CN113882444B - 一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统以及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统以及挖掘机，包括负载敏感泵、推土铲油缸、负载敏感阀和工位切换机构；所述负载敏感阀包括四位换向阀；所述四位换向阀在第一工位时，所述推土铲油缸大腔B口进油，小腔A口回油，控制推土铲下降；所述四位换向阀在第二工位时，所述推土铲油缸小腔A口进油，大腔B口回油，控制推土铲上升；所述四位换向阀在第三工位时，所述推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱相连通，实现推土铲浮动功能。本发明解决现有挖掘机推土铲不具备浮动功能的问题，同时采用换向阀集成的方式，无需在换向阀和推土铲油缸之间外接高压电磁换向阀液压元件，因采用元件集成的方式，节省空间，成本降低。

Description

一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统以及挖掘机

技术领域

本发明涉及工程机械液压技术领域，尤其涉及一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统以及挖掘机。

背景技术

随着挖掘机液压系统不断升级迭代，液压系统的设计越来越追求创新性和多样化。对于一些挖掘机，为了实现快速推铲平地作业，还装有推土铲。目前市场上的挖掘机推土铲都是通过推土铲油缸的伸缩控制上升与下降，在该系推土液压系统中的推土铲不具有浮动功能，在沟渠回填和场地平整作业时效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统以及挖掘机，解决现有挖掘机推土铲不具备浮动功能的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明提供了一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统，包括负载敏感泵、推土铲油缸、负载敏感阀和工位切换机构；

所述负载敏感阀包括四位换向阀；

所述四位换向阀至少具有能够切换的第一工位、第二工位和第三工位；

所述四位换向阀在第一工位时，所述负载敏感泵的P口与所述推土铲油缸的A口连通，所述推土铲油缸的B口与油箱连通，所述推土铲油缸大腔B口进油，小腔A口回油，控制推土铲下降；

所述四位换向阀在第二工位时，所述负载敏感泵的P口与所述推土铲油缸的B口连通，所述推土铲油缸的A口与油箱连通，所述推土铲油缸小腔A口进油，大腔B口回油，控制推土铲上升；

所述四位换向阀在第三工位时，所述推土铲油缸的A口、B口与负载敏感阀的T口连通，所述推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱相连通，实现推土铲浮动功能；

所述工位切换机构被配置为根据负载压力反馈或手柄信号输出对所述四位换向阀的工位进行切换选择。

进一步地，所述工位切换机构包括推土先导阀，所述推土先导阀的1口和2口分别与所述四位换向阀的a口和b口对应相导通；

当控制先导压力处于第一阶段0-极限定位设定值时，先导油通过所述推土先导阀的1口进入b口推动所述四位换向阀的阀芯向左移动，所述四位换向阀处于右一位，此时推土铲油缸大腔进油，小腔回油，控制推土铲下降；

先导油通过所述推土先导阀的2口进入a口推动所述四位换向阀的阀芯向右移动，所述四位换向阀处于左位，此时推土铲油缸小腔进油，大腔回油，控制推土铲上升；

当控制先导压力处于第二阶段大于极限定位设定值时，所述推土先导阀进入极限定位，先导油通过所述推土先导阀的1口进入b口推动所述四位换向阀的阀芯向左移动，所述四位换向阀处于右二位，此时推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱相连通，实现推土铲浮动功能。

进一步地，所述推土液压系统还包括先导压力反馈管路和负载压力反馈管路；

所述先导压力反馈管路和负载压力反馈管路通过梭阀与所述负载敏感泵的压力反馈PL口相连通；所述梭阀和所述负载敏感阀的LS口分别与所述负载压力反馈管路相连通；

所述梭阀和所述四位换向阀的b口分别与所述先导压力反馈管路相连通，所述负载敏感阀的T口连通油箱；

当挖掘机在使用浮动功能进行沟渠回填和场地平整作业时，负载压力PLS大于先导压力Pbls，所述负载压力反馈管路的LS口与所述负载敏感泵的PL口相导通，保证正常工况的负载压力反馈，控制负载敏感泵的压力和流量输出；

当挖掘机处于怠速工况时，先导压力Pbls大于负载压力PLS，所述先导压力反馈管路的bls口与负载敏感泵的PL口相导通，控制所述负载敏感泵的输出压力大于所述四位换向阀处于右二位时的先导压力，使所述四位换向阀始终处于右二位，保持所述推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱相连通，实现推土铲浮动功能。

