补油油路的控制,使第一工作装置下降过程中,回油箱内的液压油可单向补充至呈负压的腔内;
4.本发明的作业机械的液压控制装置,在第一工作装置提升过程中,两条上车供油油路上的压力油可合流为第一致动器供油,工作装置提升响应速度快;在工作装置下降过程中,第一致动器泄出的工作油可经第一再生油路为其他油路供油;如无需再生供油,第一致动器泄出的工作油可经回油油路回油;在第一工作装置撑地的过程中,仅一条上车供油油路为第一致动器供油,可克服第一致动器的再生压力及负载力,提高第一致动器的撑车压力;
5.本发明的作业机械的液压控制装置,通过设置回油油路,回油油路上设置有回油阀,第一致动器泄出的工作油可部分经第一再生油路进行再生使用,部分经回油油路回油,进一步地,可通过控制回油阀阀芯的滑动来控制回油油路上的回油油量,进而控制第一工作装置下降过程中的下降速度;此外,还可以通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ配合来控制第一工作装置下降的速度,通过设置控制阀Ⅰ位于右位,控制阀Ⅱ关闭,第一致动器泄出的工作油可部分经第一再生油路进行再生使用,部分经控制阀Ⅰ回油,通过控制控制阀Ⅰ的阀芯的滑动来控制经过控制阀Ⅰ的回油量可实现控制第一工作装置下降的速度,即可以不设置回油油路及其上的回油阀或者关闭回油阀,通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ配合来控制第一工作装置下降过程中的下降速度,两种控制第一工作装置的下降速度的方法可根据情况同时使用或择一使用。通过控制第一工作装置下降过程中的下降速度,则一方面可控制第一工作装置下降过程的工作状态,响应速度快;另一方面,如再生油再生给第一致动器的呈负压的腔体使用,则仅部分再生油会供给到呈负压的腔体内,也不会造成其呈负压的腔体内压力过大,不会影响第一致动器的工作状况;
6.本发明的作业机械的液压控制装置,通过设置第二再生油路及再生切断油路,第二再生油路上设置第二再生阀组,再生切断油路上设置再生切断阀,第二致动器泄出的再生油通过第二再生油路流通至第二致动器的呈负压的腔体内,实现再生利用,第二再生阀组控制第二再生油路的工作状况;当第二致动器无需再生油时,再生油可经再生切断油路至其它目的地。相较于现有技术,第二再生阀组和再生切断阀单独设置并控制相应油路,无需集成在泵送控制阀上,简化了再生及再生切断控制,降低压力,响应性好;
7.本发明的作业机械的液压控制装置,第二上车液压单元可用于驱动挖掘机上的斗杆工作。对第二再生油路和再生切断油路有多种设置方式,以其中一种设置方式为例,在第二再生油路上设置控制阀Ⅶ,再生切断油路与第二再生阀组和控制阀Ⅶ之间的第二再生油路连通,进一步设置控制阀Ⅶ为逻辑阀,当再生油经第二再生油路再生利用时,逻辑阀的阀芯在再生油的作用下滑动打开,使再生油可流通至第二致动器的呈负压的腔体内;当斗杆外摆时,可控制逻辑阀和再生切断阀打开,使第二致动器的泄油经过逻辑阀和再生切断油路流通至其它目的地。具体地,在斗杆内收的前期阶段,第二再生阀组打开,再生切断阀关闭,第二致动器的再生油经第二再生阀组流通至逻辑阀,并推动逻辑阀的阀芯滑动打开,再生油与两条上车供油油路的压力油合流供给呈负压的腔体,实现再生合流,加快内收;在斗杆内收的后期阶段,即当斗杆内收到与地面垂直时,第二再生阀组打开,再生切断阀打开,第二致动器的再生油经第二再生阀组后通过再生切断油路被输送至其它目的地,实现合流切断,提高挖掘力,在这一阶段中,当第二致动器的再生油流至的腔体的压力达到一定值时,可控制再生切断阀连通再生切断油路,再生油经再生切断阀流通至其它目的地,提高再生的响应性和控制的精确性;在斗杆外摆阶段,两条上车供油油路的压力油合流为第二致动器供油,第二致动器的泄油可以经过逻辑阀和再生切断油路被输送至其它目的地,这样增加了油路面积,降低了外摆回油压损,在此阶段中可进一步设定逻辑阀的开启压力及控制关系,可实现斗杆外摆的无吸空控制,提高斗杆动作的操纵性和可靠性;除此之外,第二再生油路和再生切断油路并联,可设置再生切断油路上的再生切断阀为可调节为任意开度的阀,如此在再生合流过程中,可通过控制再生切断阀的开度使部分再生油经再生切断油路回油,来控制再生油的油通量。上述调节过程仅通过调节再生切断油路的油通量即可控制再生油的油通量,调节过程简单可控;
8.本发明的作业机械的液压控制装置,可用于挖掘机,第一致动器可用于驱动挖掘机的动臂工作,第二致动器可用于驱动挖掘机的斗杆工作,还可通过直线行走阀使两个液压泵合流供上车,来实现对铲斗和备用的合流控制,简化油路,可控性强。
附图说明
图1为本发明的作业机械的液压控制装置的整体原理图;
图2为行走的液压控制系统的系统图;
图3为第一上车液压单元的液压系统图;
图4为第二上车液压单元的液压系统图;
图5为第二上车液压单元的另一实施方式的液压系统图;
图6为第二上车液压单元的另一实施方式的液压系统图;
图7为其它上车工作装置的液压控制系统的系统图;
