CN204849870U - 装载机举升动臂节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装载机举升动臂节能系统，包括油路系统和电路系统；所述油路系统包括节流阀，油箱，工作泵，多路阀和翻斗缸；所述电路系统包括电磁阀，压力继电器，接近开关和电源。通过在多路阀的F口与G口之间连接电磁阀，通过电磁阀的换向以使翻斗缸的小腔直接与油箱接通实现回油，从而消除翻斗缸的小腔因受压缩而溢流。本实用新型允许在铲斗卸载限位块贴在动臂上时，继续举升动臂，通过使小腔顺利溢流，即可顺利实现翻斗缸自动伸长，减少因动臂举升时翻斗缸自动伸长而产生的阻力，同时减少液压系统的发热量，减少能量消耗。从而实现，允许铲斗在任意位置时，均可以举升动臂。增加了整机的灵活性和工作适应性。

Description

装载机举升动臂节能系统

技术领域

本实用新型涉及一种装载机，具体是一种装载机举升动臂节能系统。

背景技术

装载机卸料时，一般需举升动臂至较高位置(或者最高位置)，而后进行卸料，为了保证物料能卸干净，卸料时，一般都将铲斗卸料至铲斗卸载限位块贴在动臂上。卸料后，驾驶员往往是先收斗至铲斗上翻，翻斗缸伸长，至铲斗的主刀板超过动臂的高度或者收斗至卸料前的位置，而后倒退整机，再降落动臂，进行下一个循环铲装作业，而不允许直接举升动臂。如果高位卸料后，不进行收斗操作而直接举升动臂时，由于六连杆机构的运动属性，使得铲斗有绕动臂向下转动的趋势，铲斗卸载限位块对动臂板的压力有增大的趋势，由于卸载限位块已经贴在动臂上，因此，铲斗便无法绕动臂向下转动，整个机构会通过翻斗缸的伸长动作来响应动臂的举升，而控制翻斗缸伸长动作的多路阀阀芯并没有打开，对于非先导控制的装载机，即通过驾驶员操纵手柄直接控制多路阀阀芯，来控制主油路的换向。由于翻斗缸大腔有补油单向阀，而小腔有小腔溢流阀，因此会出现，翻斗缸大腔自动补油，以响应翻斗缸的自动伸长，而小腔受到压缩后压力增大至小腔溢流阀开启来实现回油。翻斗缸小腔的溢流会产生较大的阻力，即举升动臂时会有较大的阻力，在消耗较大功率的同时，还会使得液压油发热，因此这在实际中是不允许的。动臂举升的越高，翻斗缸小腔通过溢流阀溢流量越多，液压油发热量越大，产生的功率消耗也越大。从而会浪费较多的功率，油耗较高，燃油经济性较差。为了节约功率，减少燃油消耗等，一般不允许在此时直接举升动臂，即普通装载机并非铲斗在任意状态时都可以直接举升动臂，整机的工作灵活性受到限制。

装载机六连杆机构的运动属性造成了翻斗缸小腔通过溢流阀溢流，造成较大能量损失，从而成为传统装载机的一个缺陷，即不允许在卸载限位块贴在动臂上后(动臂此时并不在最高位置)，再继续举升动臂。因此，装载机的操作灵活性以及工作模式会受到限制。

然而从现实的角度考虑，客户操作整机时，往往是一机多用，作业的工况非常多样化，且往往会根据特定的工况，来选定合适的工作模式，当驾驶员由于工作模式需要而在此时提升动臂时，便造成了较大的功率消耗。使得每个工作循环造成的油耗较高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种装载机举升动臂节能系统，节约能量并增加整机的灵活性，通过消除举升动臂时的翻斗缸小腔的溢流，来减少能量消耗，同时减小油液的发热，增加整机灵活性和整机适应性。

为了实现上述目的，本实用新型一种装载机举升动臂节能系统，包括油路系统和电路系统；所述油路系统包括节流阀，油箱，工作泵，多路阀和翻斗缸；油箱的出油口接工作泵的进油口；工作泵的出油口接多路阀的P口，多路阀的A口接翻斗缸的大腔，多路阀的B口同时接左动臂缸和右动臂缸的大腔，多路阀的C口同时接左动臂缸和右动臂缸的小腔，多路阀的D口接翻斗缸的小腔，多路阀的T口一路接液压油散热器的进油口，另一路接节流阀的进油口，液压油散热器的出油口和节流阀的出油口同时接油箱的进油口；

