CN113357231B - 一种液压挖掘机自动快速暖机系统与使用方法 - Google Patents

Abstract

一种液压挖掘机自动快速暖机系统，包括发动机和液压泵，液压泵连接有电磁比例阀，并通过换向阀连接有液压油缸，换向阀的出油端通过液压油散热器连接到液压油箱，换向阀和液压油散热器的进油端分别设有通断阀Ⅰ和通断阀Ⅱ，液压油散热器和通断阀Ⅱ并联有液压油散热器旁通单向阀，液压油缸的回油路上还设有单向阀，换向阀的进油路和回油路之间设有溢流阀，液压油箱内设有温度传感器，还包括控制器。本发明的液压挖掘机自动快速暖机系统与使用方法，暖机工程中不需要工作装置动作，减少空间需求；减少驾驶员的参与度，给驾驶员带来便利；减少液压系统的压力波动，保护液压系统；可根据液压油温度控制暖机范围，加快暖机速度。

Description

一种液压挖掘机自动快速暖机系统与使用方法

技术领域

本发明涉及工程机械挖掘机技术领域，具体是一种液压挖掘机自动快速暖机系统与使用方法。

背景技术

液压挖掘机的发动机和液压系统有一个最佳工作温度，当温度过低或者过高时，对发动机和液压系统均构成一定程度的破坏，缩短使用寿命。当环境温度较低时，在挖掘机进行正式工作前需要进行暖机，通常采用动作憋压的方式使发动机冷却液和液压系统的液压油温度升高到要求的工作温度。动作憋压是指驾驶员持续操作操纵手柄，使工作装置动作，然后通过工作装置自身的限位装置，使工作装置停留在某一位置，液压泵的排出压力和流量增加，再通过溢流阀溢流生热，使液压油的温度上升。在此过程中发动机的负载也有所增加，发动机冷却液的温度也跟着上升。

动作憋压需要驾驶员持续操纵手柄，给驾驶员带来不便，占用驾驶员的工作时间。此外，动作憋压时工作装置需要移动，由此需要的操纵空间较大，容易受空间限制，安全性降低；在液压油温度较低时，液压油粘度变大，憋压过程中压力波动较大，对液压系统密封系统带来挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种结构简单、效果良好的液压挖掘机自动快速暖机系统与使用方法。

本发明是以如下技术方案实现的：一种液压挖掘机自动快速暖机系统，包括发动机，所述发动机连接有液压泵，所述液压泵连接有电磁比例阀，所述液压泵通过换向阀连接有液压油缸，所述换向阀的出油端通过液压油散热器连接到液压油箱，所述换向阀和液压油散热器的进油端分别设有通断阀Ⅰ和通断阀Ⅱ，所述液压油散热器和通断阀Ⅱ并联有液压油散热器旁通单向阀，所述液压油缸的回油路上还设有单向阀，所述换向阀的进油路和回油路之间设有溢流阀，所述液压油箱内设有温度传感器，还包括控制器，所述控制器的输入端连接有暖机开关、整机油门旋钮和温度传感器，所述电磁比例阀连接在控制器的输出端。

其进一步是：所述液压泵为变量泵。

所述换向阀为三位六通换向阀。

所述通断阀Ⅰ和通断阀Ⅱ为电气自动控制式通断阀，所述通断阀Ⅰ和通断阀Ⅱ连接在控制器的输出端。

所述通断阀Ⅱ为电子控制温控阀。

所述通断阀Ⅰ和通断阀Ⅱ为机械手动式通断阀，所述通断阀Ⅱ为机械式温控阀。

一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，系统设置两个温度点TL和TH，TL温度值低于TH，包括如下步骤：

暖机过程：

S1、暖机开关发送暖机信号给控制器；

S2、当温度传感器检测到的液压油的温度低于设定值时，控制器发出控制信号给通断阀Ⅰ、通断阀Ⅱ和电磁比例阀，通断阀Ⅰ和通断阀Ⅱ断开，电磁比例阀控制液压泵的开度提高排量；

