CN106088208A - 挖掘机回转液压控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及挖掘机回转液压控制***，为解决现有液压挖掘机在回转启动时存在能量溢流损失的问题；提供一种挖掘机回转液压控制***，包括回转马达总成、主泵、第一三位四通电磁换向阀、主泵比例电磁阀、主泵压力传感器、先导手柄、控制器；主泵的泵口与第一三位四通电磁换向阀的P口连接，第一三位四通电磁换向阀的A口、B口对应与回转马达总成的A口、B口连接；先导手柄的控制输出端、主泵压力传感器与控制器的输入端连接，第一三位四通电磁换向阀的电磁铁控制输入端与控制器的输出端连接。本发明具有元件增加少，技术较成熟，成本低廉与电控***结合，控制灵活可靠；能量利用率高，减小启动溢流损失，节能效果明显等优点。

Description

挖掘机回转液压控制***
技术领域
本发明涉及一种液压控制***，更具体地说，涉及一种挖掘机回转液压控制***。
背景技术
液压挖掘机最常进行的工况是挖掘装车，每个挖掘工作循环都会经历两次回转启动和回转制动的过程。如图1所示为最常见的挖掘机回转***，回转制动时通过回转马达工作油口的溢流阀溢流产生反向扭矩，使回转减速直至停止。在这个制动的过程中，液压油经溢流阀溢流，产生大量的热量，即回转的动能转化为液压油的热能而被消耗。而回转启动过程中，启动初始阶段需要的回转扭矩很大，回转溢流阀同样会达到溢流压力，当回转速度达到最大速度后回转工作压力才会下降，但一般挖掘装车工况回转是不会达到最大速度的，即回转启动同样存在较大的溢流损失。
现阶段有关回收回转制动能的专利中，仅仅是回收和再利用回转制动能，以达到节能的目的，但是能量转换过程中，制动能无法完全被回收，回转启动时无法完全利用回收的制动能，这样就还需要原机提供少部分能量，同样在启动时仍存在溢流损失，这部分溢流损失同样以热能的形式被浪费，如果能够消除这部分溢流损失，将能进一步节约能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有液压挖掘机在回转启动时存在能量溢流损失的问题，而提供一种具有能量回收且能减少回转启动时能量溢流损失的挖掘机回转液压控制***。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机回转液压控制***，包括回转马达总成、主泵；其特征在于还包括第一三位四通电磁换向阀、控制主泵流量的主泵比例电磁阀、用于检测主泵泵口压力的主泵压力传感器、先导手柄、控制器；所述主泵的泵口与所述第一三位四通电磁换向阀的P口连接，所述第一三位四通电磁换向阀的A口、B口对应与所述回转马达总成的A口、B口连接；所述先导手柄的控制输出端、主泵压力传感器与所述控制器的输入端连接，所述第一三位四通电磁换向阀的电磁铁控制输入端与所述控制器的输出端连接。
在上述挖掘机回转液压控制***中，还包括回转能量回收***，所述回转能量回收***包括蓄能器、梭阀、第二三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、用于检测蓄能器压力的蓄能器压力传感器；所述梭阀的两进油口对应与回转马达总成的A口、B口连接，梭阀的出口依次经第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀与蓄能器连接；所述第二三位四通电磁换向阀的A口、B口对应与回转马达总成的A口、B口连接，所述第二三位四通电磁换向阀的P口连接在第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀之间；所述第二三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀的各电磁铁控制输入端与所述控制器的输出端连接；所述蓄能器压力传感器与所述控制器的控制输入端连接。
在上述挖掘机回转液压控制***中，所述第二三位四通电磁换向阀的P口的连接油路上设置有向第二三位四通电磁换向阀的P口单向导通的单向阀。
在上述挖掘机回转液压控制***中，由主泵经第一三位四通电磁换向阀驱动回转马达总成且当主泵泵口压力大于第一预设值时，所述控制器通过主泵比例电磁阀将所述主泵的排量降低至液压马达所需流量，且在主泵泵口压力下降至第二预设值时所述控制器通过主泵比例电磁阀控制所述主泵的全排量工作。
