CN111733922A - 一种挖掘机流量分配系统及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘机流量分配系统及挖掘机，涉及挖掘机电控液压系统技术领域。挖掘机流量分配系统包括供油模块、比例调节模块、执行模块及控制模块，其中，供油模块通过多个液压泵提供液压油，多个液压泵的出油口通过油路连接比例调节模块，比例调节模块通过油路连接执行模块，控制模块获取执行模块的流量需求大小，并控制比例调节模块调节进入执行模块的流量大小，实现了执行模块的流量的合理分配，避免液压油分配不合理而带来的能量浪费。挖掘机使用了挖掘机流量分配系统，避免液压油分配不合理而带来的能量浪费，进而减轻客户的经济负担。

Description

一种挖掘机流量分配系统及挖掘机

技术领域

本发明涉及挖掘机电控液压系统技术领域，尤其涉及一种挖掘机流量分配系统及挖掘机。

背景技术

目前，随着我国基础建设的大力发展挖掘机在我国的使用量也越来越多，挖掘机也给客户带来更多经济价值。随着中国制造2025的提出，挖掘机向着智自动化和智能化方向发展。

然而挖掘机在实际使用过程中具有较大的能量消耗，也给使用挖掘机的客户带来一定的经济负担。如现有的挖掘机在挖掘过程中负载很小时，也提供大负载流量，浪费了多余能量。

发明内容

为克服现有技术中存在的缺陷，本发明的第一目的在于提供一种挖掘机流量分配系统，实现了执行模块的流量的合理分配，避免液压油分配不合理而带来的能量浪费。

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的第二目的在于提供一种挖掘机，包括第一目的中提供的挖掘机流量分配系统，避免液压油分配不合理而带来的能量浪费。

为达上述第一目的，本发明提供的一种挖掘机流量分配系统，应用于挖掘机，包括供油模块、比例调节模块、执行模块及控制模块；

所述供油模块用于提供液压油，所述供油模块包括多个液压泵，多个所述液压泵的出油口通过油路连接所述比例调节模块；

所述比例调节模块通过油路连接所述执行模块；

所述控制模块获取所述执行模块的流量需求大小，并控制所述比例调节模块调节进入所述执行模块的流量大小。

在一种可行的实施方式中，所述执行模块包括多个执行单元，每个所述执行单元分别通过油路连接所述比例调节模块。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述执行单元包括执行油缸、控制阀及先导阀；

所述控制阀设置在所述比例调节模块与所述执行油缸之间；

所述先导阀连接所述控制阀，所述先导阀控制所述控制阀的动作，用于控制所述执行油缸伸缩。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述先导阀为电控先导阀，所述电控先导阀与所述控制阀油路连接，所述控制模块根据所述电控先导阀的电信号，得到所述执行油缸的流量需求大小。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述先导阀为液控先导阀，所述液控先导阀与所述控制阀油路连接，所述控制模块根据所述液控先导阀的压力大小，得到所述执行油缸的流量需求大小。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述比例调节模块包括多个单向比例阀组，每个单向比例阀组包括多个单向比例阀，其中，一个所述单向比例阀对应连接一个所述液压泵，多个所述单向比例阀的出油口均连接所述控制阀。

在一种可行的实施方式中，所述液压泵的数量为两个，两个所述液压泵由一个动力机构驱动。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述供油模块还包括两个比例阀，两个所述比例阀分别与所述控制模块电连接，两个所述比例阀还分别连接两个所述液压泵上的斜盘调节器，两个所述比例阀分别用于调节两个所述液压泵的流量输出。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述控制模块包括控制器，所述控制器包括电脑或PLC控制器中的一种。

为达上述第二目的，本发明提供的一种挖掘机，包括上述第一目的中提供的挖掘机流量分配系统。

相比现有技术，本发明的有益效果：

本发明提供的一种挖掘机流量分配系统，包括供油模块、比例调节模块、执行模块及控制模块，其中，供油模块通过多个液压泵提供液压油，多个液压泵的出油口通过油路连接比例调节模块，比例调节模块通过油路连接执行模块，控制模块获取执行模块的液压油流量需求大小，并控制比例调节模块调节进入执行模块的流量大小，实现了执行模块的流量的合理分配，避免液压油分配不合理而带来的能量浪费。