进一步地，所述推土铲油缸的大腔B口与所述负载敏感阀的B1口连通，所述推土铲油缸的小腔A口与所述负载敏感阀的A1口连通，所述负载敏感泵的P口与所述负载敏感阀的P1口连通。

进一步地，所述工位切换机构包括电控推土手柄、控制器、第一先导电磁阀和第二先导电磁阀，所述控制器根据所述电控推土手柄输出的信号，来判断当前的手柄状态，然后通过控制第一先导电磁阀和第二先导电磁阀来推动所述四位换向阀切换工位，从而实现推土铲的上升、下降及浮动。

进一步地，所述第一先导电磁阀和第二先导电磁阀分别与所述四位换向阀的a口和b口对应相导通；

所述电控推土手柄处于中位时，所述控制器无输出，所述四位换向阀处于中位；

所述电控推土手柄输出a口控制信号时，所述控制器控制第一电磁阀开启，推动所述四位换向阀左位导通，所述推土铲油缸的B口与油箱连通，此时所述推土铲油缸小腔进油，大腔回油，推土铲上升；

所述推土手柄输出b口控制信号且未输出推土悬浮信号时，所述控制器控制所述第二先导电磁阀开度，推动所述四位换向阀右一位导通，所述推土铲油缸的A口与油箱连通，此时推土铲油缸大腔进油，小腔回油，推土铲下降；

所述推土手柄输出推土悬浮信号时，所述控制器控制所述先导电磁阀开度，推动所述四位换向阀右二位导通，此时推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱处于导通状态，推土铲浮动功能打开。

本发明提供了一种挖掘机，包括挖掘机本体和如上述的带有推土铲浮动功能的推土液压系统，所述推土液压系统设于所述挖掘机本体上。

本发明的有益效果：

本发明解决现有挖掘机推土铲不具备浮动功能的问题；同时采用换向阀集成的方式，无需在换向阀和推土铲油缸之间外接高压电磁换向阀液压元件，因采用元件集成的方式，节省空间，成本降低。

附图说明

图1为根据本发明实施例提供的带有推土铲浮动功能的推土液压系统的液压原理图一；

图2为根据本发明实施例提供的带有推土铲浮动功能的推土液压系统中四位换向阀b口压力—行程控制曲线图；

图3为根据本发明实施例提供的带有推土铲浮动功能的推土液压系统中推土先导阀1口压力—顶杆行程控制曲线图；

图4为根据本发明实施例提供的带有推土铲浮动功能的推土液压系统的液压原理图二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

参照图1-图3，本发明提供了一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统，包括负载敏感泵1、负载敏感阀2、推土铲油缸3、推土先导阀8和反馈管路，负载敏感阀2包括四位换向阀23、压力补偿阀22和卸荷阀21，负载敏感泵1包括柱塞泵和负载反馈调节装置，推土铲油缸3包括油缸大腔和油缸小腔，推土先导阀8包括单侧极限定位，反馈管路包括梭阀6、负载压力反馈管路5和先导压力反馈管路4，推土铲油缸大腔B口与负载敏感阀B1口连通，推土铲油缸小腔A口与负载敏感阀A1口连通，负载敏感泵P口与负载敏感阀P1口连通，梭阀6与负载敏感泵压力反馈口PL相连通，负载压力反馈管路5分别与梭阀6和负载敏感阀LS口相连通，先导压力反馈管路4分别与梭阀6和四位换向阀先导口b相连通，推土先导阀1口和2口分别与四位换向阀a口和b口相导通，负载敏感阀T口与油箱相连通。若四位换向阀23处于左位，即负载敏感泵P口与推土铲油缸3的A口连通，推土铲油缸3的B口与油箱连通，此时推土铲油缸3小腔进油，大腔回油。若四位换向阀23处于右一位，即负载敏感泵P口与推土铲油缸3的B口连通，推土铲油缸3的A口与油箱7连通，此时推土铲油缸3大腔进油，小腔回油。若四位换向阀23处于右二位，即推土铲油缸3的A口、B口与负载敏感阀T口连通，此时推土铲油缸3大小腔与油箱处于导通状态，推土铲浮动功能打开，从而提高挖掘机在沟渠回填和场地平整作业时的工作效率。

上述推土先导阀8为液控先导阀，并且带有单侧极限定位功能，可以实现极限压力锁紧控制。

上述四位换向阀23为推土先导阀输出的先导压力控制，实现换向阀的换向。

本发明中的推土液压系统，包括负载敏感泵1、推土铲油缸3、四位换向阀23，负载敏感泵1根据负载压力反馈输出高压油液，经四位换向阀23分别与推土铲油缸3小腔A口或大腔B口相连通，通过控制四位换向阀23换向，进一步的控制推土铲的上升、下降和浮动。