本发明与现有技术相比，本发明具有元件增加少，技术较成熟，成本低廉与电控***结合，控制灵活可靠；能量利用率高，减小启动溢流损失，节能效果明显等优点。
附图说明
图1是本发明挖掘机回转液压控制***的原理图。
图中零部件名称及序号：
液压回转***1、回转能量回收***2、手先导柄3、控制器4、回转马达总成11、第一三位四通电磁换向阀12、主泵13、回转马达111、第一溢流阀112、第二溢流阀113、主泵压力传感器131、主泵比例电磁阀132、第一二位二通电磁换向阀21、单向阀22、第二三位四通电磁换向阀23、梭阀24、蓄能器25、压力传感器26、第二二位二通电磁换向阀27。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
本发明中的挖掘机回转液压控制***如图1所示，其包括液压回转***1和回转能量回收***2，液压回转***1包括回转马达总成11、主泵13、第一三位四通电磁换向阀12、主泵比例电磁阀132、主泵压力传感器131、先导手柄3、控制器4；
主泵压力传感器131设置有主泵13的泵口输出油路上，用于检测主泵13的泵口压力。
主泵比例电磁阀132设置于主泵13内，其作用是调节控制主泵13的输出流量。
主泵13的泵口与第一三位四通电磁换向阀12的P口连接，第一三位四通电磁换向阀12的T口与液压油箱连接。
第一三位四通电磁换向阀12的A口、B口对应与回转马达总成11的A口、B口连接；
回转马达总成11包括回转马达111、第一溢流阀112、第二溢流阀113，回转马达111的A口和B口分别经管路对应与回转马达总成11的A口、B口连接，第一溢流阀112的进油口与回转马达111的A口连接，第二溢流阀113的进油口与回转马达111的B口连接；第一溢流阀112和第二溢流阀113的出油口并联后经回转马达总成11的回油口与油箱回路连接。第一三位四通电磁换向阀处于左位或右位时，主泵排出的液压油驱动回转马达正转或反转。
回转能量回收***2包括蓄能器25、梭阀24、第二三位四通电磁换向阀23、第一二位二通电磁换向阀21、第二二位二通电磁换向阀27、蓄能器压力传感器26。蓄能器压力传感器26用于检测蓄能器25的压力。
梭阀24的两进油口A口和B口对应与回转马达总成11的A口、B口连接，梭阀24的出口(C口)与第一二位二通电磁换向阀21的P口连接，第一二位二通电磁换向阀21的T口与第二二位二通电磁换向阀27的P口连接，第二二位二通电磁换向阀27的T口与蓄能器25连接。
第二三位四通电磁换向阀23的A口、B口对应与回转马达总成11的A口、B口连接，第二三位四通电磁换向阀23的P口连接单向阀22，单向阀22向第二三位四通电磁换向阀23的P口方向单向导通；单向阀22的进油口连接在第一二位二通电磁换向阀21、第二二位二通电磁换向阀27之间，也即与第二二位二通电磁换向阀27的P口连接。当第二三位四通电磁换向阀23处于左位或右位且第二二位二通电磁换向阀27处于导通状态时，蓄能器25输出的高压液压油经第二三位四通电磁换向阀23向回转马达总成供油，使其转动。
先导手柄3的电信号控制输出端、主泵压力传感器131、蓄能器压力传感器26与控制器4的输入端连接，第一三位四通电磁换向阀12、第二三位四通电磁换向阀23、第一二位二通电磁换向阀21、第二二位二通电磁换向阀27的各电磁铁控制输入端与控制器4的输出端连接。
本实施例中的挖掘机回转液压控制***工作过程如下：
回转马达111正常运转时，假设油液由回转马达111的A口流入，再由B口流出经第一三位四通电磁换向阀12流回液压油箱，当回转操作停止时，即手先导柄3无压力信号输出，控制器4向第一三位四通电磁换向阀12发出控制信号使其回到中位；向主泵比例电磁阀132发出控制信号，使其控制主泵13排量最小；向第一二位二通电磁换向阀21发出控制信号使其处于下位，即处于导通状态；向第二二位二通电磁换向阀27发出控制信号使其处于下位即导通状态。同时由于惯性，回转维持原方向继续旋转，从回转马达B口流出高压油液，油液经梭阀24的B进油口流入，C出油口流出，再经第一二位二通电磁换向阀21、第二二位二通电磁换向阀27流入蓄能器25，回转停止蓄能器25完成能量回收。
