CN113819103B - 一种滑移装载机功率控制液压系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布一种滑移装载机功率控制液压系统及控制方法。包括多路阀，多路阀出油口连接有工作装置；发动机输出口联接有液压泵Ⅰ、液压泵Ⅱ、液压泵Ⅲ；液压泵Ⅰ出油口连接多路阀进油口；液压泵Ⅱ出油口通过电磁换向阀组连接多路阀合流口；液压泵Ⅲ出油口连接有转速感应控制阀，转速感应控制阀通过比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ对应连接在多路阀的两个控制端。本发明在不改变操作的情况下对液压系统进行功率控制，自动调节液压系统功率与发动机输出功率匹配，达到新的平衡，可以使得配备较小功率的整机选用较大流量的液压系统，增大整机环境适用性，同时可保护发动机，防止发动机熄火。

Description

一种滑移装载机功率控制液压系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种液压系统，具体涉及一种滑移装载机功率控制液压系统及控制方法，属于工程机械和工业车辆技术领域。
背景技术
滑移装载机是一种利用两侧车轮线速度差而实现车辆转向的轮式专用底盘设备。主要用于作业场地狭小、地面起伏不平、作业内容变换频繁的场合。为满足不同作业工况，滑移装载机配置了多种机具，如清扫器、铣刨机等，不同的机具对系统流量的需求不同，部分机具对系统流量的要求较大，同时，为了保证机具的顺利工作，系统压力通常设定为定值。因此，液压系统的功率将随着流量的增大而增大，直到达到发动机最大输出功率。如果发动机功率确定，则一般的滑移装载机的液压系统的最大流量也随之确定了，进而，其所用液压泵的最大排量也就确定了。如果选用液压泵的排量过大，当液压系统功率大于发动机最大输出功率时，会造成发动机的掉速，直至熄火。因此，如果想要更大的液压系统流量，则必须更换更大功率的发动机，这将不可避免的造成资源的浪费。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种滑移装载机功率控制液压系统及控制方法。本发明在不改变操作的情况下对液压系统进行功率控制，自动调节液压系统功率与发动机输出功率匹配，达到新的平衡，可以根据负载不同提供更大的液压系统流量和防止发动机熄火。
本发明通过以下技术方案实现：一种滑移装载机功率控制液压系统，包括多路阀，多路阀出油口连接有工作装置，多路阀回油口连接有液压油箱；
还包括与发动机输出口联接的液压泵Ⅰ、液压泵Ⅱ、液压泵Ⅲ，液压泵Ⅰ、液压泵Ⅱ、液压泵Ⅲ的吸油口连接液压油箱；
所述液压泵Ⅰ出油口连接多路阀进油口；
所述液压泵Ⅱ出油口连接有电磁换向阀组，电磁换向阀组连接多路阀合流口；
所述液压泵Ⅲ出油口连接有转速感应控制阀，转速感应控制阀的出油口分别连接有比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ；所述比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ出油口对应连接在多路阀的两个控制端，比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ回油口连接液压油箱。
其进一步是：所述液压泵Ⅰ、液压泵Ⅱ、液压泵Ⅲ通过连接轴并联；液压泵Ⅰ和液压泵Ⅱ的排量之和＞发动机额定功率/（发动机额定转速×液压系统压力）。
所述电磁换向阀组包括电磁换向阀和单向阀，电磁换向阀进油口、单向阀进油口分别连接压泵Ⅱ出油口；所述电磁换向阀出油口连接液压油箱；所述单向阀出油口连接多路阀合流口。
所述电磁换向阀为两位两通换向阀；电磁换向阀不得电时处于初始位，电磁换向阀处于初始位时，电磁换向阀进油口、出油口连通；电磁换向阀得电时处于工作位，电磁换向阀处于工作位时，电磁换向阀出油口向电磁换向阀进油口单向导通。
所述单向阀出油口连接有溢流阀Ⅰ，溢流阀Ⅰ连接液压油箱。
所述转速感应控制阀出油口的压力与发动机转速成正比。
所述转速感应控制阀连接有溢流阀Ⅱ，溢流阀Ⅱ连接液压油箱。
一种滑移装载机功率控制方法，
当车辆发动机发动后；
液压泵Ⅰ向多路阀供油；
液压泵通过转速感应控制阀向比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ提供控制油；
第一，工作装置需要较小流量时，电磁换向阀组不得电，液压泵Ⅱ输出的液压油过电磁换向阀组返回液压油箱；
第二，工作装置需要较大流量时，电磁换向阀组得电换向，液压泵Ⅱ提供的液压油与液压泵Ⅰ提供的液压油合流供给多路阀，
a、当液压系统功率低于发动机输出功率时，