本发明还提供的一种挖掘机，包括上述提供的挖掘机流量分配系统，实现了执行模块的流量的合理分配，避免液压油分配不合理而带来的能量浪费，进而减轻客户的经济负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明提供的一种挖掘机流量分配系统模块示意图；

图2示出了本发明提供的一种挖掘机流量分配系统油路示意图；

图3示出了本发明提供的挖掘机流量分配系统中执行单元的油路示意图；

图4示出了本发明提供的另一种挖掘机流量分配系统油路示意图，图中先导阀为液控先导阀；

图5示出了本发明提供的另一种挖掘机流量分配系统油路示意图，图中先导阀为电控先导阀。

主要元件符号说明：

1-供油模块；10-油箱；11-液压泵；12-动力机构；13-斜盘调节器；14-比例阀；

2-比例调节模块；20-单向比例阀组；200-单向比例阀；

3-执行模块；30-执行单元；301-执行油缸；301a-有杆腔；301b-无杆腔；302-先导阀；302a-电控手阀；302b-电磁比例阀；303-控制阀；303a-右位；303b-中位；304c-左位；

4-控制模块；40-控制器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供的一种挖掘机流量分配系统，应用于挖掘机，根据挖掘的执行模块3流量需求，进行按需分配。目的在于为减轻挖掘机客户的经济负担，避免能量浪费。

本实施例提供的挖掘机流量分配系统，包括供油模块1、比例调节模块2、执行模块3及控制模块4。其中，供油模块1依次油路连接比例调节模块2和执行模块3，供油模块1用于提供液压油，比例调节模块2用于调节液压油进入执行模块3中的流量大小。

控制模块4分别电连接执行模块3和比例调节模块2，控制模块4用于获取执行模块3在执行动作时对液压油的流量需求大小，同时，控制模块4根据执行模块3在执行动作时对液压油的流量需求大小，进而控制比例调节模块2进行调节，比例调节模块2按照需求合理分配进入执行模块3的液压油的流量大小。

再结合参阅图2、图3以及图5，具体的，供油模块1包括多个液压泵11、油箱10以及比例阀14。

在一些具体的实施例中，液压泵11的数量可以是三个、四个、五个等其他数量，数量上根据挖掘机实际情况进行设计，本实施例以两个液压泵11和两个比例阀14进行举例说明。

其中，两个比例阀14分别与控制模块4电连接，两个比例阀14与两个液压泵11一一对应设置，每个比例阀14均连接一个液压泵11上的斜盘调节器13，控制模块4用于控制比例阀14的开度，进而通过比例阀14调节两个液压泵11的流量输出。

两个液压泵11共用一个油箱10，当然在一些实施例中，两个液压泵11各自连接一个油箱10。两个液压泵11的出油口通过油路连接至比例调节模块2，用于向比例调节模块2输送液压油。

进一步的，两个液压泵11一个为主泵一个为副泵，换而言之，主泵为长期运作，其提供的液压油可以满足挖掘机中执行模块3部分的工作负荷，当执行模块3执行一些其它工作时，一个主泵无法供应液压油时，副泵可以辅助供给，以保证挖掘机顺利完成作业任务。可以理解的，两个液压泵11可以单独工作，也可以同时工作，具体根据挖掘机的作业情况而定，当一个液压泵11的液压油的流量过大时则通过比例阀14驱动斜盘调节器13调节液压泵11的输出流量大小，进而避免能量的浪费。

在一些具体的实施例中，两个液压泵11与油箱10之间设置有过滤器(图未示)，用于过滤进入两个液压泵11中的液压油，防止液压油中的杂质堵塞油路，损坏液压泵11。

在一些具体的实施例中，两个液压泵11由一个动力机构12驱动，即，动力机构12可驱动其中一个液压泵11或者同时驱动两个液压泵11。

进一步的，动力机构12包括电动机。

具体的，比例调节模块2包括多个单向比例阀组20，单向比例阀组20的数量与执行单元30的数量一一对应，可以理解的，每个单向比例阀组20用于调节液压油进入一个执行单元30的流量大小。