所述电路系统包括电磁阀，压力继电器，接近开关和电源；电源的正极接接近开关的a端口，接近开关的b端口接压力继电器的e端口，压力继电器的f端口接电磁阀的进口端，电磁阀的出口端接电源的负极；多路阀的E口接压力继电器的油口端，多路阀的F口接电磁阀的Y口，多路阀的G口接电磁阀的Z口；当接近开关和压力继电器同时响应时，电磁阀换向，使翻斗缸的小腔的液压油直接回油箱。

作为本实用新型的进一步方案，所述油箱的出油口接粗滤器的进油口，粗滤器的出油口接工作泵的进油口。因为一般的过滤器会发生阻塞，用粗滤器来替代一般的过滤器。

作为本实用新型的进一步方案，所述液压油散热器的出油口和节流阀的出油口同时接精滤器的进油口，精滤器的出油口接油箱的进油口。在油箱进油口处采用精滤器进一步提高油液清洁度。

作为本实用新型的一种方案，多路阀包括第一单向阀，大腔溢流阀，工作溢流阀，第一换向阀，第三单向阀，小腔溢流阀，第四单向阀和第二换向阀；多路阀的P口第一路接工作溢流阀的进油口，第二路接第二单向阀的进油口，第三路接第一换向阀的A3口，工作溢流阀的出油口接T口；第二单向阀的出油口接第一换向阀的A1口，第一换向阀的A2口接T口；第一换向阀的B1口第一路同时接D口和F口，第二路接小腔溢流阀的进油口；第一换向阀的B2口一路接A口，另一路接大腔溢流阀的进油口；第一换向阀的B3口第一路接第二换向阀的C3口，第二路接第四单向阀的进油口，第三路接E口；第四单向阀的出油口接第二换向阀的C1口，第二换向阀的C2口和D3口同时接T口，第二换向阀的D1口接C口，D2口接B口；小腔溢流阀的进油口接第三单向阀的出油口，小腔溢流阀的出油口和第三单向阀的进油口同时接G口和T口；大腔溢流阀的进油口接第一单向阀的出油口，大腔溢流阀的出油口和第一单向阀的进油口同时接T口。

与现有技术相比本实用新型有益效果为：1.成本低。整个节能系统在普通装载机的工作液压系统上，仅额外增加电源、接近开关、压力继电器、电磁阀及相关管线路的成本，与装载机数十万的成本比较，增加的成本很小。

2.电液控制使得整个节能系统的灵敏度很高。卸载限位块贴在动臂上后，接近开关迅速接通，举升动臂时，压力继电器迅速响应，从而使电磁阀迅速换向，翻斗缸顺利伸长，小腔顺利回油箱。电器和液压控制使得整个系统的反应迅速，灵敏度很高。

3.整个节能系统的原理简单，故障容易排出。在普通装载机的工作液压系统上，增加很少的件，因此原理容易理解，出现故障比较容易判断，服务人员维修检测方便，维护成本较低，一旦出现故障，可快速排除。

4.节能性更好。由于翻斗缸小腔受压缩后，压力增大以致溢流，会产生较大的阻力，因此举升动臂时，整机需要消耗额外的功率来克服上述现象。而本实用新型的装载机举升动臂节能系统从设计上就克服了上述现象，因此节约了发动机功率，减少了液压油的发热量，节约了燃油消耗和能量。

5.整机的灵活性更好，适应性更加广泛。本实用新型的节能系统在高位卸料后，允许整机在不收斗的前提下，直接举升动臂，并且翻斗缸可顺利实现伸长。因此，本实用新型的节能系统增加了工作装置的灵活性，适应性进一步增强，功能更加完善。允许任意角度卸料后，即无论铲斗处于什么位置，都允许直接举升动臂。

6.容易实现为整机配套应用。电磁阀、压力继电器和接近开关等相关件的国内制造技术成熟，加工方便、容易制造，从而很容易为主机厂商采用。

7.该系统很容易被推广。整个系统由于电磁阀加工方便、系统额外增加的成本很小，故障容易判断，系统的灵敏度很高，且适应性更好，使得该系统容易被推广采用。

8.本实用新型翻斗缸小腔采用电磁阀换向直接回油的方式进行泄压，减小举升动臂时，溢流带来的能量损失，同时减少液压系统的发热，从而实现系统的节能。

9.本实用新型由接近开关和压力继电器串联控制电磁阀的换向，两者必须同时起作用，电路才能接通，才会体现节能作用。当卸载限位块离开动臂时举升动臂；或者限位块贴在动臂上，而驾驶员不举升动臂时，电路都不会接通，节能系统便不会起作用，此时节能系统与普通装载机的液压系统完全等效。因此，本实用新型只是在特殊情况下起作用的节能系统，正常工作时和普通装载机完全一样。