控制发动机转速升高，转速感应控制阀的输出压力随着发动机转速的升高而增大，比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ提供的控制油压力增大，控制比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ换向后，推动多路阀工作装置联换向的最大先导压力增大，从而增加多路阀工作装置联的输出流量，增大液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，达到平衡；
b、当液压系统功率大于发动机输出功率时，
发动机转速自动下降，转速感应控制阀的输出压力随着发动机转速的下降而下降，比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ提供的控制油压力降低，控制比例电磁换向阀Ⅰ、比例电磁换向阀Ⅱ换向后，推动多路阀工作装置联换向的最大先导压力降低，从而减少多路阀工作装置联的输出流量，降低液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，发动机转速不再下降，达到新的平衡。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明滑移装载机功率控制液压系统，可以使得配备较小功率的整机选用较大流量的液压系统，也就是能选用较大排量的工作泵，增大整机环境适用性；同时，液压系统功率过大时，该系统可保护发动机，防止发动机熄火；具体的：
当液压系统功率低于发动机输出功率时，可以提升发动机转速或控制比例电磁换向阀增大系统流量，增大液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，实现在轻载的工况下提供更大的液压流量，加快工作装置的速度，提高工作效率，增加产品的适用性；
当液压系统功率高于发动机输出功率时，能自动降低液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，实现发动机的保护，防止发动机熄火，提高安全性。
附图说明
图1为本发明的系统示意图；
图中：液压泵Ⅰ1、液压泵Ⅱ2、液压泵Ⅲ3、液压油箱4、转速感应控制阀5、溢流阀Ⅱ51、电磁换向阀组6、电磁换向阀61、单向阀62、溢流阀Ⅰ63、比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8、多路阀9、工作装置10。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例一
结合图1所示，一种滑移装载机功率控制液压系统，包括多路阀9，多路阀9出油口连接有工作装置10，多路阀9回油口连接有液压油箱4。
液压泵Ⅰ1、液压泵Ⅱ2、液压泵Ⅲ3通过连接轴并联，且与发动机输出口联接；液压泵Ⅱ2选用较大排量，具体为：液压泵Ⅰ1和液压泵Ⅱ2的排量之和＞发动机额定功率/（发动机额定转速×液压系统压力）；
液压泵Ⅰ1出油口连接多路阀9进油口；
液压泵Ⅱ2出油口连接电磁换向阀组6；
电磁换向阀组6包括电磁换向阀61、单向阀62和溢流阀Ⅰ63。电磁换向阀61进油口、单向阀62进油口分别连接压泵Ⅱ2出油口。电磁换向阀61出油口连接液压油箱4。单向阀62出油口连接多路阀9合流口和溢流阀Ⅰ63，溢流阀Ⅰ63连接液压油箱4。电磁换向阀61为两位两通换向阀：电磁换向阀61不得电时处于初始位，电磁换向阀61处于初始位时，电磁换向阀61进油口、出油口连通；电磁换向阀61得电时处于工作位，电磁换向阀61处于工作位时，电磁换向阀61出油口向电磁换向阀61进油口单向导通，反向截止；
液压泵Ⅲ3出油口连接有转速感应控制阀5；
本实施例中，转速感应控制阀5出油口的压力与发动机转速成正比。转速感应控制阀5的出油口分别连接比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8，转速感应控制阀5还连接有溢流阀Ⅱ51，溢流阀Ⅱ51连接液压油箱4。比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8出油口对应连接在多路阀9的两个控制端，比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8回油口连接液压油箱4。
实施例二
一种滑移装载机功率控制方法，采用实施例一中的一种滑移装载机功率控制液压系统，步骤如下：
当车辆发动机发动后；
液压泵Ⅰ1向多路阀9供油；
液压泵3通过转速感应控制阀5向比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8提供控制油；此部分控制油压力与发动机转速相关，此时可控制比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8实现车辆在液压泵Ⅰ1，或者液压泵Ⅰ1和液压泵Ⅱ2提供的流量下工作；
