CN102518170B - 装载机工作装置液压*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装载机工作装置液压***,他属于工程机械技术领域。其在不同的工况下,通过手柄来控制辅助泵是否与工作泵合流为工作装置供油,解决了现有工作装置液压***中功率损失高,泵与负载之间的匹配差的问题,同时避免了使用变量泵开俩的高成本。本装载机工作装置液压***包括动臂液压缸、转斗液压缸、多路换向阀、滤油器、油箱、工作泵、辅助泵、等值卸荷阀和合流控制阀。本发明主要用于装载机,也可以用于其他工程机械。
Description
技术领域
本发明属于工程机械技术领域,具体地说,尤其涉及一种装载机工作装置液压***。
背景技术
众所周知,转载机的主要作业方式有铲掘作业和装在作业,为了高效作业,工作装置需要进行频繁地收斗、举升、卸料、下降,这些动作都是由液压***控制并实现的。
装载机工作装置液压***由工作泵、换向多路阀、液压缸、管路及其他附件组成。装载机工作装置液压***能量损失的主要原因为泵的输出流量、输出压力不能与负载需求的流量、压力相匹配,存在较多的溢流损失、节流损失及中位卸荷损失。
为了使泵与负载相互匹配,提高液压***的效率,目前市场上部分***采用转向液压***向工作装置液压***合流的技术:
配置优先阀的双泵合流***中,转向泵由优先阀控制,优先保证转向***供油,转向***不动作时,转向泵经优先阀与工作装置液压***合流。该技术虽然合理利用了转向泵,提高了装载机的工作效率,但是没有解决溢流损失大的问题,节能效果是非常有限。
配置了等值卸荷阀的双泵合流***是在配置优先阀的双泵合流***的基础上增加了等值卸荷阀,等值卸荷阀的作用是当工作液压***在高压小流量时转向泵的供油经卸荷阀回油箱,当工作液压***在低压大流量时转向泵的供油合流到工作液压***,同时***保证转向优先。双泵合流等值卸荷***虽然降低了装载机液压***的溢流损失,改善了装载机的功率匹配,但是泵的压力和流量仍然不能与负载的需求相匹配,仍然存在溢流损失,该溢流损失主要表现为当动臂缓慢举升或者下降时,***压力较大但没有超过等值卸荷阀的设定压力,而此时***需要的流量较小,大多数压力油经多路换向阀溢流,形成溢流损失。
为了使泵与负载相互匹配,提高液压***的效率,还可以在装载机液压***中采用负载敏感变量泵。变量泵***能够使泵的输出压力和流量自动适应负载的需求,大大减少功率损失,但是变量泵***的制造成本、维护成本太高,不能有效地普及推广。
发明内容
为了解决现有装载机双泵合流***或双泵合流等值卸荷***中仍存在较大的溢流损失,进一步降低装载机工作装置液压***的功率损失,优化泵与负载之间的功率匹配,同时避免使用变量泵带来的过高成本,本发明提供了一种装载机工作装置液压***。
本发明所采用的技术方案:一种装载机工作装置液压***,包括动臂液压缸、转斗液压缸、多路换向阀、滤油器、液压油箱、工作泵,所述装载机工作装置液压***中,设有辅助液压泵、合流控制阀、等值卸荷阀,单向阀;合流控制阀的阀芯位置与控制多路换向阀的手柄位移相关,其油口P1与辅助泵出油口相连,油口P2经单向阀与工作泵合流接入多路换向阀;等值卸荷阀的一端与合流控制阀油口P2相接,另一端接滤油器回液压油箱。
作为本发明的进一步改进,装载机转向液压***中的转向泵可以作为辅助泵与工作泵合流,转向泵的出油口由优先阀控制,优先保证转向***用油,在转向***不动作的情况下,转向泵的液压油经优先阀到达合流控制阀。
作为本发明的进一步改进,使合流控制阀与多路换向阀集成到一块,在多路换向阀块中增加两个合流控制阀,分别控制动臂缸和转斗缸的合流情况;两合流控制阀分别与多路换向阀的动臂联、转斗联共用同一个阀杆,由机械手柄直接控制。
作为本发明的进一步改进,该装载机工作装置的操纵方式为液压先导控制,该液压先导控制的先导液压***中设有单向阀、溢流阀、减压式比例先导阀、梭阀、选择阀;此时合流控制阀为液压先导控制的二位三通阀,多路换向阀的先导油口与减压式比例先导阀的出油口相连,该减压式比例先导阀中含有一个液控换向阀,液控换向阀与多路换向阀中顺序阀的先导油口相接,多路换向阀先导油口还分别连接两梭阀的两个进油口,梭阀出油口与合流控制阀的先导油口相连。