在上述液压系统中，所述四位换向阀23的先导压力与阀芯行程对应关系如图2所示，当先导压力为第一阶段0-25bar时，控制阀芯处于左位或右一位，实现推土铲的上升或下降，当先导压力为第二阶段大于25bar时，控制阀芯处于右二位，实现推土铲的浮动。

在上述液压系统中，还包括推土先导阀8，所述推土先导阀1口控制压力与顶杆行程对应关系如图3所示，当推土先导阀顶杆行程处于0-6mm时，控制先导压力为0-25bar；当顶杆行程大于6mm时，进入极限定位，控制先导压力大于25bar。当控制先导压力处于第一阶段0-25bar时，先导油通过先导阀1口进入b口推动阀芯向左移动，四位换向阀23处于右一位，此时推土铲油缸3大腔进油，小腔回油；先导油通过先导阀2口进入a口推动阀芯向右移动，四位换向阀23处于左位，此时推土铲油缸3小腔进油，大腔回油。当控制先导压力处于第二阶段大于25bar时，推土先导阀8进入极限定位，先导油通过先导阀1口进入b口推动阀芯向左移动，四位换向阀23处于右二位，此时推土铲油缸3的A口、B口与油箱T口相连通，实现推土铲浮动功能。

在上述液压系统中，还包括先导压力反馈管路4和负载压力反馈管路5，所述先导压力反馈管路4和负载压力反馈管路5通过梭阀6与负载敏感泵1的压力反馈PL口相连通。当挖掘机在使用浮动功能进行沟渠回填和场地平整作业时，负载压力PLS大于先导压力Pbls，负载压力反馈管路5的LS口与负载敏感泵1的PL口相导通，保证正常工况的负载压力反馈，控制负载敏感泵1的压力和流量输出。当挖掘机处于怠速工况时，先导压力Pbls大于负载压力PLS，先导压力反馈管路4的bls口与负载敏感泵1的PL口相导通，控制负载敏感泵1的输出压力大于四位换向阀23处于右二位时的先导压力，使四位换向阀23始终处于右二位，保证推土铲油缸3的A口、B口与油箱T口相连通，一直实现推土铲浮动功能。

参照图4，本发明的先导液控部分还可以通过电控实现，选用电控推土手柄12，控制器11根据电控推土手柄12输出的信号，来判断当前的手柄状态，然后通过控制第一先导电磁阀9和第二先导电磁阀10来推动四位换向阀23移动，从而实现推土铲的上升、下降及浮动。

电控推土手柄12处于中位时，控制器11无输出，四位换向阀23处于中位；

电控推土手柄12输出a口控制信号时，控制器11控制电磁阀9开启，推动四位换向阀23左位导通，泵P口与推土铲油缸A口连通，推土铲油缸B口与油箱连通，此时推土铲油缸小腔进油，大腔回油，推土铲上升；

电控推土手柄12输出b口控制信号,且未输出推土悬浮信号时，控制器12控制第二先导电磁阀10开度，推动四位换向阀23右一位导通，即泵P口与推土铲油缸B口连通，推土铲油缸A口与油箱连通，此时推土铲油缸大腔进油，小腔回油，推土铲下降。

电控推土手柄12输出推土悬浮信号时，控制器12控制第二先导电磁阀10开度，推动四位换向阀23右二位导通，即推土铲油缸A口、B口与T口连通，此时推土铲油缸大小腔与油箱处于导通状态，推土铲浮动功能打开。

本发明中控制器采集电控推土手柄12状态(上升、下降、悬浮)的信号不限于常用的PWM信号，能准确识别出当前推土手柄要求的工作状态即可。控制器11控制第二先导电磁阀10时，可通过控制其开度大小来，控制推动四位换向阀23的导通位为右一或者右二。b口压力的行程控制曲线可参考图2。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统，其特征在于，包括负载敏感泵、推土铲油缸、负载敏感阀和工位切换机构；

所述负载敏感阀包括四位换向阀；

所述四位换向阀至少具有能够切换的第一工位、第二工位和第三工位；

所述四位换向阀在第一工位时，所述负载敏感泵的P口与所述推土铲油缸的A口连通，所述推土铲油缸的B口与油箱连通，所述推土铲油缸大腔B口进油，小腔A口回油，控制推土铲下降；