图中:1-卸油油路;11-第一卸油油路;111-第一卸油阀;12-第二卸油油路;121-第二卸油阀;2-上车供油油路;21-第一上车供油油路;22-第二上车供油油路;3-总回油油路;4-行走液压单元;41-直线行走阀;42-行走阀;421-左行走阀;422-右行走阀;43-分流油路;431-单向节流阀;44-左行走工作油路;45-右行走工作油路;5-第一上车液压单元;51-供油油路Ⅰ;511-控制阀Ⅱ;52-供油油路Ⅱ;521-第二单向阀;522-控制阀Ⅳ;53-控制阀Ⅰ;54-补油油路;541-开闭阀;55-工作油路Ⅰ;56-控制阀组;561-控制阀Ⅲ;562-第一单向阀;563-连通油路;57-第一再生油路;571-第一再生阀;572-第三单向阀;58-回油油路;581-回油阀;6-第二上车液压单元;61-供油油路Ⅲ;611-第四单向阀;62-供油油路Ⅳ;621-第五单向阀;63-控制阀Ⅴ;64-控制阀Ⅵ;65-工作油路Ⅱ;66-工作油路Ⅲ;661-控制阀Ⅷ;67-第二再生油路;671-第二再生阀组;6711-第二再生阀;6712-第六单向阀;672-控制阀Ⅶ;68-再生切断油路;681-再生切断阀;7-第三上车液压单元;71-控制阀Ⅸ;8-第四上车液压单元;81-控制阀Ⅹ;9-第五上车液压单元;91-控制阀Ⅺ。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1-7所示,本实施例提出一种作业机械的液压控制装置,用于控制作业机械的行走和动作。液压控制装置包括至少一个液压泵和至少一个液压单元,至少一个液压泵用于喷出工作油,至少一个液压单元通过来自至少一个液压泵的工作油的供应而工作。本实施例中,液压泵为两个,分别为液压泵ⅠP1和液压泵ⅡP2。
进一步地,为了方便整个液压控制装置进行调速,液压控制装置前置有卸油油路1,卸油油路1包括两条,针对两个液压泵设置,分别为第一卸油油路11和第二卸油油路12,第一卸油油路11与液压泵ⅠP1连通,液压泵ⅠP1泵出的工作油可经第一卸油油路11流通至总回油油路3,进而回到回油箱;第二卸油油路12与液压泵ⅡP2连通,液压泵ⅡP2泵出的工作油可经第二卸油油路12流至总回油油路3,进而回到回油箱。第一卸油油路11上设置有第一卸油阀111,第二卸油油路12上设置有第二卸油阀121,两个卸油阀分别控制所在卸油油路的通断和油通量。具体地,第一卸油阀111和第二卸油阀121结构相同,均为三位二通阀,以第一卸油阀111为例,当第一卸油阀111位于第一位时,第一卸油油路11断开;当第一卸油阀111位于第二位时,第一卸油油路11节流连通;当第一卸油阀111位于第三位时,第一卸油油路11连通。优选地,第一卸油阀111和第二卸油阀121均可为电控、液控、电液控或其它伺服电机控制的液控阀。
液压单元为多个,包括行走液压单元4和上车液压单元,行走液压单元4通过来自两个液压泵供应的工作油来控制作业机械的行走。行走液压单元4包括行走控制阀组和行走致动器组,行走控制阀组控制两个液压泵为行走致动器组供油,行走控制阀组包括直线行走阀41和行走阀42,行走阀42为两个,分别为左行走阀421和右行走阀422,左行走阀421控制作业机械的左行走,右行走阀422控制作业机械的右行走。液压泵ⅠP1泵出的部分工作油直接供给上车液压单元的上车致动器组,液压泵ⅡP2泵出的部分工作油直接供给右行走阀422,此外,两个液压泵还在直线行走阀41的控制下为行走阀42和上车液压单元的上车致动器组供油。
具体地,为上车液压单元的上车致动器组供油的上车供油油路2为两条,分别为第一上车供油油路21和第二上车供油油路22,两个液压泵泵出的液压油通过第一上车供油油路21和第二上车供油油路22供给上车液压单元的上车致动器组。液压泵ⅠP1与第一上车供油油路21连通,液压泵ⅠP1泵出的工作油部分直接输送至第一上车供油油路21。
直线行走阀41为三位四通阀,其包括压力油口Ⅰp1、压力油口Ⅱp2、两个工作油口a、b,压力油口Ⅰp1与液压泵ⅠP1连通,压力油口Ⅱp2与液压泵ⅡP2连通,工作油口a连通左行走工作油路44,左行走工作油路44供油给左行走阀421,工作油口b与第二上车供油油路22连通。直线行走阀41具有3个工作位,当直线行走阀41位于第一工作位时,压力油口Ⅰp1与工作油口a连通,压力油口Ⅱp2与工作油口b连通,即液压泵ⅠP1泵出的部分工作油经直线行走阀41供给左行走阀421,液压泵ⅡP2泵出的部分工作油经直线行走阀42供给第二上车供油油路22,即液压泵ⅠP1同时供油给左行走阀421和第一上车供油油路21,液压泵ⅡP2同时供油给右行走阀422和第二上车供油油路22,能够实现左右行走动作和上车动作的单独控制;当直线行走阀41位于第二工作位时,液压泵ⅠP1泵出的部分工作油和液压泵ⅡP2泵出的部分工作油经直线行走阀41合流后分别供给左行走阀421和第二上车供油油路22,能够实现同时进行行走动作和上车动作的复合操作,通过液压泵ⅠP1和液压泵ⅡP2的合流,能够明显提高操作效率,且能够保证复合操作时各个动作的平稳性;当直线行走阀41位于第三工作位时,液压泵ⅠP1泵出的部分工作油经直线行走阀41供给第二上车供油油路22,液压泵ⅡP2泵出的部分工作油经直线行走阀41供给左行走阀421,即实现液压泵ⅠP1同时供油给第一上车供油油路21和第二上车供油油路22,液压泵ⅡP2同时供油给左行走阀421和右行走阀422。优选地,直线行走阀41、左行走阀421和右行走阀422均可为电控、液控、电液控或其它伺服电机控制的液控阀。
优选地,还包括分流油路43,用于将经过直线行走阀41供给上车致动器组的工作油至少部分供给至少一个行走阀。具体地,分流油路43的两端分别连通工作油口b和右行走工作油路44,经工作油口b流出的液压油部分进入第二上车供油油路22,部分经分流油路43到达右行走工作油路44供给右行走阀422。进一步优选地,分流油路43上设置有单向节流阀431,单向节流阀431控制液压油仅能从工作油口b单向流通至右行走工作油路44,不能反向流通。通过设置分流油路43及其上的单向节流阀431可使供给第二上车供油油路22的部分液压油传输至右行走阀422,相较于现有技术,可实现更多的液压油供给作业机械的行走,如此,当碰到危机情况,可实现快速撤离。