附图说明

图1为本实用新型控制系统原理图；

图2为图1中多路阀的原理图；

图3为卸载限位块贴在动臂上后，举升动臂时的节能系统工作图；

图中：1、液压油散热器；2、精滤器；3、节流阀；4、油箱；5、粗滤器；6、工作泵；7、多路阀；8、电磁阀；9、压力继电器；10、接近开关；11、电源；12、右动臂缸；13、左动臂缸；14、翻斗缸；15、第一单向阀；16、大腔溢流阀；17、工作溢流阀；18、第一换向阀；19、第二单向阀；20、第三单向阀；21、小腔溢流阀；22、第四单向阀；23、第二换向阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型的装载机举升动臂节能系统，包括油路系统和电路系统；油路系统包括节流阀3，油箱4，工作泵6，多路阀7和翻斗缸14；油箱4的出油口接工作泵6的进油口；工作泵6的出油口接多路阀7的P口，多路阀7的A口接翻斗缸14的大腔，多路阀7的B口同时接左动臂缸13和右动臂缸12的大腔，多路阀7的C口同时接左动臂缸13和右动臂缸12的小腔，多路阀7的D口接翻斗缸14的小腔，多路阀7的T口一路接液压油散热器1的进油口，另一路接节流阀3的进油口，液压油散热器1的出油口和节流阀3的出油口同时接油箱4的进油口；

电路系统包括电磁阀8，压力继电器9，接近开关10和电源11；电源11的正极接接近开关10的a端口，接近开关10的b端口接压力继电器9的e端口，压力继电器9的f端口接电磁阀8的进口端，电磁阀8的出口端接电源11的负极；多路阀7的E口接压力继电器9的油口端，多路阀7的F口接电磁阀8的Y口，多路阀7的G口接电磁阀8的Z口；当接近开关10和压力继电器9同时响应时，电磁阀8换向，使翻斗缸14的小腔的液压油直接回油箱4。

在上述结构基础上，本实用新型还在油箱4的出油口接粗滤器5的进油口，粗滤器5的出油口接工作泵6的进油口。还在液压油散热器1的出油口和节流阀3的出油口同时接精滤器2的进油口，精滤器2的出油口接油箱4的进油口。

如图2所示，本实用新型多路阀7的一种实施方案，多路阀7包括第一单向阀15，大腔溢流阀16，第一换向阀18，第三单向阀20，小腔溢流阀21、第四单向阀22和第二换向阀23；多路阀7的P口第一路接工作溢流阀17的进油口，第二路接第二单向阀19的进油口，第三路接第一换向阀18的A3口，工作溢流阀17的出油口接T口；第二单向阀19的出油口接第一换向阀18的A1口，第一换向阀18的A2口接T口；第一换向阀18的B1口第一路同时接D口和F口，第二路接小腔溢流阀21的进油口；第一换向阀18的B2口一路接A口，另一路接大腔溢流阀16的进油口；第一换向阀18的B3口第一路接第二换向阀23的C3口，第二路接第四单向阀22的进油口，第三路接E口；第四单向阀22的出油口接第二换向阀23的C1口，第二换向阀23的C2口和D3口同时接T口，第二换向阀23的D1口接C口，D2口接B口；小腔溢流阀21的进油口接第三单向阀20的出油口，小腔溢流阀21的出油口和第三单向阀20的进油口同时接G口和T口；大腔溢流阀16的进油口接第一单向阀15的出油口，大腔溢流阀16的出油口和第一单向阀15的进油口同时接T口。

本实用新型在普通整机的液压原理图之外增加电磁阀8，压力继电器9，接近开关10和电源11，由压力继电器9和接近开关10串联控制电磁阀8，当电磁阀8接通时，翻斗缸14小腔的液压油可不经过小腔溢流阀21而直接经过电磁阀8回到油箱4，从而减小翻斗缸14小腔因溢流而造成的功率损失。

接近开关10由铲斗卸载限位块与动臂是否贴合来控制。即必须在卸载限位块与动臂贴上后铲斗处于最大的卸载角度，接近开关10才响应，当卸载限位块与动臂分开后，接近开关10马上断开，即将卸载限位块与动臂的贴合转化为电信号。

压力继电器9由控制动臂举升的系统压力来控制。即在动臂举升时，压力继电器响应，而动臂不举升时，压力继电器9断开。即将举升动作的信号转化为电信号。

由以上两个电信号串联控制电磁阀8。即当接近开关10和压力继电器9同时响应时，电磁阀8换向，从而使得翻斗缸14的小腔的液压油直接回油箱4，不需要经过小腔溢流阀21来回油。从而实现翻斗缸14的小腔顺利回油，翻斗缸14的动作顺利伸长，减少动臂举升过程中的能量消耗，弥补了现有整机的缺陷，增加了整机工作灵活性和适应性，满足客户的特殊工作模式需要。