其中，每个单向比例阀组20包括两个单向比例阀200，一个单向比例阀200对应连接一个液压泵11，两个单向比例阀200的出油口均连接执行单元30。换而言之，每个液压泵11输送的液压油均经过一个单向比例阀200进入执行单元30。

控制模块4分别电连接每个单向比例阀200，用于对每个单向比例阀200进行控制，进而控制每个液压泵11输送的液压油按需进入执行单元30。

具体的，执行模块3包括多个执行单元30，每个执行单元30分别通过油路连接比例调节模块2，每个执行单元30用于驱动挖掘机中的一个或多个执行机构执行相关的动作。

进一步的，本实施例中对执行单元30择一进行描述，其中，执行单元30包括执行油缸301、控制阀303及先导阀302。

更进一步的，控制阀303设置在执行油缸301和单向比例阀组20之间，其中，执行油缸301油路连接控制阀303，单向比例阀组20中的两个单向比例阀200油路连接控制阀303，控制阀303的控制端与先导阀302连接，先导阀302控制控制阀303的动作，用于控制执行油缸301做伸缩动作。

可以理解的，先导阀302通过控制控制阀303的阀芯移动，进而控制控制阀303的开关。

在一些具体的实施例中，控制阀303为三位五通阀，其中，参阅图3，三位五通阀包括左位304c、中位303b及右位303a。

为了更清楚的介绍本发明的技术方案，以下举例说明，其中，当三位五通阀的阀芯处于中位303b时，执行油缸301保持不动；当三位五通阀的阀芯处于左位304c时，执行油缸301的无杆腔301b进液压油，执行油缸301伸出；当三位五通阀的阀芯处于右位303a时，执行油缸301的有杆腔301a进液压油，执行油缸301缩回。

如果执行油缸301的进流量的大小不同，即，执行油缸301的伸出或收回的速度也会不同。因此，控制进入执行油缸301的流量大小即可调节执行油缸301的动作速度，即，满足挖掘机执行不同作业时的需求，减少能量的浪费。

进一步的，先导阀302为电控先导阀，先导阀302与控制阀303油路连接，控制模块4根据先导阀302的电信号，得到执行油缸301的流量需求大小。

进一步的，控制模块4包括控制器40，控制器40包括电脑或PLC控制器中的一种。

具体的，在本实施例中，电控先导阀包括电控手阀302a及两电磁比例阀302b，电控手阀302a与控制器40电连接，控制器40电连接两电磁比例阀302b，两电磁比例阀302b分别与控制阀303的控制端油路连接。控制器40根据电控手阀302a输入的电信号得到执行油缸301的流量需求大小，再执行油缸301的流量需求大小控制单向比例阀200的开启度。

同时，控制器40根据电控手阀302a输入的电信号控制电磁比例阀302b的开度，进而电磁比例阀302b通过液压油控制控制阀303的阀芯的移动，使执行油缸301获得所需的流量，进而调节执行机构的动作速度。

在一些具体的实施例中，先导阀302的电信号包括电流信号或电压信号。

现有的油路系统中多个执行机构同时动作时，是通过节流阀的限流来实现不同流量的分配至多个执行单元30，从而实现执行机构不同的速度动作。但是液压油的压力损失大，且调节精度不够，造成能量损耗。

本实施例提供的挖掘机流量分配系统，具有如下优点：

a、结构原理简单，成本低，适用强。

b、每个执行单元30都对应一个单向比例阀组20，可根据执行单元30工作需求，通过控制器40控制对应的单向比例阀组20中的单向比例阀200的开度大小，进而调节进入执行单元30的液压油的流量大小。

c、多个执行单元30同时动作时，即，复合动作，可根据电控先导阀的电信号确定每个执行单元30流量需求，控制器40再根据需要控制每个单向比例阀200的开度，从而调节每个执行单元30的动作速度，相对传统的系统通过节流阀来调节执行机单元的流量，消除因节流产生的压力损失，降低压损，减少了能量损失，从而提高了效率，降低了油耗。另外提高效率的同时又大大提升了微控操作的精准度。

d、当执行单元30所需的流量超过主泵的最小输出流量时，主泵的输出流量即可保持与执行单元30所需流量一致，减少了能量损失。

e、通过控制器40实现自动控制，具有自动控制特点，为挖掘机实现智能化和自动化奠定基础。

实施例二

请参阅图1-图5，本实施例提供的一种挖掘机流量分配系统，应用于挖掘机，本实施例二是在实施例一的基础上做出的改进，相比于实施例一，其主要区别在于：

具体可参阅图4，本实施例中，先导阀302为液控先导阀，先导阀302与控制阀303油路连接，且先导阀302上设置有压力传感器(图未示)，压力传感器检测先导阀302动作时的压力大小，控制模块4根据先导阀302的压力大小通过转换，得到执行油缸301的流量需求大小，进而控制。