行走致动器组包括左行走马达和右行走马达,左行走阀421和右行走阀422分别控制左行走马达和右行走马达。左行走阀421和右行走阀422的结构相同,以左行走阀421为例,左行走阀421为三位六通阀,当左行走阀421位于中位时,液压泵泵送至左行走阀421的工作油经左行走阀421流至第一上车供油油路21,左行走马达的两个油口AtL、BtL连通均与总回油油路3连通;当左行走阀421位于左右两个工作位时,则液压油经左行走阀421分别实现一个油口(油口AtL或油口BtL)进油,另一个油口(油口BtL或油口AtL)回油,进而实现左行走马达的正向和反向转动。右行走阀对右行走马达的控制过程与左行走阀对作行走马达的控制过程相同,分别控制右行走马达的两个油口Atr、Btr的进出油。
上车液压单元包括多个子单元,具体包括第一上车液压单元5、第二上车液压单元6、第三上车液压单元7、第四上车液压单元8和第五上车液压单元9。上述多个子单元与第一上车供油油路21和/或第二上车供油油路22连通,上述多个子单元在第一上车供油油路21和/或第二上车供油油路22供给的工作油的作用下工作。上车液压单元包括上车致动器组和上车控制阀组,上车致动阀组包括所有子单元的致动器,上车控制阀组包括所有子单元中控制油路的一个或多个控制阀。
具体地,第一上车液压单元5包括第一致动器,第一致动器通过来自至少一条上车供油油路供给的工作油而工作,第一致动器驱动第一工作装置运动。第一致动器可为液压缸,其具有两个腔体,分别为有杆腔和无杆腔,第一上车供油油路21与供油油路Ⅰ51连通,流通至供油油路Ⅰ51上的工作油在控制阀Ⅰ53的控制下为第一致动器供油,第二上车供油油路22与供油油路Ⅱ52连通,供油油路Ⅱ52上设置有第二单向阀521和控制阀Ⅳ522,流通至供油油路Ⅱ52上的工作油在第二单向阀521和控制阀Ⅳ522的控制下为第一致动器供油。
具体地,第一上车供油油路21通过供油油路Ⅰ51与控制阀Ⅰ53连通,控制阀Ⅰ53为三位四通阀,控制阀Ⅰ53上具有4个油口,分别为压力油口p3、回油口t1、工作油口c和工作油口d,压力油口p3与供油油路Ⅰ51连通,回油口t1与总回油油路3连通,两个工作油口c、d分别与第一致动器的两个腔体连通,控制阀Ⅰ53控制两个腔体的进油和回油。本实施例中,工作油口c通过油口Bb与第一致动器的有杆腔连通;工作油口d与第一致动器的无杆腔连通。当控制阀Ⅰ53位于中位时,四个油口均不连通,第一上车供油油路21对第一致动器的有杆腔和无杆腔均不供油;当控制阀Ⅰ53位于左位时,压力油口p3与工作油口d连通,工作油口c与回油口t1连通,第一上车供油油路21可为第一致动器的无杆腔供油,第一致动器的有杆腔与总回油油路3连通;当控制阀Ⅰ53位于右位时,压力油口p3与工作油口c连通,工作油口d与回油口t1连通,第一上车供油油路21可为第一致动器的有杆腔供油,第一致动器的无杆腔与总回油油路3连通。优选地,控制阀Ⅰ53可为电控、液控或电液控制的三位四通阀。优选地,工作油口d连通有工作油路Ⅰ55,工作油口d通过工作油路Ⅰ55与第一致动器的无杆腔连通。
进一步地,供油油路Ⅰ51上还设置有控制阀Ⅱ511,控制阀Ⅱ511用于控制供油油路Ⅰ51的通断。优选地,控制阀Ⅱ511为逻辑阀,逻辑阀通过阀芯的功能来实现对第一致动器供油的通断,在第一工作装置下降时,控制阀Ⅱ511关闭,第一上车供油油路21停止给第一致动器的有杆腔供油,使第一致动器的有杆腔通过补油油路54补油。
补油油路54用于向第一致动器的有杆腔补油。补油油路54连通总回油油路3和第一致动器的有杆腔,当第一工作装置下降时,第一致动器的有杆腔呈负压状态,总回油油路3内的液压油经补油油路54补充至第一致动器的有杆腔内。补油油路54上还设置有开闭阀541,通过开闭阀541来控制补油油路54上压力油的流通。优选地,开闭阀541为单向阀,仅允许总回油油路3的液压油向第一致动器的有杆腔流动。除此之外,开闭阀541还可设置为具有控制功能的换向阀等,只要保证与补油油路54连通的腔体呈负压时,总回油油路3的液压油可通过补油油路54补油,且无法回油即可。
第二上车供油油路22通过供油油路Ⅱ52为第一致动器的无杆腔供油。具体地,供油油路Ⅱ52与第二上车供油油路22连通,供油油路Ⅱ52上设置有第二单向阀521和控制阀Ⅳ522,第二单向阀521设置在控制阀Ⅳ522的上游,第二单向阀521控制控制供油油路Ⅱ52的单向流通,控制阀Ⅳ522用于控制供油油路Ⅱ52的通断。具体地,控制阀Ⅳ522为两位两通阀,当控制阀Ⅳ522处于左位时,供油油路Ⅱ52连通;当控制阀Ⅳ522位于右位时,供油油路Ⅱ52断开。
还包括控制阀组56,控制阀组56包括控制阀Ⅲ561和第一单向阀562,控制阀Ⅲ561的送油入口和第一单向阀562的入口通过第一油路563连通,控制阀Ⅲ561的送油出口Ab1与第一致动器的无杆腔连通,第一单向阀62的出口Ab2与控制阀Ⅲ561的送油出口Ab1连通。第一工作装置提升时,第一上车供油油路21和第二上车供油油路22合流后经控制阀组56为第一致动器的无杆腔供油;第一工作装置下降时,第一致动器的无杆腔泄出的工作油经控制阀组56流出。具体地,工作油路Ⅰ55和供油油路Ⅱ52均与连通油路563连通,工作装置提升过程中,第一上车供油油路21和第二上车供油油路22上的工作油合流后经控制阀Ⅲ561和/或第一单向阀562为第一致动器的无杆腔供油;工作装置下降时,第一致动器的无杆腔泄出的工作油经控制阀Ⅲ561流出。优选地,控制阀Ⅲ561可为锁止阀,当合流后一部分液压油可推动锁止阀的阀芯打开,合流后的液压油可流入第一致动器的无杆腔内;另一部分液压油可经第一单向阀562流入第一致动器的无杆腔内;当第一致动器的无杆腔泄油时,可控制锁止阀的阀芯打开,使第一致动器的无杆腔泄出的工作油经过锁止阀排出。除此之外,控制阀Ⅲ561还可为保持阀等,在工作装置的不同工作状态下控制通断。