当操作先导手柄3驱动回转***时，控制器4通过压力传感器26判断蓄能器25是否可以输出油液，若可以，控制器4向第一二位二通电磁换向阀21、第二二位二通电磁换向阀27发出控制信号使第一二位二通电磁换向阀21复位，即处于截至状态，第二二位二通电磁换向阀27处于下位，即处于导通状态；向第二三位四通电磁换向阀23发出控制信号使其处于左位或右位；油液经蓄能器25流出，再经第一二位二通电磁换向阀21、第二二位二通电磁换向阀27和第二三位四通电磁换向阀23流入回转马达111的A口或B口驱动回转马达111启动。
在此过程中，控制器4检测蓄能器压力传感器26的压力，若压力低于设定值，控制器向第一二位二通电磁换向阀21、第二二位二通电磁换向阀27发出控制信号使二者均处于上位，即均处于截至状态，向第二三位四通电磁换向阀23发出控制信号使其复位即处于中位，此时回转能量回收***2不再起作用。控制器4向第一三位四通电磁换向阀12发出控制信号使其处于左位或右位，为***继续提供油液。同时控制器4根据主泵压力传感器131的压力信号判断回转马达是否达到溢流压力，也即主泵泵口压力是否达到第一预设值(通常为回转马达的溢流值)。若压力传感器131的检测压力达到第一预设值，控制器4向主泵比例电磁阀132发出控制信号，使其控制主泵13减小排量，即达到油液“所需及所得”，使主泵提供回转马达所需油液，消除回转马达启动的溢流损失。其中回转马达所需流量是通过控制器计算得到的，然后实时控制主泵排量来匹配回转马达所需流量，回转马达的排量是固定的，压力传感器采集压力进而可以得出回转马达扭矩，回转***的转动惯量也是已知的，然后就可以知道回转***的回转加速度，控制器还检测先导手柄3的先导信号，操作回转的时间就是确定的。如上可以得出回转马达转速，回转转速和排量的乘积就是回转流量。当主泵13压力下降到第二预设值时，回转马达111达到最高转速，控制器通过主泵比例电磁阀132恢复主泵全排量供油。第二预设值可根据机器的参数进行设定，该压力是液压马达处于最高转速时稳定压力。若压力传感器131压力没有达到溢流压力，控制器4不对主泵13进行控制，主泵正常为回转马达提供油液。

Claims (4)

1.一种挖掘机回转液压控制***，包括回转马达总成、主泵；其特征在于还包括第一三位四通电磁换向阀、控制主泵流量的主泵比例电磁阀、用于检测主泵泵口压力的主泵压力传感器、先导手柄、控制器；所述主泵的泵口与所述第一三位四通电磁换向阀的P口连接，所述第一三位四通电磁换向阀的A口、B口对应与所述回转马达总成的A口、B口连接；所述先导手柄的控制输出端、主泵压力传感器与所述控制器的输入端连接，所述第一三位四通电磁换向阀的电磁铁控制输入端与所述控制器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的挖掘机回转液压控制***，其特征在于还包括回转能量回收***，所述回转能量回收***包括蓄能器、梭阀、第二三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、用于检测蓄能器压力的蓄能器压力传感器；所述梭阀的两进油口对应与回转马达总成的A口、B口连接，梭阀的出口依次经第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀与蓄能器连接；所述第二三位四通电磁换向阀的A口、B口对应与回转马达总成的A口、B口连接，所述第二三位四通电磁换向阀的P口连接在第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀之间；所述第二三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀的各电磁铁控制输入端与所述控制器的输出端连接；所述蓄能器压力传感器与所述控制器的控制输入端连接。
3.根据权利要求2所述的挖掘机回转液压控制***，其特征在于所述第二三位四通电磁换向阀的P口的连接油路上设置有向第二三位四通电磁换向阀的P口单向导通的单向阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘机回转液压控制***，其特征在于由主泵经第一三位四通电磁换向阀驱动回转马达总成且当主泵泵口压力大于第一预设值时，所述控制器通过主泵比例电磁阀将所述主泵的排量降低至液压马达所需流量，且在主泵泵口压力下降至第二预设值时所述控制器通过主泵比例电磁阀控制所述主泵的全排量工作。
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