S3、当温度传感器检测到液压油箱的温度达到设定温度TL时，控制器向通断阀Ⅰ发出连通信息；

S4、当液压油箱温度上升至设定温度TH时，控制器通断阀Ⅱ发出连通信号；

S5、液压油经液压油散热器流至液压油箱，暖机程序结束。

暖机过程中还包括液压系统保护程序，具体步骤如下：

a1、控制器采集温度传感器和整机油门旋钮的信号；

a2、当温度传感器检测到液压油箱的温度低于设定温度TL时，同时整机油门旋钮输入整机油门提高的信号给控制器，控制器控制电磁比例阀降低液压泵的排量，防止液压泵在低温下出现大排量现象；

a3、当温度传感器检测到液压油箱的温度处于设定温度TL和TH之间时，同时整机油门旋钮输入整机油门提高的信号给控制器；控制器控制电磁比例阀保持液压泵的排量在某一恒定值，液压泵的流量随着整机油门信号的提高而增加。

所述TL和TH分别为25℃、70℃。

本发明具有以下优点：本发明的液压挖掘机自动快速暖机系统与使用方法，具备分温度段暖机流程，减少暖机过程中对液压系统的冲击；液压油散热器设置旁通单向阀，减少低温下的热量损失；旁通单向阀预设开启压力，保证正常工作时对液压油进行冷却；该暖机系统可根据整机油门信号自动调节液压泵排量，控制液压系统负荷。

附图说明

图1是本发明的系统原理图；

图中：1、控制器，2、液压油缸，3、换向阀，4、通断阀Ⅰ， 5、溢流阀，6、通断阀Ⅱ，7、液压泵，8、温度传感器，9、液压油箱，10、液压油散热器，11、发动机，12、暖机开关，13、整机油门旋钮，14、电磁比例阀，15、单向阀，16、液压油散热器旁通单向阀。

实施方式

如图1所示的一种液压挖掘机自动快速暖机系统，包括发动机11，所述发动机11连接有液压泵7，所述液压泵7连接有电磁比例阀14，所述液压泵7通过换向阀3连接有液压油缸2，所述换向阀3的出油端通过液压油散热器10连接到液压油箱9，所述换向阀3和液压油散热器10的进油端分别设有通断阀Ⅰ4和通断阀Ⅱ6，所述液压油散热器10和通断阀Ⅱ6并联有液压油散热器旁通单向阀16，所述液压油缸3的回油路上还设有单向阀15，所述换向阀3的进油路和回油路之间设有溢流阀5，所述液压油箱9内设有温度传感器8，还包括控制器1，所述控制器1的输入端连接有暖机开关12、整机油门旋钮13和温度传感器8，所述电磁比例阀14连接在控制器1的输出端。所述液压泵7为变量泵。本发明的液压挖掘机自动快速暖机系统，通过在液压油路上设置通断阀、溢流阀和单向阀，使暖机过程中的液压油有一个单独的油路可以流通，在减少热量损失的同时还可减少对液压系统的破坏，液压系统中设置的液压泵7为变量泵，和发动机11直接连接，吸收发动机11的功率，液压泵7的排量由斜盘角度控制，斜盘角度由柱塞的位移决定，柱塞的位移最终由比例电磁阀14的开度决定，比例电磁阀14能够根据控制信号改变油路通道的开度，从而控制流过该阀的油液流量；换向阀3可以根据控制信号改变油路的走向，从而控制液压油缸2的伸和缩；通断阀Ⅰ4和通断阀Ⅱ6通断为通电断开断电闭合的型式，能够根据控制信号处于连通或断开位置；溢流阀5在油路液压高于设定值时开启溢流，由于有一定的溢流阻力，从而使油液发热；单向阀16预设开启压力，只有当系统压力超过设定压力时，此阀开启，保证在正常工作时液压油经液压油散热器流回油箱；暖机开关12具有复位功能，当在暖机过程中再次触发暖机开关12时，暖机程序自动结束，挖掘机恢复到正常工作流程；控制器1能够接收暖机开关12的暖机信号、发动机油门旋钮13的油门信号和温度传感器8检测到的液压油箱9内液压油的温度信号，并发送控制信号到通断阀4、比例电磁阀14和通断阀6控制其动作，进而进行暖机操作。