进一步地,还包括第一再生油路57,第一致动器的无杆腔的泄出的工作油经控制阀Ⅲ561流通至第一再生油路57,第一再生油路57用于第一致动器的无杆腔泄出的工作油作为再生油送到再生目的地。第一再生油路57与连通油路563连通,第一再生油路57上设置有第一再生阀组,用于控制再生油路的流通方向和通断。第一再生阀组包括第一再生阀571和第三单向阀572,第一再生阀571位于第三单向阀572的上游,其中,第一再生阀571控制第一再生油路57的通断,第一再生阀571可为二位二通阀,当第一再生阀571处于左位时,第一再生油路57断开;当第一再生阀571处于右位时,第一再生油路57连通。第三单向阀572控制第一再生油路57的流通方向。优选地,再生目的地可选但不限于第二上车供油油路22。
进一步地,还包括回油油路58,回油油路58与第一再生油路57并联设置,回油油路58用于将第一致动器的无杆腔泄出的工作油返回至总回油油路3。当无需使用再生油时,可关闭第一再生阀571,打开回油油路58,使再生油回油。此外,在第一工作装置下降的过程中,可通过控制第一致动器的无杆腔泄出的工作油部分经第一再生油路57再生利用,部分经回油油路58回油,一方面来可加快工作装置的下降速度,另一方面,即使再生油经第一再生油路57再生至第一致动器的有杆腔,也不会造成有杆腔内的压力过大。
进一步地,回油油路58上设置有回油阀581,回油阀581用于控制回油油路58的通断。回油阀581可为二位二通阀,当回油阀581处于左位时,回油油路58断开;当回油阀581处于右位时,回油油路58连通。具体地,回油油路58与连通油路563连通。优选地,回油阀581的阀芯在阀体内滑动,可调节回油油路58上的回油量,进而控制第一工作装置下降速度。优选地,回油阀581可实现无级控制,即可通过阀芯来控制调节油通量。
进一步地,除了上述的第一致动器泄出的工作油通过回油油路58返回至总回油油路3外,还可省去回油油路58及其上的回油阀581或者关闭回油阀581,通过控制阀Ⅰ53和控制阀Ⅱ511配合来控制第一致动器泄出的工作油返回至总回油油路3。具体地,第一工作装置下降过程中,设置控制阀Ⅰ53位于右位,控制阀Ⅱ511关闭,第一致动器的无杆腔泄出的工作油可部分经第一再生油路57进行再生使用,部分经控制阀Ⅰ53回油,通过控制控制阀Ⅰ53的阀芯的滑动来控制经过控制阀Ⅰ53的回油量可实现控制第一工作装置下降的速度。上述两种控制第一工作装置的下降速度的方法可根据情况同时使用或择一使用。
优选地,控制阀Ⅰ53、控制阀Ⅱ511、控制阀Ⅲ561、控制阀Ⅳ522、第一再生阀571和回油阀581均可为电控、液控、电液控或其它伺服电机控制的液控阀。
作为第一上车液压单元5的可选技术方案,可省去控制阀Ⅱ511,可通过控制阀Ⅰ53来控制第一上车供油油路21的供油的通断,具体地,控制阀Ⅰ53位于中位时,第一上车供油油路21停止向第一致动器供油,控制阀Ⅰ53位于左右位时分别为第一致动器53的两个腔体供油。在第一工作装置下降的过程中,第一致动器的无杆腔泄油可部分经第一再生油路57再生利用,部分经回油油路58回油。在省去控制阀Ⅱ511的情况下只能通过回油油路58来调节第一工作装置的下降速度。
作为第一上车液压单元5的另一可选技术方案,可设置第一单向阀562的出口Ab2还直接与第一致动器的无杆腔连通。优选地,可设置第一单向阀562的出口Ab2通过多条并联油路与第一致动器的无杆腔直接连通,可实现对第一致动器的无杆腔的多油路供油,可有效减小压损。
作为第一上车液压单元5的另一可选技术方案,可反向设置第一致动器,即工作油口c与第一致动器的无杆腔连通,工作油口d通过工作油路55与第一致动器的有杆腔连通。第一工作装置提升时,第一上车供油油路21和第二上车供油油路22上的工作油合流为第一致动器的有杆腔供油,合流后的液压油经控制阀Ⅲ561和/或第一单向阀562为第一致动器的有杆腔供油;第一工作装置下降时,第一致动器的有杆腔的泄出的工作油经控制阀Ⅲ561流出,经第一再生油路57再生利用和/或者经回油油路58回油至总回油油路3和/或经控制阀Ⅰ53回油至总回油油路3。同时,第一致动器的无杆腔呈负压,总回油油路3的液压油在负压的作用下经补油油路44补油至第一致动器的无杆腔内。
上述三个可选技术方案可结合设置,只要满足对第一致动器的控制即可。
第二上车液压单元6包括第二致动器,第二致动器通过来自至少一条上车供油油路供给的工作油而工作,第二致动器驱动第二工作装置运动。第二致动器可为液压缸,其具有两个腔体,分别为腔体Ⅰ和腔体Ⅱ,第一上车供油油路21连通有供油油路Ⅲ61,经第一上车供油油路21流通至供油油路Ⅲ61的工作油在控制阀Ⅴ63的控制下为第二致动器供油,第二上车供油油路22与供油油路Ⅳ62连通,经第二上车供油油路22流通至供油油路Ⅳ62的工作油在控制阀Ⅵ64的控制下为第二致动器供油。
控制阀Ⅴ63为三位四通阀,控制阀Ⅴ63上具有4个油口,分别为压力油口p4、回油口t2、工作油口e1和工作油口f1,第一上车供油油路21通过供油油路Ⅲ61与压力油口p4连通,回油口t2与总回油油路3连通,工作油口e1与工作油路Ⅱ65连通,工作油口f1与工作油路Ⅲ66连通。控制阀Ⅴ63具有中位和两个工作位。当控制阀Ⅴ63位于中位时,四个油口均不连通,第一上车供油油路21对第二致动器的两个均不供油;当控制阀Ⅴ63位于第一工作位(即图4中的右位)时,压力油口p4与工作油口e1连通,工作油口f1与回油口t2断开,第一上车供油油路21可为第二致动器的腔体Ⅰ供油;当控制阀Ⅴ63位于第二工作位(即图4中的左位)时,压力油口p4与工作油口f1连通,工作油口e1与回油口t2连通,第一上车供油油路21可为第二致动器的腔体Ⅱ供油,第二致动器的腔体Ⅰ泄出的液压油可通过控制阀Ⅴ63回到总回油油路3。控制阀Ⅴ63可为电控、液控、电液控制或其它伺服电机控制的三位四通阀。优选地,工作油路Ⅱ65与第二致动器的腔体Ⅰ连通,流通至工作油路Ⅱ65的工作油经油口Ba1、Ba2进入到第二致动器的腔体Ⅰ,第二致动器的腔体Ⅰ的泄油可经油口Ba1、Ba2流通至工作油路Ⅱ65;工作油路Ⅲ66与第二致动器的腔体Ⅱ连通,流通至工作油路Ⅲ66的工作油经油口Aa进入到第二致动器的腔体Ⅱ,第二致动器的腔体Ⅱ的泄油可经油口Aa流通至工作油路Ⅲ66。