作为本发明的进一步改进,该装载机工作装置的操纵方式为电液比例先导控制,该电液比例先导控制的先导液压***中设有单向阀、溢流阀、电液比例先导阀、选择阀;多路换向阀的先导油口与电磁比例先导阀的出油口相连,该电液比例先导阀中含有一个电磁换向阀,电磁换向阀与多路换向阀中顺序阀的先导油口相接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:用工作泵加辅助泵的方式向液压***供油,减少了工作液压泵的排量;在***中增加了合流控制阀,所述合流控制阀由手柄位移控制,所述辅助泵能根据不同工况需要灵活的与工作泵合流或是卸荷,改善了泵与负载之间的功率匹配,且在工作泵单独供油时也能满足装载机对工作装置举升速度的要求;解决了双泵合流等值卸荷技术中***压力小于等值卸荷阀设定压力时,转向泵便不能卸荷的问题;在降低装载机工作装置液压***功率损失、改善泵与负载功率匹配的同时,本发明还避免了使用变量泵所带来的高成本问题。
附图说明
下面接合附图对本发明作进一步详细说明
图1是本发明具体实施方式一的***原理图;
图2是本发明具体实施方式二的***原理图;
图3是本发明具体实施方式三的***原理图;
图4是本发明具体实施方式四的***原理图;
图5是本发明具体实施方式五的***原理图。
图中:1─动臂液压缸,2─转斗液压缸,3─多路换向阀,4、7─滤油器,5─油箱,6─工作泵,8、15、19─单向阀,9─等值卸荷阀,10─辅助泵,11─合流控制阀,12—转向泵,13─优先阀, 14─溢流阀,16─减压式比例先导阀,17─梭阀,18─选择阀,20─电液比例先导阀。
具体实施方式
本发明装载机工作装置液压***原理如图1所示,由动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6)、单向阀(8)、等值卸荷阀(9)、辅助泵(10)、合流控制阀(11)组成。工作泵(6)与辅助泵(10)组成双泵***向液压***输送液压油,工作泵(6)的出油口接多路换向阀(3),多路换向阀(3)的A1、B1分别接动臂液压缸(1)的两腔,A2、B2分别接转斗液压缸(2)的两腔;辅助泵(10)的出油口与合流控制阀(11)的P1口相接,合流控制阀(11)的阀芯位置与控制动臂提升和转斗翻转的手柄位移相关,合流控制阀(11)的P2口经单向阀(8)与工作泵(6)合流接入多路换向阀(3),等值卸荷阀(11)的T口接滤油器(4)回液压油箱(5)。装载机工作装置工作时,若工作装置需要的液压油流量较小,工作泵(6)单独供油便能满足需要,此时手柄的位移也较小,与手柄位移相关的合流控制阀(11)先导压力也很小,合流控制阀(11)阀芯在弹簧的作用下处于上位,辅助泵(10)出口液压油经合流控制阀(11)卸荷回液压油箱(5);若工作装置需要的液压油流量较大时,需要工作泵(6)与辅助泵(10)合流为***供油,此时手柄位移较大,当手柄位移大于某一设定值时,合流控制阀(11)的阀芯换向,辅助泵(10)通过合流控制阀(11)与工作泵(6)合流。
作为本发明的另一种实施方式,可以如图2所示的那样,采用装载机转向液压***向工作装置液压***合流的技术,其中转向液压泵起到辅助泵的作用,所述***主要包括:动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6)、单向阀(8)、等值卸荷阀(9)、合流控制阀(11)、转向泵(12)、优先阀(13)。转向泵(12)的出油口接优先阀(13),优先保证转向***用油;在转向***不动作的情况下,转向泵(12)的液压油经优先阀(13)到达合流控制阀(11),合流控制阀(11)由手柄位移来控制。所以,与实施方式一相同,在转向***不动作时,由手柄控制转向泵(12)是否与工作泵(6)合流向工作装置液压***供油:工作装置需要的流量较小,手柄位移较小,则工作泵(6)单独供油,转向泵(12)经合流控制阀(11)卸荷回油箱(5);工作装置需要的流量较大时,手柄位移较大使合流控制阀(11)换向,转向泵(12)与工作泵(6)合流向工作装置供油。