所述四位换向阀在第二工位时，所述负载敏感泵的P口与所述推土铲油缸的B口连通，所述推土铲油缸的A口与油箱连通，所述推土铲油缸小腔A口进油，大腔B口回油，控制推土铲上升；

所述四位换向阀在第三工位时，所述推土铲油缸的A口、B口与负载敏感阀的T口连通，所述推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱相连通，实现推土铲浮动功能；

所述工位切换机构被配置为根据负载压力反馈或手柄信号输出对所述四位换向阀的工位进行切换选择；

所述推土液压系统还包括先导压力反馈管路和负载压力反馈管路；

所述先导压力反馈管路和负载压力反馈管路通过梭阀与所述负载敏感泵的压力反馈PL口相连通；所述梭阀和所述负载敏感阀的LS口分别与所述负载压力反馈管路相连通；

所述梭阀和所述四位换向阀的b口分别与所述先导压力反馈管路相连通，所述负载敏感阀的T口连通油箱；

当挖掘机在使用浮动功能进行沟渠回填和场地平整作业时，负载压力PLS大于先导压力Pbls，所述负载压力反馈管路的LS口与所述负载敏感泵的PL口相导通，保证正常工况的负载压力反馈，控制负载敏感泵的压力和流量输出；

当挖掘机处于怠速工况时，先导压力Pbls大于负载压力PLS，所述先导压力反馈管路的bls口与负载敏感泵的PL口相导通，控制所述负载敏感泵的输出压力大于所述四位换向阀处于右二位时的先导压力，使所述四位换向阀始终处于右二位，保持所述推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱相连通，实现推土铲浮动功能。

2.根据权利要求1所述的一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统，其特征在于，所述工位切换机构包括推土先导阀，所述推土先导阀的1口和2口分别与所述四位换向阀的a口和b口对应相导通；

当控制先导压力处于第一阶段0-极限定位设定值时，先导油通过所述推土先导阀的1口进入b口推动所述四位换向阀的阀芯向左移动，所述四位换向阀处于右一位，此时推土铲油缸大腔进油，小腔回油，控制推土铲下降；

先导油通过所述推土先导阀的2口进入a口推动所述四位换向阀的阀芯向右移动，所述四位换向阀处于左位，此时推土铲油缸小腔进油，大腔回油，控制推土铲上升；

当控制先导压力处于第二阶段大于极限定位设定值时，所述推土先导阀进入极限定位，先导油通过所述推土先导阀的1口进入b口推动所述四位换向阀的阀芯向左移动，所述四位换向阀处于右二位，此时推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱相连通，实现推土铲浮动功能。

3.根据权利要求1所述的一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统，其特征在于，所述推土铲油缸的大腔B口与所述负载敏感阀的B1口连通，所述推土铲油缸的小腔A口与所述负载敏感阀的A1口连通，所述负载敏感泵的P口与所述负载敏感阀的P1口连通。

4.根据权利要求1所述的一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统，其特征在于，所述工位切换机构包括电控推土手柄、控制器、第一先导电磁阀和第二先导电磁阀，所述控制器根据所述电控推土手柄输出的信号，来判断当前的手柄状态，然后通过控制第一先导电磁阀和第二先导电磁阀来推动所述四位换向阀切换工位，从而实现推土铲的上升、下降及浮动。

5.根据权利要求4所述的一种带有推土铲浮动功能的推土液压系统，其特征在于，所述第一先导电磁阀和第二先导电磁阀分别与所述四位换向阀的a口和b口对应相导通；

所述电控推土手柄处于中位时，所述控制器无输出，所述四位换向阀处于中位；

所述电控推土手柄输出a口控制信号时，所述控制器控制第一电磁阀开启，推动所述四位换向阀左位导通，所述推土铲油缸的B口与油箱连通，此时所述推土铲油缸小腔进油，大腔回油，推土铲上升；

所述推土手柄输出b口控制信号且未输出推土悬浮信号时，所述控制器控制所述第二先导电磁阀开度，推动所述四位换向阀右一位导通，所述推土铲油缸的A口与油箱连通，此时推土铲油缸大腔进油，小腔回油，推土铲下降；

所述推土手柄输出推土悬浮信号时，所述控制器控制所述先导电磁阀开度，推动所述四位换向阀右二位导通，此时推土铲油缸的小腔A口、大腔B口与油箱处于导通状态，推土铲浮动功能打开。

6.一种挖掘机，其特征在于，包括挖掘机本体和如权利要求1 至5中任一项所述的带有推土铲浮动功能的推土液压系统，所述推土液压系统设于所述挖掘机本体上。

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