控制阀Ⅵ64为三位四通阀,控制阀Ⅵ64上具有4个油口,分别为压力油口p5、回油口t3、工作油口e2和工作油口f2,第二上车供油油路22与压力油口p5连通,回油口t3与总回油油路3连通,工作油口e2与工作油路Ⅱ65连通,工作油口f2与工作油路Ⅲ66连通。控制阀Ⅵ64具有中位和两个工作位。当控制阀Ⅵ64位于中位时,四个油口均不连通,第二上车供油油路22对第二致动器的腔体Ⅱ和腔体Ⅰ均不供油;当控制阀Ⅵ64位于第一工作位(即图4中的左位)时,压力油口p5与工作油口e2连通,工作油口f2与回油口t3断开,第二上车供油油路22可为第二致动器的腔体Ⅰ供油;当控制阀Ⅵ64位于第二工作位(即图4中的右位)时,压力油口p5与工作油口f2连通,工作油口e2与总回油油路3连通,第二上车供油油路22可为第二致动器的腔体Ⅱ供油,第二致动器的腔体Ⅰ泄出的液压油可通过控制阀Ⅵ64流至总回油油路3。
优选地,工作油路Ⅲ66上设置有控制阀Ⅷ661,控制阀Ⅷ661用于控制两条上车供油油路上的工作油进入第二致动器的腔体Ⅱ或从腔体Ⅱ泄油至第二再生油路67。优选地,控制阀Ⅷ661为保持阀。
通过控制控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于第一工作位,可实现
第一上车供油油路21和第二上车供油油路22合流为第二致动器的腔体Ⅰ供油;通过控制控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于第二工作位,可实现第一上车供油油路21和第二上车供油油路22合流为第二致动器的腔体Ⅱ供油,此时,第二致动器的腔体Ⅰ泄出的液压油可经控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64流至总回油油路3,实现第二致动器的腔体Ⅰ的无背压回油。
优选地,供油油路Ⅲ61上设置有第四单向阀611,供油油路Ⅳ62上设置有第五单向阀621,如此,第一上车供油油路21上的压力油仅能通过供油油路Ⅲ61单向流通至压力油口p4;第二上车供油油路22上的压力油仅能通过供油油路Ⅳ62单向流通至压力油口p5。
第二上车液压单元6还包括第二再生油路67,第二再生油路67用于将返回油作为再生油送到第二致动器的腔体Ⅰ,返回油是从第二致动器的腔体Ⅱ泄出的工作油。第二再生油路67上设置有第二再生阀组671和控制阀Ⅶ672,第二再生阀组671用于控制再生油在第二再生油路67上的流通方向和通断;控制阀Ⅶ672用于控制再生油进入第二致动器的腔体Ⅰ或者从第二致动器的腔体Ⅰ泄油至再生切断油路68。优选地,第二再生油路67的两端分别与工作油路Ⅱ65和工作油路Ⅲ66连通,第二再生阀组671包括第二再生阀6711和第六单向阀6712,第二再生阀6711可为二位二通阀,用于控制第二再生油路67的通断,第六单向阀6712控制第二再生油路67的方向,工作油路Ⅲ66上的液压油可经第六单向阀6712流通至工作油路Ⅱ65,但工作油路Ⅱ65上的液压油无法经第六单向阀6712流通至工作油路Ⅲ66。优选地,第二再生阀6711和第六单向阀6712串联设置。此外,第二再生阀6711和第六单向阀6712还可集成设置,将第六单向阀6712集成设置在第二再生阀6711的阀芯上。
优选地,控制阀Ⅶ672为逻辑阀,第二致动器的腔体Ⅱ泄出的再生油先经过第二再生阀组671,再经过逻辑阀进入到第二致动器的腔体Ⅰ。当为第二致动器的腔体Ⅱ供油时,第二致动器的腔体Ⅰ泄油可经过逻辑阀流通至再生切断油路68被输送至其它目的地。可进一步设定逻辑阀的开启压力及控制关系,可实现第二工作装置外摆的无吸空控制,提高第二工作装置动作的操纵性和可靠性。
再生切断油路68将经过第二再生阀组671的再生油或者第二致动器的腔体Ⅰ泄油送到其它目的地,即再生切断油路68与位于第二再生阀组671和控制阀Ⅶ672之间的第二再生油路67连通。当需要切断再生或调节再生油量时,第二致动器的有腔体Ⅱ泄出的至少部分再生油可经第二再生油路67及其上的第二再生阀组671流至再生切断油路68,被送至其它目的地;当第二工作装置外摆时,可控制逻辑阀打开,第二致动器的腔体Ⅰ的泄油可经逻辑阀流通至再生切断油路68,被输送至其它目的地。本实施例中,再生切断油路68与总回油油路3连通,再生切断油路68将经过第二再生阀组671的再生油或者第二致动器的腔体Ⅰ泄油送到总回油油路3。
进一步地,再生切断油路68上设置有再生切断阀681,再生切断阀681可控制再生切断油路68的通断。优选地,再生切断阀681为二位二通阀。进一步优选地,再生切断阀681为可调节为任意开度的阀。进一步设置当第二致动器的腔体Ⅰ内的压力达到一定值时,再生切断阀681打开,第二致动器的腔体Ⅰ泄出的液压油可经第二再生油路67流至再生切断油路68,被送至总回油油路3。
优选地,控制阀Ⅴ63、控制阀Ⅵ64、控制阀Ⅷ661、控制阀Ⅶ672、第二再生阀6711和再生切断阀681均可为电控、液控、电液控制或其它伺服电机控制的三位四通阀。
优选地,本实施例中,第二致动器为液压缸,腔体Ⅰ为无杆腔,腔体Ⅱ为有杆腔。除此之外,还可反向设置第二致动器,设置腔体Ⅰ为有杆腔,腔体Ⅱ为无杆腔,只能要起到驱动第二工作装置内收和外摆即可。