根据上述实施例，其工作过程如下：当动臂举升至较高位置后(非最高位置)，驾驶员停止举升，并开始卸料：

驾驶员操纵手柄至第一换向阀18的阀芯右移，至多路阀7的P口和D口接通，A口和T口接通。于是，在工作泵6的作用下，液压油经油箱4，粗滤器5，工作泵6，多路阀7的P口，第二单向阀19，第一换向阀18，D口至翻斗缸14的小腔，推动翻斗缸14缩短，以实现铲斗绕动臂向下转动来卸料，而翻斗缸14的大腔经多路阀7的A口，第一换向阀18，T口，节流阀3和液压油散热器1，精滤器2回至油箱4。从而实现铲斗卸料。

当卸料角度增大到铲斗卸载限位块贴在动臂上时，接近开关10响应，使得a端与b端接通。

卸完料后，驾驶员松开操纵手柄，第一换向阀18在其复位弹簧的作用下回到中位，于是多路阀7的P口和D口断开，A口和T口断开。翻斗缸14停止运动，整机便完成了卸料动作，且铲斗卸载限位块贴在动臂上。

此时，驾驶员直接举升动臂：

驾驶员操纵手柄至第二换向阀23的阀芯左移，至多路阀7的P口和B口接通，C口和T口接通。于是，在工作泵6的作用下，液压油经油箱4，粗滤器5，工作泵6，多路阀7的P口，第一换向阀18，第四单向阀22，第二换向阀23，B口至左动臂缸13和右动臂缸12的大腔，左动臂缸13和右动臂缸12同时伸长，

左动臂缸13和右动臂缸12的小腔受压缩后，液压油经多路阀7的C口，第二换向阀23，T口，再经节流阀3和液压油散热器1，精滤器2回至油箱4。从而动臂开始伸长，实现举升动作。

由于六连杆机构的作用，动臂的举升使得翻斗缸14出现自动伸长的动作，翻斗缸14伸长时，液压油经油箱4，精滤器2，节流阀3，多路阀7的T口，第一单向阀15，A口至翻斗缸14的大腔，进行补油，而翻斗缸14的小腔受到压缩后，会经过电磁阀8而直接回油。

由于多路阀7的P口和E口接通，动臂举升时，E口压力增大，于是，压力继电器9响应，e端口和f端口接通，由于接近开关10已经响应，于是电路系统形成回路，电磁阀8响应，阀芯右移。即电磁阀8的Y口和Z口接通，从而实现翻斗缸14的小腔液压油经多路阀7的D口，F口，电磁阀8的Y口和Z口，多路阀7的G口，T口,再经节流阀3和液压油散热器1，精滤器2回至油箱4。从而实现翻斗缸14小腔的顺利回油。即此时翻斗缸14小腔的液压油不需要经过小腔溢流阀21溢流来实现回油。使翻斗缸14顺利伸长以响应动臂举升的动作。

因此，整个动臂举升动作顺畅，避免了翻斗缸14的小腔通过小腔溢流阀21溢流实现回油，减少了举升阻力，减少了液压系统发热，节约了能量。

卸载限位块贴在动臂上后，举升动臂时的节能系统工作图见附图3。

当需要停止继续举升动臂时，驾驶员需操纵手柄至第二换向阀23的阀芯回到中位，即多路阀7的P口和B口断开，C口和T口断开。从而左动臂缸13和右动臂缸12停止动作。

而当卸载限位块离开动臂后，接近开关10立刻断开，电路失效，电磁阀8的阀芯在其复位弹簧的作用下复位，Y口与Z口断开。即翻斗缸14的小腔与油箱4断开，从而翻斗缸14便停止动作。此时若再举升动臂，整个六连杆机构便通过铲斗绕动臂的相对转动来进行响应，而翻斗缸14不会伸长，也不会缩短。

之后驾驶员的相关操作与普通装载机便完全一样。即当电路系统失效时，整个节能系统与普通装载机的功能完全一样。只有电路系统响应时，才会实现节能。

压力继电器9由多路阀E口的压力控制，当E口压力增大时，压力继电器9响应，当E口压力为0时与油箱4接通，压力继电器9断开。当动臂举升时，E口压力增大如上所述。

当驾驶员操纵手柄使得动臂下降时，即第二换向阀23的阀芯右移至多路阀7的P口和C口接通，B口和T口接通时，E口压力也增大，压力继电器9仍然响应，但是由于动臂下降时，铲斗有绕动臂向上翻转的趋势，且动臂下降越多，铲斗向上翻转越多，只要铲斗向上翻转，则铲斗卸载限位块就与动臂分离，此时，接近开关10断开，电路系统无法响应。因此，当动臂下降时，电路系统会失效，整个节能系统的功能与普通装载机液压系统完全一样。