本实施例二相比实施例一，主要是利用传感器技术和液压系统实现挖掘机的执行机构根据负载及复合动作的需要实现不同速度调节。

同时实施例二也同样具备上述实施例一中的优点：结构原理简单，成本低，适用强。每个执行单元30都对应一个单向比例阀组20，可根据执行单元30工作需求，通过控制器40控制对应的单向比例阀组20中的单向比例阀200的开度大小，进而调节进入执行单元30的液压油的流量大小。

多个执行单元30同时动作时，即，复合动作，可根据液控先导阀的压力大小，确定每个执行单元30流量需求，控制器40再根据需要控制每个单向比例阀200的开度，从而调节每个执行单元30的动作速度，相对传统的系统通过节流阀来调节执行机单元的流量，减少了能量损失，从而提高了效率，降低了油耗。另外提高效率的同时又大大提升了微控操作的精准度。当执行单元30所需的流量超过主泵的最小输出流量时，主泵的输出流量即可保持与执行单元30所需流量一致，减少了能量损失。通过控制器40实现自动控制，具有自动控制特点，为挖掘机实现智能化和自动化奠定基础。

实施例三

请参阅图3，本实施例提供的一种挖掘机，包括如实施例一或实施例二中提供的挖掘机流量分配系统。

本实施例提供的挖掘机，实现了执行模块3的流量的合理分配，避免液压油分配不合理而带来的能量浪费，进而减轻客户的经济负担。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种挖掘机流量分配系统，应用于挖掘机，其特征在于，包括供油模块、比例调节模块、执行模块及控制模块；

所述供油模块用于提供液压油，所述供油模块包括多个液压泵，多个所述液压泵的出油口通过油路连接所述比例调节模块；

所述比例调节模块通过油路连接所述执行模块；

所述控制模块获取所述执行模块的流量需求大小，并控制所述比例调节模块调节进入所述执行模块的流量大小。

2.根据权利要求1所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述执行模块包括多个执行单元，每个所述执行单元分别通过油路连接所述比例调节模块。

3.根据权利要求2所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述执行单元包括执行油缸、控制阀及先导阀；

所述控制阀设置在所述比例调节模块与所述执行油缸之间；

所述先导阀连接所述控制阀，所述先导阀控制所述控制阀的动作，用于控制所述执行油缸伸缩。

4.根据权利要求3所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述先导阀为电控先导阀，所述电控先导阀与所述控制阀油路连接，所述控制模块根据所述电控先导阀的电信号，得到所述执行油缸的流量需求大小。

5.根据权利要求3所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述先导阀为液控先导阀，所述液控先导阀与所述控制阀油路连接，所述控制模块根据所述液控先导阀的压力大小，得到所述执行油缸的流量需求大小。

6.根据权利要求3所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述比例调节模块包括多个单向比例阀组，每个单向比例阀组包括多个单向比例阀，其中，一个所述单向比例阀对应连接一个所述液压泵，多个所述单向比例阀的出油口均连接所述控制阀。

7.根据权利要求1所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述液压泵的数量为两个，两个所述液压泵由一个动力机构驱动。

8.根据权利要求7所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述供油模块还包括两个比例阀，两个所述比例阀分别与所述控制模块电连接，两个所述比例阀还分别连接两个所述液压泵上的斜盘调节器，两个所述比例阀分别用于调节两个所述液压泵的流量输出。

9.根据权利要求8所述的挖掘机流量分配系统，其特征在于，所述控制模块包括控制器，所述控制器包括电脑或PLC控制器中的一种。

10.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的挖掘机流量分配系统。

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