如图5所示,作为第二上车液压单元6的另一可选技术方案,可省去控制阀Ⅶ672,并设置控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64中的一个控制阀为三位五通阀,即在原来的油口的基础上增加一个再生切断油口g,再生切断油口g与再生切断油路68连通,当控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于第一工作位时,再生切断油口与工作油路Ⅲ66连通。即当控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于第一工作位时,两条上车供油油路为腔体Ⅰ供油,腔体Ⅱ泄出的再生油可经第二再生油路67再生给腔体Ⅰ或者经过三位五通阀流通至再生切断油路68。
如图6所示,作为第二上车液压单元6的另一可选技术方案,可省去控制阀Ⅶ672,设置再生切断油路68与工作油路Ⅲ66连通,腔体Ⅱ泄出的工作油可经控制阀Ⅷ661后流通至第二再生油路67或流通至再生切断油路68。
第三上车液压单元7包括第三致动器,第三致动器通过来自至少一条上车供油油路供给的工作油而工作,第三致动器驱动第三工作装置运动。第三致动器可为液压缸,其具有两个腔体,第一上车供油油路21为第三致动器单向供油,第一上车供油油路21上的工作油在控制阀Ⅸ71的控制下分别为第三致动器的两个腔体供油。控制阀Ⅸ71为三位四通阀,其具有中位和两个工作位,当控制阀Ⅸ71位于中位时,第一上车供油油路21不向第三致动器供油;当控制阀Ⅸ71位于两个工作位时,第一上车供油油路21分别经油口Ac或油口Bc为控制阀Ⅸ71的一个腔体供油,对应的另一个腔体内的液压油经油口Bc或油口Ac泄出再经过控制阀Ⅸ71回油至总回油油路3。
第四上车液压单元8包括第四致动器,第四致动器通过来自至少一条上车供油油路供给的工作油而工作,第四致动器驱动作业机械回转,第四致动器可为回转油缸,其具有两个油口As、Bs,第二上车供油油路22为第四致动器单向供油,第二上车供油油路22上的工作油在控制阀Ⅹ81的控制下分别控制一个油口进油,另一个油口回油。控制阀Ⅹ81为三位四通阀,其具有中位和两个工作位,当控制阀Ⅹ81位于中位时,第二上车供油油路22不向第四致动器供油;当控制阀Ⅹ81位于两个工作位时,第二上车供油油路22分别向两个油口中一个油口供油,另一个油口通过控制阀Ⅹ81与总回油油路3连通。
第五上车液压单元9包括第五致动器,第五致动器通过来自至少一条上车供油油路供给的工作油而工作,第五致动器可做备用,其具有两个油口Ao、Bo,第一上车供油油路21为第五致动器单向供油,第一上车供油油路21上的工作油在控制阀Ⅺ91的控制下分别控制一个油口进油,另一个油口回油。控制阀Ⅺ91为三位四通阀,其具有中位和两个工作位,当控制阀Ⅺ91位于中位时,第一上车供油油路21不向第五致动器供油;当控制阀Ⅺ91位于两个工作位时,第一上车供油油路21分别向两个油口中一个油口供油,另一个油口通过控制阀Ⅺ91与总回油油路3连通。
除此之外,还可设置更多的上车液压单元,以满足作业机械的操作要求。上车致动器组包括第一致动器、第二致动器、第三致动器、第四致动器和第五致动器,上车控制阀组包括各上车液压单元中的控制为各致动器供油和控制油路通断的各个控制阀,各个控制阀可设置为液控、电控、电液控制或者其它伺服电机控制的液控阀。具体地,本实施例的作业机械的液压控制装置可用于挖掘机,行走液压单元4用于驱动挖掘机行走,第一上车液压单元5的第一致动器可用于驱动动臂动作,第二上车液压单元6的第二致动器可用于驱动斗杆动作,第三上车液压单元7的第三致动器可用于驱动铲斗动作,第四上车液压单元8的第四致动器用于驱动回转;第五上车液压单元9的第五致动器可作备用使用。
将本实施例的作业机械的液压控制装置用于挖掘机作业,其工作原理为:
行走液压单元4用于驱动挖掘机行走,当直线行走阀41位于第一工作位时,液压泵ⅠP1同时供油给左行走阀421和第一上车供油油路21,液压泵ⅡP2同时供油给右行走阀422和第二上车供油油路22,能够实现左右行走动作和上车动作的单独控制;当直线行走阀41位于第二工作位时,液压泵ⅠP1泵出的部分工作油和液压泵ⅡP2泵出的部分工作油经直线行走阀41合流后分别供给左行走阀421和第二上车供油油路22,能够实现同时进行行走动作和上车动作的复合操作,通过液压泵ⅠP1和液压泵ⅡP2的合流,能够明显提高操作效率,且能够保证复合操作时各个动作的平稳性;当直线行走阀41位于第三工作位时,液压泵ⅠP1同时供油给两条上车供油油路2和行走,液压泵ⅡP2同时供油给左行走阀421和右行走阀422。左行走阀421和右行走阀422分别控制工作油进入到左行走马达和右行走马达,或者回到总回油油路3。
第一上车液压单元5用于控制动臂动作,当动臂上升时,控制阀Ⅱ511打开,控制阀Ⅰ53位于左位,控制阀Ⅳ522位于左位,控制阀Ⅳ522打开,第一上车供油油路21上的工作油经工作油路Ⅰ55与第二上车供油油路22上的液压油流至连通油路563合流,合流后的液压油经控制阀Ⅲ561和/或第一单向阀562进入到第一致动器的无杆腔内。在此过程中,两条上车供油油路2合流为第一致动器的无杆腔供油,动臂提升过程中,响应速度快;当动臂下降时,关闭控制阀Ⅱ511和控制阀Ⅳ522,使两条上车供油油路2均停止向第一致动器供油,第一致动器的无杆腔在势能的作用下泄油;控制控制阀Ⅲ561打开,第一致动器的无杆腔泄出的工作油经控制阀Ⅲ561流出,此时,如需进行再生油的利用,则打开第一再生阀571,第一致动器的无杆腔泄出的工作油作为再生油经过第一再生油路57流至再生目的地进行再生利用;同时可通过打开并滑动回油阀581的阀芯调节回油油路58上的油通量来控制动臂的下降速度,还可通过控制阀Ⅰ53位于右位,且控制阀Ⅱ511关闭,第一致动器的无杆腔泄出的工作油可部分经控制阀Ⅰ53回油至总回油油路3来控制动臂的下降速度,两种控制动臂的下降速度的方法可同时使用或择一使用;如无需进行再生油的利用,则关闭第一再生阀571,第一致动器的无杆腔泄出的工作油可通过回油油路58回流至总回油油路3和/或通过控制阀Ⅰ53和控制阀Ⅱ511配合回油。同时,第一致动器的有杆腔形成负压,在负压的作用下,总回油油路3上的液压油经过补油油路54对第一致动器的有杆腔补油,避免第一致动器的有杆腔吸空;当动臂撑地时,控制阀Ⅱ511打开,控制阀Ⅰ53处于右位,仅第一上车供油油路21为第一致动器的有杆腔供油,第二上车供油油路22不供油。通过第一上车供油油路21给第一致动器的有杆腔供油来平衡动臂的撑车负载。在该工作状态中,第一上车供油油路21始终为第一致动器的有杆腔供油,第一上车供油油路21的供油流量需适中,供油流量过大,则会影响动臂下降速度和动臂的再生量,供油流量太小,则动臂无法撑起车体。由于动臂一直处于再生位置,导致撑车时,必须克服无杆腔的再生压力及负载力,这样提高了泵的撑车压力。对于几个可选技术方案,其工作原理根据系统结构变化而相应变化。