本发明的液压挖掘机自动快速暖机系统，在主换向阀前设置通断阀，暖机时将液压油的流动范围缩小；在主换向阀前的设置溢流阀，液压油流经该阀时产生热量，使液压油温度升高；液压油散热器设置旁通单向阀，在低温时旁通液压油散热器，减少暖机过程中热量损失，同时旁通单向阀预设开启压力，保证正常工作时对液压油进行冷却；在液压油箱内设置温度传感器，实时监测液压油温度，控制器可根据液压油温度信号控制通断阀的连通与断开，从而控制液压油的流动范围。同时，该系统具备分温度段暖机流程，减少暖机过程中对液压系统的冲击；还可根据整机油门信号自动调节液压泵排量，控制液压系统负荷。

如图1所示的一种液压挖掘机自动快速暖机系统，所述换向阀3为三位六通换向阀。

如图1所示的一种液压挖掘机自动快速暖机系统，所述通断阀Ⅰ4和通断阀Ⅱ6为电气自动控制式通断阀，所述通断阀Ⅰ4和通断阀Ⅱ6连接在控制器1的输出端。所述通断阀Ⅱ6为电子控制温控阀。所述通断阀Ⅰ4和通断阀Ⅱ6为机械手动式通断阀，所述通断阀Ⅱ6为机械式温控阀。本发明的通断阀Ⅰ4和通断阀Ⅱ6既可以为电气自动控制，也可以机械手动式；通断阀Ⅱ6可以为受温度变化改变开度的温控阀，也可以为电子控制开度的温度阀，常见的类似结构有机械式温控阀或电子控制温控阀。

一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，系统设置两个温度点TL和TH，TL温度值低于TH，包括如下步骤：

暖机过程：

S1、暖机开关12发送暖机信号给控制器1；

S2、当温度传感器8检测到的液压油的温度低于设定值时，控制器1发出控制信号给通断阀Ⅰ4、通断阀Ⅱ6和电磁比例阀14，通断阀Ⅰ4和通断阀Ⅱ6断开，电磁比例阀14控制液压泵7的开度提高排量；此时液压油流经溢流阀5，单向阀15和液压油散热器旁通单向阀16,回到液压油箱。液压油在流经溢流阀5时节流生热，使液压油的温度得以升高，升高后的液压油在流经单向阀15，流经液压油散热器旁通单向阀16时，液压油不经过液压油散热器，可减少热量损失，进一步提升液压油温度上升速率，减少暖机时间；

S3、当温度传感器8检测到液压油箱的温度达到设定温度TL时，控制器1向通断阀Ⅰ4发出连通信息；液压油流通至换向阀3处，此时通断阀6仍处于断开位置；

S4、当液压油箱9温度上升至设定温度TH时，控制器1通断阀Ⅱ6发出连通信号；

S5、液压油经液压油散热器10流至液压油箱9，暖机程序结束。

暖机过程中还包括液压系统保护程序，控制器1可根据整机油门旋钮信号13控制电磁比例阀14，进而控制液压泵7的排量，从而将液压泵的功率控制在一定范围内，防止在液压油温度较低时出现大流量现象，损坏液压系统，具体步骤如下：

a1、控制器1采集温度传感器8和整机油门旋钮13的信号；

a2、当温度传感器8检测到液压油箱的温度低于设定温度TL时，同时整机油门旋钮13输入整机油门提高的信号给控制器1，控制器1控制电磁比例阀14降低液压泵的排量，防止液压泵在低温下出现大排量现象，实现对液压系统的保护；

a3、当温度传感器8检测到液压油箱的温度处于设定温度TL和TH之间时，同时整机油门旋钮13输入整机油门提高的信号给控制器1；控制器1控制电磁比例阀14保持液压泵的排量在某一恒定值，液压泵的流量随着整机油门信号的提高而增加，流通溢流阀5的液压油增多，因溢流产生的热量进一步增加，加快暖机速度。

