CN115653045A

CN115653045A - 一种挖掘机合流阀及控制方法

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Publication number: CN115653045A
Application number: CN202211440331.8A
Authority: CN
Inventors: 周开坤; 石立京; 史继江; 李县军; 刘邓; 唐晓鹏; 刘松阳; 李寿鹏; 吕建森; 孙文庆; 李文琦; 胡彦龙
Original assignee: Xuzhou XCMG Mining Machinery Co Ltd
Current assignee: Xuzhou XCMG Mining Machinery Co Ltd
Priority date: 2022-11-17
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2023-01-31

Abstract

一种挖掘机合流阀及控制方法，包括主泵，主泵通过主阀连接有铲斗油缸，主阀还来连接有合流阀，合流阀的出油端连接有特殊机具；主阀包括备用工作联和铲斗工作联；合流阀包括换向阀Ⅰ、换向阀Ⅱ、单向节流阀Ⅰ和单向节流阀Ⅱ；备用工作联通过换向阀Ⅱ连接铲斗油缸和特殊机具；系统的先导液压油通过换向阀Ⅰ与备用工作联和换向阀Ⅰ的控制端连接在一起。本发明的挖掘机合流阀及控制方法，根据特殊机具和铲斗先导信号自动控制备用工作联向特殊机具供油或者向铲斗油缸供油，提高机器的工作效率；用户切换特殊机具和铲斗时无需更换管路，方便快捷。

Description

一种挖掘机合流阀及控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体是一种挖掘机合流阀及控制方法。

背景技术

目前国内中大型挖掘机普遍采用双泵双回路液压系统，一般挖掘机有动臂、斗杆、铲斗、回转、左行走、右行走六个基本动作和附加铲斗使用的特殊机具动作，共七个动作。动臂和斗杆动作需要大量的工作油，以此各设有两个工作联由两个泵同时供油，其他动作均为一个工作联供油。挖掘机在实际工作中如果铲斗的速度较低，会影响整机协调性，虽然主阀内部也设有铲斗合流单向阀，但是内部合流后流量只通过一个工作联控制，压力损失较大。国内外也有很多厂家将备用工作联通过外部管路合流到铲斗，这样就需要设计两套管路，当配置铲斗或配置特殊机具时需更换管路，而且配置特殊机具时铲斗油缸仍然是由一个工作联供油，不能满足使用要求。

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，解决挖掘机铲斗油缸速度较慢、备用工作联不能充分利用、用户切换特殊机具和铲斗时更换管路较为复杂的问题，提供一种结构简单、效果良好的挖掘机合流阀及控制方法。

本发明是以如下技术方案实现的：一种挖掘机合流阀，包括主泵，所述主泵通过主阀连接有铲斗油缸，所述主阀还来连接有合流阀，所述合流阀的出油端连接有特殊机具；

所述主泵包括主泵Ⅰ和主泵Ⅱ；

所述主阀包括备用工作联和铲斗工作联；

所述合流阀包括换向阀Ⅰ、换向阀Ⅱ、单向节流阀Ⅰ和单向节流阀Ⅱ；

其中，所述主泵Ⅱ通过铲斗工作联连接铲斗油缸；所述主泵Ⅰ与备用工作联连接在一起，所述备用工作联通过换向阀Ⅰ连接铲斗油缸和特殊机具；系统的先导液压油通过换向阀Ⅱ与备用工作联和换向阀Ⅰ的控制端连接在一起。

其进一步是：所述备用工作联和铲斗工作联为三位四通液控换向阀。

所述备用工作联的两个液控端通过换向阀Ⅱ与铲斗先导阀和特殊机具先导阀连接在一起，所述铲斗工作联的两个液控端与铲斗先导阀连接在一起。

所述换向阀Ⅰ为两位五通液控换向阀，所述换向阀Ⅱ为两位六通液控换向阀。

所述换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ的一个控制端与特殊机具先导阀连接在一起，所述换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ的另一个控制端连接弹簧。

所述单向节流阀Ⅰ和单向节流阀Ⅱ包括并联的单向阀和节流阀。

所述单向节流阀Ⅰ设置在换向阀Ⅰ的控制端与特殊机具先导阀之间，所述单向节流阀Ⅱ设置在换向阀Ⅱ的出油端与油箱之间。

一种挖掘机合流阀及控制方法，包括如下步骤：

当铲斗动作，特殊机具无动作时：

S1、铲斗先导阀给提供先导液压油；

S2、换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ处于初始状态；

S3、备用工作联的出油端通过换向阀Ⅰ与铲斗工作联的出油端连接在一起，备用工作联的控制端通过换向阀Ⅱ与铲斗先导阀连接在一起；

S4、备用工作联与铲斗工作联同时换向并同时向铲斗油缸供油；

当特殊机具动作时：

T1、特殊机具先导阀向系统输送先导液压油；

T2、换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ在特殊机具先导阀供给的先导液压油作用下切换工作位；