第二上车液压单元6用于控制斗杆动作,初始状态下,控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于中位,两条上车供油油路2均不为第二致动器供油;在斗杆内收的前期阶段,挖掘机还未执行挖掘工作时,控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于第一工作位,两条上车供油油路2合流经工作油路Ⅱ65进入到第二致动器的腔体Ⅰ内,同时,第二致动器的腔体Ⅱ泄出的再生油经第二再生油路67流通至工作油路Ⅱ65,再生油与两条上车供油油路2合流为第二致动器的腔体Ⅰ供油。此阶段中,第二再生油路67上的第二再生阀6711打开,再生切断油路68上的再生切断阀681断开,再生油经第二再生阀6711推动控制阀Ⅶ672的阀芯滑动打开,再生油流通至工作油路Ⅱ65与两条上车供油油路2合流为第二致动器的腔体Ⅰ供油。在此过程中,还可以通过调节再生切断阀681的开度来控制再生至腔体Ⅰ的再生油的油通量;在斗杆内收的后期阶段,即斗杆内收到与地面垂直时,控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于第二工作位,两条上车供油油路2合流经工作油路Ⅱ65进入到第二致动器的腔体Ⅰ内;同时,第二再生阀6711和再生切断阀681打开,第二致动器的腔体Ⅱ泄出的再生油经第二再生油路67流通至再生切断油路68,进入到总回油油路3,实现再生切断,降低斗杆挖掘压损;斗杆外摆过程中,控制阀Ⅴ63和控制阀Ⅵ64均位于第二工作位,两条上车供油油路2合流经工作油路Ⅲ66进入到第二致动器的腔体Ⅱ内,第二致动器的腔体Ⅱ进油;同时第二致动器的腔体Ⅰ泄出的液压油部分经工作油路Ⅱ65和控制阀Ⅴ63回油至总回油油路3,部分经工作油路Ⅱ65和控制阀Ⅵ64回油至总回油油路3,此外,还可设置斗杆外摆时逻辑阀打开,第二致动器的腔体Ⅰ内的压力达到一定值时,再生切断阀681打开,如此第二致动器的腔体Ⅰ泄出的液压油还可经逻辑阀流通至再生切断油路68,回油至总回油油路3。
第三上车液压单元7用于控制挖斗动作,初始状态下,控制阀Ⅸ71位于中位,第一上车供油油路21不向第三致动器供油;控制阀Ⅸ71位于两个工作位时,分别实现第三致动器的有杆腔进油,无杆腔回油;或者无杆腔进油,有杆腔回油,第三致动器带动挖斗内收、外摆。
第四上车液压单元8控制回转,初始状态下,控制阀Ⅹ81位于中位,第二上车供油油路22不向第四致动器供油;控制阀Ⅹ81位于两个工作位时,分别实现两个油口的不同进油方向以实现正、反方向的回转。
第五上车液压单元9作备用使用,初始状态下,控制阀Ⅺ91位于中位,第一上车供油油路21不向第五致动器供油;控制阀Ⅺ91位于两个工作位时,分别实现两个油口的不同方向进油,满足备用需求。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (11)
1.一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,包括:
至少一个液压泵,喷出工作油;
至少一个液压致动器,通过来自所述至少一个液压泵的工作油的供应而工作;
至少一个控制阀,针对各液压致动器而设置,对从所述液压泵向对应的液压致动器的工作油的供应进行操作,以分别控制各液压制动器的动作;
至少一条卸油油路(1),针对各液压泵而设置,各液压泵泵出的工作油可直接经所述卸油油路(1)回油,各所述卸油油路(1)上设置有卸油阀,所述卸油阀控制所在卸油油路的通断和油通量。
2.根据权利要求1所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,所述至少一个液压致动器包括行走致动器组和上车致动器组,所述至少一个控制阀包括行走控制阀组和上车控制阀组,所述液压泵为两个,所述行走控制阀组控制两个所述液压泵为所述行走致动器组供油,所述上车控制阀组控制两个液压泵为所述上车致动器组供油。
3.根据权利要求2所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,所述行走控制阀组包括直线行走阀(41)和两个行走阀(42),所述两个行走阀(42)分别控制左行走和右行走,两个液压泵在所述直线行走阀(41)的控制下为所述行走阀(42)和所述上车致动器组供油;还包括分流油路(43),经过所述直线行走阀(41)供给所述上车致动器组的工作油至少部分经过所述分流油路(43)流至至少一个所述行走阀(42),所述分流油路(43)上设置有单向节流阀(431)。