第一，工作装置10需要较小流量时，电磁换向阀组6不得电，液压泵Ⅱ2输出的液压油过电磁换向阀组6返回液压油箱4；此时可控制比例电磁换向阀Ⅰ7或比例电磁换向阀Ⅱ8实现车辆在液压泵Ⅰ1提供的流量下工作；
第二，工作装置10需要较大流量时，电磁换向阀组6得电换向，液压泵Ⅱ2提供的液压油与液压泵Ⅰ1提供的液压油合流供给多路阀9，实现流量的增大，操控比例电磁换向阀Ⅰ7或比例电磁换向阀Ⅱ8使多路阀9工作装置联换向，此时，工作装置10可以在液压泵Ⅰ1和液压泵Ⅱ2共同提供的流量下工作；
a、无论何时，当液压系统功率低于发动机输出功率时，
控制发动机转速升高，转速感应控制阀5的输出压力随着发动机转速的升高而增大，比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8提供的控制油压力增大，控制比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8换向后，推动多路阀9工作装置联换向的最大先导压力增大，从而增加多路阀9工作装置联的输出流量，增大液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，达到平衡；实现在轻载的工况下提供更大的液压流量，加快工作装置10的速度，提高工作效率，并增加产品的适用性；
b、当液压系统功率大于发动机输出功率时，
发动机转速自动下降，转速感应控制阀5的输出压力随着发动机转速的下降而下降，比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8提供的控制油压力降低，控制比例电磁换向阀Ⅰ7、比例电磁换向阀Ⅱ8换向后，推动多路阀9工作装置联换向的最大先导压力降低，从而减少多路阀9工作装置联的输出流量，降低液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，发动机转速不再下降，达到新的平衡。实现发动机的保护，防止发动机熄火，提高安全性。
举例说明本实施例的技术效果：
常规车辆中，如选定发动机额定功率40kW，液压系统设定压力20MPa，此时液压系统流量就必须在120L/min以下，否则最大液压功率将大于发动机功率，会导致发动机掉速，直至熄火。当车辆轻载工作时（比如液压系统压力为10MPa），此时液压系统最大功率只能为10×120/60=20KW，最大输出流量为120L/min。
采用本实施例系统车辆，如选定发动机额定功率40KW，液压系统设定压力20MPa，最大液压系统流量选择为300L/min，当车辆轻载工作时（比如液压系统压力为10MPa），此时可以控制比例电磁换向阀加大液压流量，液压功率最大能到10×240/60=40KW，最大输出流量为240L/min；
当控制比例电磁换向阀进一步增大液压系统流量超过240L/min时，此时液压功率超过发动机功率，发动机掉速，转速感应控制阀的输出压力随着发动机转速的下降而下降，即推动多路阀工作装置联换向的最大先导压力降低，从而减少多路阀工作装置联的输出流量。液压系统流量的降低导致液压系统功率的降低。直至液压系统功率与发动机功率匹配，发动机转速不再下降，达到新的平衡。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，如将转速感应控制阀5集成在液压泵中，或者将比例电磁换向阀Ⅰ7与比例电磁换向阀Ⅱ8集成在多路阀9中等，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种滑移装载机功率控制液压系统，包括多路阀（9），多路阀（9）出油口连接有工作装置（10），多路阀（9）回油口连接有液压油箱（4）；
其特征在于：
还包括与发动机输出口联接的液压泵Ⅰ（1）、液压泵Ⅱ（2）、液压泵Ⅲ（3），液压泵Ⅰ（1）、液压泵Ⅱ（2）、液压泵Ⅲ（3）的吸油口连接液压油箱（4）；
所述液压泵Ⅰ（1）出油口连接多路阀（9）进油口；
所述液压泵Ⅱ（2）出油口连接有电磁换向阀组（6），电磁换向阀组（6）连接多路阀（9）合流口；
所述液压泵Ⅲ（3）出油口连接有转速感应控制阀（5），转速感应控制阀（5）的出油口分别连接有比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）；所述比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）出油口对应连接在多路阀（9）的两个控制端，比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）回油口连接液压油箱（4）。