T3、备用工作联的出油端通过换向阀Ⅰ与特殊机具连接在一起，备用工作联的控制端通过换向阀Ⅱ与特殊机具先导阀连接在一起；

T4、主泵Ⅰ向特殊机具供油，特殊机具动作。

本发明具有以下优点：本发明的挖掘机合流阀及控制方法，根据特殊机具和铲斗先导信号自动控制备用工作联向特殊机具供油或者向铲斗油缸供油，提高机器的工作效率；用户切换特殊机具和铲斗时无需更换管路，方便快捷。

附图说明

图1是本发明的液压原理示意图；

图2是本发明合流阀的结构示意图；

图中：1.1、主泵Ⅰ，1.2主泵Ⅱ，2、主阀，2.1、备用工作联，2.2、铲斗工作联，3、合流阀，3.1、换向阀Ⅰ，3.2、换向阀Ⅱ，3.3、单向节流阀Ⅰ，3.4、单向节流阀Ⅱ，4、铲斗油缸，5、特殊机具。

具体实施方式

以下结合附图对本发明专利的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

如图1至图2所示的一种挖掘机合流阀，包括主泵，所述主泵包括主泵Ⅰ1.1和主泵Ⅱ1.2；所述主泵通过主阀2连接有铲斗油缸4，所述主阀2包括备用工作联2.1和铲斗工作联2.2；所述主阀2还来连接有合流阀3，所述合流阀3的出油端连接有特殊机具5；本发明的液压系统为多泵多回路液压系统，即至少包括两个泵，主阀至少包括两个工作联；特殊机具只有一个动作方向，且回油为不经过主阀的单独回油。

如图1至图2所示的一种挖掘机合流阀，所述主泵Ⅱ1.2通过铲斗工作联2.2连接铲斗油缸4；所述主泵Ⅰ1.1与备用工作联2.1连接在一起，所述备用工作联2.1通过换向阀Ⅰ3.1连接铲斗油缸4和特殊机具5；所述备用工作联2.1和铲斗工作联2.2为三位四通液控换向阀；所述备用工作联2.1的两个液控端通过换向阀Ⅱ3.2与铲斗先导阀和特殊机具先导阀连接在一起，所述铲斗工作联2.2的两个液控端与铲斗先导阀连接在一起。本发明的备用工作联2.1和铲斗工作联2.2分别连接主泵Ⅰ1.1和主泵Ⅱ1.2，主泵Ⅰ1.1通过备用工作联2.1输出液压油，备用工作联2.1的出油端通过换向阀Ⅰ3.1与铲斗油缸4和特殊机具5连接在一起，换向阀Ⅰ3.1切换工作位，主泵Ⅰ1.1向铲斗油缸4或特殊机具5供油；主泵Ⅱ1.2通过铲斗工作联2.2直接给铲斗油缸供油；备用工作联2.1的控制端供油由换向阀Ⅱ3.2控制，换向阀Ⅱ3.2处于不同的工作位，备用工作联2.1的控制端由铲斗先导阀或特殊机具先导阀供油，铲斗工作联2.2的控制端直接与铲斗先导阀连接在一起，铲斗工作联2.2的动作直接由铲斗先导阀控制。

如图1至图2所示的一种挖掘机合流阀，所述合流阀3包括换向阀Ⅰ3.1、换向阀Ⅱ3.2、单向节流阀Ⅰ3.3和单向节流阀Ⅱ3.4；所述换向阀Ⅰ3.1为两位五通液控换向阀，所述换向阀Ⅱ3.2为两位六通液控换向阀；所述换向阀Ⅰ3.1和换向阀Ⅱ3.2的一个控制端与特殊机具先导阀连接在一起，所述换向阀Ⅰ3.1和换向阀Ⅱ3.2的另一个控制端连接弹簧。系统的先导液压油通过换向阀Ⅱ3.2与备用工作联2.1和换向阀Ⅰ3.1的控制端连接在一起。本发明的换向阀Ⅰ3.1为两位五通液控换向阀，具有使油口A1、B1与A2、B2相连通的第一位置，和使A1与A3相连通、B1被封闭的第二位置，还具有使换向阀换向的控制腔与弹簧腔，其中控制腔通过单向节流阀Ⅰ与油口X0连通、弹簧腔与油箱连通，换向阀Ⅰ3.1在油口X0液压油的控制下切换工作位，用以切换备用工作联2.1出油端的连接方向；换向阀Ⅱ3.2具有使油口X3、X4分别与油口X1、X2分别连通的第一位置，具有使油口X3与油口X0连通油口X4与回油口T连通的第二位置；还具有使换向阀换向的控制腔与弹簧腔，其中控制腔与油口X0连通、弹簧腔与油箱连通，换向阀Ⅱ3.2在油口X0液压油的控制下切换工作位，用以切换备用工作联2.1控制端液压油的连接方向；其中，X0接特殊机具先导阀，油口X1、X2接铲斗先导阀并分别油口X6、X5连通。