作为本发明的另一种实施方式,可以如图3所示的那样,将合流控制阀(11)与多路换向阀(3)集成到一块,所述***主要包括:动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6)、单向阀(8)、等值卸荷阀(9)、辅助泵(10)、合流控制阀(11)。在多路换向阀(3)中增加两个合流控制阀(11),分别控制动臂缸和转斗缸的合流情况;两合流控制阀(11)分别与多路换向阀(3)的动臂联、转斗联共用同一个阀杆共用同一个阀杆,由机械手柄直接控制。此时合流控制阀(11)为三维三通阀,中位时辅助泵(10)的液压油经合流控制阀(11)卸荷回油箱,其余两个位置则辅助泵(10)与工作泵合流向工作装置液压***供油。装载机工作装置工作时,若工作装置需要的液压油流量较小,工作泵(6)单独供油便能满足需要,此时手柄的位移也较小,合流控制阀(11)处于中位,辅助泵(10)出口液压油经合流控制阀(11)卸荷回油箱(5);若工作装置需要的液压油流量较大时,需要工作泵(6)与辅助泵(10)合流为***供油,此时手柄位移较大,当手柄位移大于某一设定值时,合流控制阀(11)的阀芯换向,辅助泵(10)通过合流控制阀(11)与工作泵(6)合流。
作为本发明的另一种实施方式,可以如图4所示的那样,对多路换向阀(3)采用液压先导控制,所述***主要包括:由动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6)、单向阀(8、15、19)、等值卸荷阀(9)、辅助泵(10)、合流控制阀(11)、溢流阀(14)、减压式比例先导阀(16)、梭阀(17)、选择阀(18)。该合流控制阀(11)的结构为液压先导控制的二位三通阀,先导油源接减压式比例先导阀(16)为先导液压***供油,减压式比例先导阀(16)由减压阀组(16a)和液控换向阀(16b)组成,其减压阀组(16a)的出油口a1、b1、a2、b2均引向多路换向阀(3)的先导油口,液控换向阀的油口c2接主回路多路换向阀(3)中控制浮动工况的顺序阀泄油口,与多路换向阀(3)先导油口相连的油口a1、 b1和a2、b2分别连接两梭阀(17)的进油口,梭阀(17)的出油口接合流控制阀(11)的先导油口。操纵手柄的位移变化,使减压式比例先导阀(16)内的计量弹簧的弹簧力成比例变化,输出对应先导液压油到多路换向阀的控制端口,实现对工作装置的比例控制;同时经梭阀(17)输入到合流控制阀(11)先导油口的液压油的压力也成比例变化,完成手柄对合流控制阀(11)的控制,从而完成手柄对辅助泵(10)是否与工作泵(6)合流的控制。
作为本发明的另一种实施方式,还可以如图5所示的那样,对装载机工作装置的操纵***采用电液比例控制,所述***主要包括:由动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6)、单向阀(8、15、19)、等值卸荷阀(9)、辅助泵(10)、合流控制阀(11)、溢流阀(14)、梭阀(17)、选择阀(18)、电液比例先导阀(20)。先导油源经电液比例先导阀(20)为先导液压***供油,电液比例先导阀(20)由两个三位四通电磁换向阀(20a)和一个二位二通电磁换向阀(20b)组成,两个三位四通电磁换向阀(20a)的出油口a1、b1、a2、b2均引向多路换向阀(3)的先导油口,二位二通电磁换向阀的油口c2接主回路多路换向阀(3)中控制浮动工况的顺序阀泄油口。手柄的位移信号转化为电信号输入主控制器,经主控制器处理放大后输入电液比例先导阀(20)的比例电磁铁,对其阀芯位移完成比例控制,最终实现对工作装置的比例控制。多路换向阀(3)的先导油液经过梭阀(17)进入合流控制阀(11)的先导油口,使其在手柄位移较小时让辅助泵卸荷,而在手柄位移超过某一设定值时换向,让辅助泵与工作泵合流向工作装置液压***供油。
Claims (5)
1.一种装载机工作装置液压***,包括动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6),其特征在于:所述装载机工作装置液压***中,设有单向阀(8)、等值卸荷阀(9)、辅助液压泵(10)和合流控制阀(11);合流控制阀(11)的阀芯位置与控制多路换向阀的手柄位移相关;当工作装置需要的液压油流量较小,此时手柄位移也较小,合流控制阀(11)的阀芯在弹簧的作用下处于上位,辅助泵(10)的出口液压油经合流控制阀(11)卸荷回油箱(5);当手柄位移大于该设定值时,合流控制阀(11)的阀芯换向,辅助泵(10)通过合流控制阀(11)与工作泵(6)合流;合流控制阀(11)的P1口与辅助泵(10)出油口相连,合流控制阀(11)的P2口经单向阀(8)与工作泵(6)合流接入多路换向阀(3);等值卸荷阀(9)的一端与合流控制阀(11)的P2口相接,另一端接滤油器(4)回液压油箱(5)。