因此，只有当接近开关10和压力继电器9同时响应时，即只有卸载限位块贴在动臂上，而且举升动臂时，电路系统才能接通，节能效果才能体现。

驾驶员在高位卸料后举升动臂时，翻斗缸14要顺利实现伸长必须使得电磁阀8响应，即Y口和Z口接通，而电磁阀8要响应，必须同时具备2个条件：

1.卸载限位块贴在动臂上，即接近开关10响应。

2.动臂继续举升，即压力继电器9响应。

从而才能实现高位卸料举升动臂动作的节能运行，使整机拥有更大的灵活性和适应性。

Claims (4)

1.一种装载机举升动臂节能系统，其特征在于，包括油路系统和电路系统；

所述油路系统包括节流阀(3)，油箱(4)，工作泵(6)，多路阀(7)和翻斗缸(14)；油箱(4)的出油口接工作泵(6)的进油口；工作泵(6)的出油口接多路阀(7)的P口，多路阀(7)的A口接翻斗缸(14)的大腔，多路阀(7)的B口同时接左动臂缸(13)和右动臂缸(12)的大腔，多路阀(7)的C口同时接左动臂缸(13)和右动臂缸(12)的小腔，多路阀(7)的D口接翻斗缸(14)的小腔，多路阀(7)的T口一路接液压油散热器(1)的进油口，另一路接节流阀(3)的进油口，液压油散热器(1)的出油口和节流阀(3)的出油口同时接油箱(4)的进油口；

所述电路系统包括电磁阀(8)，压力继电器(9)，接近开关(10)和电源(11)；电源(11)的正极接接近开关(10)的a端口，接近开关(10)的b端口接压力继电器(9)的e端口，压力继电器(9)的f端口接电磁阀(8)的进口端，电磁阀(8)的出口端接电源(11)的负极；多路阀(7)的E口接压力继电器(9)的油口端，多路阀(7)的F口接电磁阀(8)的Y口，多路阀(7)的G口接电磁阀(8)的Z口；当接近开关(10)和压力继电器(9)同时响应时，电磁阀(8)换向，使翻斗缸(14)的小腔的液压油直接回油箱(4)。

2.根据权利要求1所述的一种装载机举升动臂节能系统，其特征在于，所述油箱(4)的出油口接粗滤器(5)的进油口，粗滤器(5)的出油口接工作泵(6)的进油口。

3.根据权利要求1或2所述的一种装载机举升动臂节能系统，其特征在于，所述液压油散热器(1)的出油口和节流阀(3)的出油口同时接精滤器(2)的进油口，精滤器(2)的出油口接油箱(4)的进油口。

4.根据权利要求1或2所述的一种装载机举升动臂节能系统，其特征在于，所述多路阀(7)包括第一单向阀(15)，大腔溢流阀(16)，工作溢流阀(17)，第一换向阀(18)，第三单向阀(20)，小腔溢流阀(21),第四单向阀(22)和第二换向阀(23)；多路阀(7)的P口第一路接工作溢流阀(17)的进油口，第二路接第二单向阀(19)的进油口，第三路接第一换向阀(18)的A3口，工作溢流阀(17)的出油口接T口；第二单向阀(19)的出油口接第一换向阀(18)的A1口，第一换向阀(18)的A2口接T口；第一换向阀(18)的B1口第一路同时接D口和F口，第二路接小腔溢流阀(21)的进油口；第一换向阀(18)的B2口一路接A口，另一路接大腔溢流阀(16)的进油口；第一换向阀(18)的B3口第一路接第二换向阀(23)的C3口，第二路接第四单向阀(22)的进油口，第三路接E口；第四单向阀(22)的出油口接第二换向阀(23)的C1口，第二换向阀(23)的C2口和D3口同时接T口，第二换向阀(23)的D1口接C口，D2口接B口；小腔溢流阀(21)的进油口接第三单向阀(20)的出油口，小腔溢流阀(21)的出油口和第三单向阀(20)的进油口同时接G口和T口；大腔溢流阀(16)的进油口接第一单向阀(15)的出油口，大腔溢流阀(16)的出油口和第一单向阀(15)的进油口同时接T口。