2.根据权利要求1所述的一种滑移装载机功率控制液压系统，其特征在于：所述液压泵Ⅰ（1）、液压泵Ⅱ（2）、液压泵Ⅲ（3）通过连接轴并联；液压泵Ⅰ（1）和液压泵Ⅱ（2）的排量之和＞发动机额定功率/（发动机额定转速×液压系统压力）。
3.根据权利要求1所述的一种滑移装载机功率控制液压系统，其特征在于：所述电磁换向阀组（6）包括电磁换向阀（61）和单向阀（62），电磁换向阀（61）进油口、单向阀（62）进油口分别连接液压泵Ⅱ（2）出油口；所述电磁换向阀（61）出油口连接液压油箱（4）；所述单向阀（62）出油口连接多路阀（9）合流口。
4.根据权利要求3所述的一种滑移装载机功率控制液压系统，其特征在于：所述电磁换向阀（61）为两位两通换向阀；电磁换向阀（61）不得电时处于初始位，电磁换向阀（61）处于初始位时，电磁换向阀（61）进油口、出油口连通；电磁换向阀（61）得电时处于工作位，电磁换向阀（61）处于工作位时，电磁换向阀（61）出油口向电磁换向阀（61）进油口单向导通。
5.根据权利要求3所述的一种滑移装载机功率控制液压系统，其特征在于：所述单向阀（62）出油口连接有溢流阀Ⅰ（63），溢流阀Ⅰ（63）连接液压油箱（4）。
6.根据权利要求1所述的一种滑移装载机功率控制液压系统，其特征在于：所述转速感应控制阀（5）出油口的压力与发动机转速成正比。
7.根据权利要求6所述的一种滑移装载机功率控制液压系统，其特征在于：所述转速感应控制阀（5）连接有溢流阀Ⅱ（51），溢流阀Ⅱ（51）连接液压油箱（4）。
8.一种滑移装载机功率控制方法，采用权利要求1至7任一所述的一种滑移装载机功率控制液压系统，其特征在于：
当车辆发动机发动后；
液压泵Ⅰ（1）向多路阀（9）供油；
液压泵（3）通过转速感应控制阀（5）向比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）提供控制油；
第一，工作装置（10）需要小流量时，电磁换向阀组（6）不得电，液压泵Ⅱ（2）输出的液压油过电磁换向阀组（6）返回液压油箱（4）；
第二，工作装置（10）需要大流量时，电磁换向阀组（6）得电换向，液压泵Ⅱ（2）提供的液压油与液压泵Ⅰ（1）提供的液压油合流供给多路阀（9），
a、当液压系统功率低于发动机输出功率时，
控制发动机转速升高，转速感应控制阀（5）的输出压力随着发动机转速的升高而增大，比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）提供的控制油压力增大，控制比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）换向后，推动多路阀（9）工作装置联换向的最大先导压力增大，从而增加多路阀（9）工作装置联的输出流量，增大液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，达到平衡；
b、当液压系统功率大于发动机输出功率时，
发动机转速自动下降，转速感应控制阀（5）的输出压力随着发动机转速的下降而下降，比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）提供的控制油压力降低，控制比例电磁换向阀Ⅰ（7）、比例电磁换向阀Ⅱ（8）换向后，推动多路阀（9）工作装置联换向的最大先导压力降低，从而减少多路阀（9）工作装置联的输出流量，降低液压系统功率，直至液压系统功率与发动机功率匹配，发动机转速不再下降，达到新的平衡。
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Legal Events

Date Code Title Description
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Denomination of invention: A Power Control Hydraulic System and Control Method for Skid Steer Loader

Effective date of registration: 20221228

Granted publication date: 20220222

Pledgee: Xugong Group Finance Co.,Ltd.

Pledgor: XCMG CONSTRUCTION MACHINERY Co.,Ltd. SCIENCE AND TECHNOLOGY BRANCH

Registration number: Y2022320000796