2.一种装载机工作装置液压***,包括动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6),其特征在于:所述装载机工作装置液压***中,设有单向阀(8)、等值卸荷阀(9)、合流控制阀(11)、转向泵(12)和优先阀(13);转向泵(12)的出油口接优先阀(13),优先保证转向***用油,在转向***不动作的情况下,转向泵(12 )的液压油经优先阀(13)到达合流控制阀(11);所述合流阀(11)由手柄位移控制,工作装置需要的流量较小,手柄位移较小,则工作泵(6)单独供油,转向泵(12)经合流控制阀(11)卸荷回油箱(5);工作装置需要的流量较大时,手柄位移较大使合流控制阀(11)换向,转向泵(12)与工作泵(6)合流向工作装置供油。
3.一种装载机工作装置液压***,包括动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6),其特征在于:所述装载机工作装置液压***中,设有单向阀(8)、等值卸荷阀(9)、辅助液压泵(10)和合流控制阀(11);所述合流控制阀(11)分别与多路换向阀(3)的动臂联、转斗联共用同一个阀杆,由机械手柄直接控制,若工作装置需要的液压油流量较小,此时手柄的位移也较小,合流控制阀(11)处于中位,辅助泵(10)出口液压油经合流控制阀(11)卸荷回油箱(5);若工作装置需要的液压油流量较大时,此时手柄位移较大,当手柄位移大于某一设定值时,合流控制阀(11)的阀芯换向,辅助泵(10)通过合流控制阀(11)与工作泵(6)合流向***供油。
4.一种装载机工作装置液压***,包括动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6),其特征在于:所述装载机工作装置液压***中,设有单向阀(8、15、19)、等值卸荷阀(9)、辅助液压泵(10)和合流控制阀(11)、溢流阀(14)、减压式比例先导阀(16)、梭阀(17)、选择阀(18);所述合流控制阀(11)的结构为液压先导控制的二位三通阀,所述减压式比例先导阀(16)由减压阀组(16a)和液控换向阀(16b)组成,其减压阀组(16a)的出油口a1、b1、a2、b2均引向多路换向阀(3)的先导油口,液控换向阀的油口c2接主回路多路换向阀(3)中控制浮动工况的顺序阀泄油口,与多路换向阀(3)先导油口相连的油口a1、 b1 , a2、b2分别连接两梭阀(17)的进油口,梭阀(17)的出油口接合流控制阀(11)的先导油口;操纵手柄的位移变化,使减压式比例先导阀(16)内的计量弹簧的弹簧力成比例变化,输出对应先导液压油到多路换向阀的控制端口,实现对工作装置的比例控制;同时经梭阀(17)输入到合流控制阀(11)先导油口的液压油的压力也成比例变化,完成手柄对合流控制阀(11)的控制,从而完成手柄对辅助泵(10)是否与工作泵(6)合流的控制。
5.一种装载机工作装置液压***,包括动臂液压缸(1)、转斗液压缸(2)、多路换向阀(3)、滤油器(4、7)、液压油箱(5)、工作泵(6),其特征在于:所述装载机工作装置液压***中,设有单向阀(8、15、19)、等值卸荷阀(9)、辅助泵(10)、合流控制阀(11)、溢流阀(14)、梭阀(17)、选择阀(18)、电液比例先导阀(20);先导油源经电液比例先导阀(20)为先导液压***供油,电液比例先导阀(20)由两个三位四通电磁换向阀(20a)和一个二位二通电磁换向阀(20b)组成,两个三位四通电磁换向阀(20a)的出油口a1、b1、a2、b2均引向多路换向阀(3)的先导油口,二位二通电磁换向阀的油口c2接主回路多路换向阀(3)中控制浮动工况的顺序阀泄油口;手柄的位移信号转化为电信号输入主控制器,经主控制器处理放大后输入电液比例先导阀(20)的比例电磁铁,对其阀芯位移完成比例控制,最终实现对工作装置的比例控制 ,多路换向阀(3)的先导油液经过梭阀(17)进入合流控制阀(11)的先导油口,使其在手柄位移较小时让辅助泵卸荷,而在手柄位移超过某一设定值时换向,让辅助泵与工作泵合流向工作装置液压***供油。
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