4.根据权利要求3所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,两个液压泵为液压泵ⅠP1和液压泵ⅡP2,所述液压泵ⅠP1泵出的部分工作油直接供给所述上车致动器组,所述液压泵ⅡP2泵出的部分工作油直接供给右行走阀(422),所述直线行走阀(41)包括压力油口p1、压力油口p2、两个工作油口a、b,所述压力油口p1与液压泵ⅠP1连通,所述压力油口p2与液压泵ⅡP2连通,所述工作油口a与左行走阀连通,所述工作油口b与上车供油油路(2)连通,经过所述直线行走阀(41)供给所述上车供油油路(2)的工作油至少部分经过所述分流油路(43)供给所述右行走阀(422),两个所述液压泵在所述直线行走阀(41)的控制下可分别实现分流和合流为所述行走阀(42)和所述上车致动器组供油。
5.根据权利要求4所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,所述上车致动器组包括第一致动器,所述第一致动器通过来自至少一个液压泵喷出的工作油的供应而工作,所述第一致动器驱动第一工作装置运动;还包括补油油路(54),所述补油油路(54)上设置有开闭阀(541),第一工作装置下降过程中,总回油油路(3)上的液压油经所述补油油路(54)补充至所述第一致动器的呈负压的腔体内。
6.根据权利要求5所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,所述上车供油油路(2)为两条,分别为第一上车供油油路(21)和第二上车供油油路(22),所述液压泵ⅠP1直接与所述第一上车供油油路(21)连通,所述工作油口b与所述第二上车供油油路(22)连通,所述第一上车供油油路(21)在控制阀Ⅰ(53)的控制下分别为所述第一致动器的两个腔体供油,第一工作装置提升过程中,两条上车供油油路(2)上的压力油可合流为所述第一致动器供油;所述控制阀Ⅰ(53)包括压力油口p3、回油口t1和两个工作油口c、d,所述压力油口p3与所述第一上车供油油路(21)连通,所述回油口t1与总回油油路(3)连通,两个工作油口c、d分别与所述第一致动器的两个腔体连通,所述控制阀Ⅰ(53)具有两个工作位,当所述控制阀Ⅰ(53)位于两个工作位时,所述控制阀Ⅰ(53)控制压力油口p3与两个腔体中的一个腔体连通,另一个腔体回油;
所述控制阀Ⅰ(53)还具有中位,当所述控制阀Ⅰ(53)位于中位时,所述控制阀Ⅰ(53)上所有油口均断开;和/或,所述第一上车供油油路(21)通过供油油路Ⅰ(51)与所述控制阀Ⅰ(53)连通,所述供油油路Ⅰ(51)上设置有控制阀Ⅱ(511),所述控制阀Ⅱ(511)控制供油油路Ⅰ(51)的通断。
7.根据权利要求6所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,还包括第一再生油路(57),第一工作装置下降时,所述第一再生油路(57)用于将所述第一致动器泄出的工作油作为再生油送到所述上车供油油路(2),所述第一再生油路(57)上设置有第一再生阀组。
8.根据权利要求7所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,还包括回油油路(58),所述回油油路(58)与所述第一再生油路(57)并联设置,第一工作装置下降时,所述回油油路(58)用于将所述第一致动器的泄出的工作油返回至总回油油路(3),所述回油油路(58)上设置有回油阀(581)。
9.根据权利要求4-8任一项所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,所述上车致动器组包括第二致动器,所述第二致动器通过来自至少一个液压泵喷出的工作油的供应而工作,所述第二致动器驱动第二工作装置运动;还包括第二再生油路(67)和再生切断油路(68),所述第二再生油路(67)用于将返回油作为再生油送到所述第二致动器的呈负压的腔体内,所述返回油是从所述第二致动器泄出的工作油,所述第二再生油路(67)上设置有第二再生阀组(671),所述第二再生阀组(671)控制所述第二再生油路(67)的通断和流通方向;所述再生切断油路(68)将再生油送到其它目的地,所述再生切断油路(68)上设置有再生切断阀(681)。
10.根据权利要求9所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,所述上车供油油路(2)为两条,分别为第一上车供油油路(21)和第二上车供油油路(22),所述液压泵ⅠP1直接与所述第一上车供油油路(21)连通,所述工作油口b与所述第二上车供油油路(22)连通,两条所述上车供油油路(2)分别通过两个控制阀可合流为所述第二致动器的两个腔体供油,当所述第二工作装置内收时,两条所述上车供油油路(2)合流为所述第二致动器的一个腔体供油,所述第二致动器的另一个腔体泄出的再生油经所述第二再生油路(67)再生或经再生切断油路(68)被送达其它目的地。
11.根据权利要求10所述的一种作业机械的液压控制装置,其特征在于,所述第二再生油路(67)上还设置有控制阀Ⅶ(672),所述再生切断油路(68)与所述第二再生阀组(671)和控制阀Ⅶ(672)之间的第二再生油路(67)连通,所述控制阀Ⅶ(672)用于在第二工作装置内收时,控制再生油进入所述第二致动器的呈负压的腔体内;或者在第二工作装置外摆时,从所述第二致动器泄油至所述再生切断油路(68);
或者,所述再生切断油路(68)与所述第二致动器的泄出再生油的腔体连通;
或者,两条所述上车供油油路(2)对应的两个控制阀中的一个控制阀上增设再生切断油口g,所述再生切断油口g与所述再生切断油路(68)连通,当所述第二工作装置内收时,两条所述上车供油油路(2)经在两个控制阀的控制下合流为所述第二致动器的一个腔体供油,所述第二致动器的另一个腔体泄出的再生油经所述第二再生油路(67)再生或经增设再生切断油口g的控制阀和再生切断油路(68)被送达其它目的地。
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