如图1至图2所示的一种挖掘机合流阀，所述单向节流阀Ⅰ3.3和单向节流阀Ⅱ3.4包括并联的单向阀和节流阀；所述单向节流阀Ⅰ3.3设置在换向阀Ⅰ3.1的控制端与特殊机具先导阀之间，所述单向节流阀Ⅱ3.4设置在换向阀Ⅱ3.2的出油端与油箱之间。本发明的单向节流阀Ⅰ3.3设置在换向阀Ⅰ3.1的控制腔和油口X0之间，使换向阀Ⅰ3.1控制腔进油时可以快速进油，控制腔泄油时具有节流效果；单向节流阀Ⅱ3.4设置在换向阀Ⅱ3.2的出油端和油箱之间，且换向阀Ⅱ3.2处于第二位置时备用工作联先导端X8泄油时具有节流效果，进油时可以快速进油；在X0有压力时，换向阀Ⅰ3.1快速打开，备用工作联先导端X8在单向节流阀Ⅱ的作用下缓慢打开避免产生压力冲击及误动作；停止破碎先导阀时，备用工作联可快速回到中位，换向阀Ⅰ在单向节流阀Ⅰ的作用下缓慢复位避免误动作。

一种挖掘机合流阀及控制方法，当X0无压力信号，换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ处于初始位置，控制X1或X2压力使备用工作联与铲斗工作联同时换向并同时向铲斗油缸供油；当XO有压力信号，换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ切换工作位，同时X0通过换向阀Ⅱ控制备用工作联换向并向特殊机具供油，具体包括如下步骤：

当铲斗动作，特殊机具无动作时：

S1、铲斗先导阀给提供先导液压油；

S2、换向阀Ⅰ3.1和换向阀Ⅱ3.2处于初始状态；

S3、备用工作联2.1的出油端通过换向阀Ⅰ3.1与铲斗工作联2.2的出油端连接在一起，备用工作联2.1的控制端通过换向阀Ⅱ3.2与铲斗先导阀连接在一起；

S4、备用工作联2.1与铲斗工作联2.2同时换向并同时向铲斗油缸4供油；

具体的，结合图1和图2说明，挖掘机配置特殊机具（以破碎锤为例）时，如果破碎先导阀不动作，油口XO无压力油, 换向阀Ⅰ与换向阀Ⅱ都处在初始位置，A1、B1通过换向阀Ⅰ与铲斗工作联的A4、B4合流给铲斗油缸供油；油口X1与铲斗工作联先导端X10连通同时通过换向阀Ⅱ与备用工作联先导端X8连通；油口X2与铲斗工作联先导端X9连通同时通过换向阀Ⅱ与备用工作联先导端X7连通；当操作铲斗先导阀可以控制X1、X2的压力来驱动备用工作联和铲斗工作联同时给铲斗油缸供油。

当特殊机具动作时：

T1、特殊机具先导阀向系统输送先导液压油；

T2、换向阀Ⅰ3.1和换向阀Ⅱ3.2在特殊机具先导阀供给的先导液压油作用下换位；

T3、备用工作联2.1的出油端通过换向阀Ⅰ3.1与特殊机具5连接在一起，备用工作联2.1的控制端通过换向阀Ⅱ3.2与特殊机具先导阀连接在一起；

T4、主泵Ⅰ1.1向特殊机具5供油，特殊机具5动作。

具体的，结合图1和图2说明，如果破碎先导阀动作，通过操纵破碎先导阀控制油口X0压力，油口X0压力作用在换向阀Ⅰ与换向阀Ⅱ的控制端使换向阀Ⅰ与换向阀Ⅱ处在第二位置；此时油口X0压力油通过换向阀Ⅱ作用到备用工作联先导端X7，备用工作联先导端X8液压油通过换向阀Ⅱ回油箱，使备用工作联给破碎供油。

同时，换向阀Ⅱ换向过程X0液压油通过换向阀Ⅱ驱动备用工作联换向并向A1供油，备用工作联应滞后于换向阀Ⅰ的换向，否则备用工作联供的液压油会再油口A1处封闭形成高压，并备用换向时造成压力冲击，同时会引起铲斗误动作；当停止破碎操作时，备用工作联回到中位，换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ弹簧作用下回到初始位置，油口A1、B1与A2、B2连通并去铲斗油缸，换向阀Ⅰ应滞后于备用工作联的换向，否则会引起铲斗的误动作；因此，在启动破碎操作时，换向阀Ⅰ快速打开，备用工作联先导端X8在单向节流阀Ⅱ的作用下缓慢打开；停止破碎先导阀时，备用工作联可快速回到中位，换向阀Ⅰ在单向节流阀Ⅰ的作用下缓慢复位。