一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，所述TL和TH分别为25℃、70℃。本发明的暖机系统中，设置有两个温度触发点，系统根据两个温度点触发不同的动作响应，使系统具备分温度段暖机的功能，减少暖机过程中对液压系统的冲击，并根据液压油温度控制暖机范围，加快暖机速度。

本发明的液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，暖机工程中不需要工作装置动作，减少空间需求；减少驾驶员的参与度，给驾驶员带来便利；减少液压系统的压力波动，保护液压系统；可根据液压油温度控制暖机范围，加快暖机速度。

Claims (7)

1.一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，其特征在于：液压挖掘机自动快速暖机系统包括发动机（11），所述发动机（11）连接有液压泵（7），所述液压泵（7）连接有电磁比例阀（14），所述液压泵（7）通过换向阀（3）连接有液压油缸（2），所述换向阀（3）的出油端通过液压油散热器（10）连接到液压油箱（9），所述换向阀（3）和液压油散热器（10）的进油端分别设有通断阀Ⅰ（4）和通断阀Ⅱ（6），所述液压油散热器（10）和通断阀Ⅱ（6）并联有液压油散热器旁通单向阀（16），所述液压油缸（2）的回油路上还设有单向阀（15），所述换向阀（3）的进油路和回油路之间设有溢流阀（5），所述液压油箱（9）内设有温度传感器（8），还包括控制器（1），所述控制器（1）的输入端连接有暖机开关（12）、整机油门旋钮（13）和温度传感器（8），所述电磁比例阀（14）连接在控制器（1）的输出端；

液压挖掘机自动快速暖机系统设置两个温度点TL和TH，TL温度值低于TH，包括如下步骤：

暖机过程：

S1、暖机开关（12）发送暖机信号给控制器（1）；

S2、当温度传感器（8）检测到的液压油的温度低于设定值时，控制器（1）发出控制信号给通断阀Ⅰ（4）、通断阀Ⅱ（6）和电磁比例阀（14），通断阀Ⅰ（4）和通断阀Ⅱ（6）断开，电磁比例阀（14）控制液压泵（7）的开度提高排量；

S3、当温度传感器（8）检测到液压油箱的温度达到设定温度TL时，控制器（1）向通断阀Ⅰ（4）发出连通信息；

S4、当液压油箱（9）温度上升至设定温度TH时，控制器（1）向通断阀Ⅱ（6）发出连通信号；

S5、液压油经液压油散热器（10）流至液压油箱（9），暖机程序结束；

暖机过程中还包括液压系统保护程序，具体步骤如下：

a1、控制器（1）采集温度传感器（8）和整机油门旋钮（13）的信号；

a2、当温度传感器（8）检测到液压油箱的温度低于设定温度TL时，同时整机油门旋钮（13）输入整机油门提高的信号给控制器（1），控制器（1）控制电磁比例阀（14）降低液压泵的排量，防止液压泵在低温下出现大排量现象；

a3、当温度传感器（8）检测到液压油箱的温度处于设定温度TL和TH之间时，同时整机油门旋钮（13）输入整机油门提高的信号给控制器（1）；控制器（1）控制电磁比例阀（14）保持液压泵的排量在某一恒定值，液压泵的流量随着整机油门信号的提高而增加。

2.如权利要求1所述的一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，其特征在于：所述液压泵（7）为变量泵。

3.如权利要求1所述的一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，其特征在于：所述换向阀（3）为三位六通换向阀。

4.如权利要求1所述的一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，其特征在于：所述通断阀Ⅰ（4）和通断阀Ⅱ（6）为电气自动控制式通断阀，所述通断阀Ⅰ（4）和通断阀Ⅱ（6）连接在控制器（1）的输出端。

5.如权利要求4所述的一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，其特征在于：所述通断阀Ⅱ（6）为电子控制温控阀。

6.如权利要求1所述的一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，其特征在于：所述通断阀Ⅰ（4）和通断阀Ⅱ（6）为机械手动式通断阀，所述通断阀Ⅱ（6）为机械式温控阀。

7.如权利要求1所述的一种液压挖掘机自动快速暖机系统的使用方法，其特征在于：所述温度点TL和TH分别为25℃和70℃。