本发明的挖掘机合流阀及控制方法，可以充分使用多路阀中设置的备用工作联，当挖掘机配置铲斗时备用工作联作为第二铲斗工作联给铲斗油缸供油降低压力损失提升效率；当挖掘机配置特殊机具（破碎锤或者打桩机）且特殊机具工作时，备用工作联给特殊机具供油；当特殊机具不工作时备用工作联作为第二铲斗工作联给铲斗油缸供油，并且可根据铲斗油缸及特殊机具先导信号自动切换；用户切换特殊机具和铲斗时无需更换管路，方便快捷。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明专利的优选实例而已，并不用于限制本发明专利，尽管参照前述实施例对本发明专利进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims

1.一种挖掘机合流阀，其特征在于：包括主泵，所述主泵通过主阀（2）连接有铲斗油缸（4），所述主阀（2）还来连接有合流阀（3），所述合流阀（3）的出油端连接有特殊机具（5）；

所述主泵包括主泵Ⅰ（1.1）和主泵Ⅱ（1.2）；

所述主阀（2）包括备用工作联（2.1）和铲斗工作联（2.2）；

所述合流阀（3）包括换向阀Ⅰ（3.1）、换向阀Ⅱ（3.2）、单向节流阀Ⅰ（3.3）和单向节流阀Ⅱ（3.4）；

其中，所述主泵通过铲斗工作联Ⅱ（1.2）连接铲斗油缸（4）；所述主泵Ⅰ（1.1）与备用工作联（2.1）连接在一起，所述备用工作联（2.1）通过换向阀Ⅰ（3.1）连接铲斗油缸（4）和特殊机具（5）；系统的先导液压油通过换向阀Ⅱ（3.2）与备用工作联（2.1）和换向阀Ⅰ（3.1）的控制端连接在一起。

2.如权利要求1所述的一种挖掘机合流阀，其特征在于：所述备用工作联（2.1）和铲斗工作联（2.2）为三位四通液控换向阀。

3.如权利要求1所述的一种挖掘机合流阀，其特征在于：所述备用工作联（2.1）的两个液控端通过换向阀Ⅱ（3.2）与铲斗先导阀和特殊机具先导阀连接在一起，所述铲斗工作联（2.2）的两个液控端与铲斗先导阀连接在一起。

4.如权利要求1所述的一种挖掘机合流阀，其特征在于：所述换向阀Ⅰ（3.1）为两位五通液控换向阀，所述换向阀Ⅱ（3.2）为两位六通液控换向阀。

5.如权利要求4所述的一种挖掘机合流阀，其特征在于：所述换向阀Ⅰ（3.1）和换向阀Ⅱ（3.2）的一个控制端与特殊机具先导阀连接在一起，所述换向阀Ⅰ（3.1）和换向阀Ⅱ（3.2）的另一个控制端连接弹簧。

6.如权利要求1所述的一种挖掘机合流阀，其特征在于：所述单向节流阀Ⅰ（3.3）和单向节流阀Ⅱ（3.4）包括并联的单向阀和节流阀。

7.如权利要求6所述的一种挖掘机合流阀，其特征在于：所述单向节流阀Ⅰ（3.3）设置在换向阀Ⅰ（3.1）的控制端与特殊机具先导阀之间，所述单向节流阀Ⅱ（3.4）设置在换向阀Ⅱ（3.2）的出油端与油箱之间。

8.一种挖掘机合流阀及控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

当铲斗动作，特殊机具无动作时：

S1、铲斗先导阀提供先导液压油；

S2、换向阀Ⅰ（3.1）和换向阀Ⅱ（3.2）处于初始状态；

S3、备用工作联（2.1）的出油端通过换向阀Ⅰ（3.1）与铲斗工作联（2.2）的出油端连接在一起，备用工作联（2.1）的控制端通过换向阀Ⅱ（3.2）与铲斗先导阀连接在一起；

S4、备用工作联（2.1）与铲斗工作联（2.2）同时换向并同时向铲斗油缸（4）供油；

当特殊机具动作时：

T1、特殊机具先导阀向系统输送先导液压油；

T2、换向阀Ⅰ（3.1）和换向阀Ⅱ（3.2）在特殊机具先导阀供给的先导液压油作用下切换工作位；

T3、备用工作联（2.1）的出油端通过换向阀Ⅰ（3.1）与特殊机具（5）连接在一起，备用工作联（2.1）的控制端通过换向阀Ⅱ（3.2）与特殊机具先导阀连接在一起；

T4、主泵Ⅰ（1.1）向特殊机具（5）供油，特殊机具（5）动作。