CN111622294A - 挖掘机电液控制***及其方法 - Google Patents

Abstract

一种挖掘机电液控制***及其方法，涉及挖掘机控制技术领域；该挖掘机电液控制***及其方法包括变量驱动装置、电液控制装置和执行装置；电液控制装置包括回油道、至少一个主压力油道和多个工作油口控制单元；变量驱动装置用于供液给主压力油道；回油道与每个主压力油道之间设置有回油控制阀；工作油口控制单元的进油口与主压力油道连通，工作油口控制单元用于控制主压力油道与执行装置之间油路的通断，以及用于控制执行装置的同一负载口与回油道之间油路的通断。本发明的目的在于提供一种挖掘机电液控制***及其方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的挖掘机液压控制***结构复杂、成本较高、通用性差的技术问题。

Description

挖掘机电液控制***及其方法

技术领域

本发明涉及挖掘机控制技术领域，具体而言，涉及一种挖掘机电液控制***及其方法。

背景技术

挖掘机是工程机械中的重要铲运工具。典型的挖掘机液压***包括油箱、主泵、主阀、执行机构以及其它辅件。其中，执行机构例如包括动臂、铲斗、斗杆、行走马达或回转马达等。

挖掘机主控阀是挖掘机液压***中最重要的部件，直接控制整机的流量分配，影响整机操控性、油耗等性能。但是，传统的主控阀的设计及生产受到诸多因素限制。主控阀阀体一般为铸造，因为其复杂的内部油道，铸造工艺复杂，成品率低，而且加工设备昂贵，对质量检验人员的要求较高；主控阀总成需要集成各种流量控制阀，结构复杂；主控阀阀杆的面积特性非常难调，而且不同的机型，需要不同的面积特性，即使相同吨位的机型，因为工作装置不同，也需要来调节面积特性……种种原因导致在世界范围内，主控阀研发生产仅被几个厂家垄断，严重阻碍了挖掘机性能的提升与差异化。

因此，由于主控阀的原因，现有的挖掘机液压***存在结构复杂、成本较高、通用性差等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机电液控制***及其方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的挖掘机液压控制***结构复杂、成本较高、通用性差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种挖掘机电液控制***，包括变量驱动装置、电液控制装置和执行装置；

所述电液控制装置包括回油道、至少一个主压力油道和多个工作油口控制单元；

所述变量驱动装置用于供液给所述主压力油道；所述回油道与每个所述主压力油道之间设置有回油控制阀；

所述工作油口控制单元包括进油口、出油口和回油口；所述工作油口控制单元的进油口与所述主压力油道连通，所述工作油口控制单元的出油口与所述执行装置连通，所述工作油口控制单元的回油口与所述回油道连通；所述工作油口控制单元用于控制所述主压力油道与所述执行装置之间油路的通断，以及用于控制所述执行装置的同一负载口与所述回油道之间油路的通断。

在上述任一技术方案中，可选地，所述执行装置包括第一油腔和第二油腔；

与所述第一油腔连通的所述工作油口控制单元为第一工作油口控制单元；

与所述第二油腔连通的所述工作油口控制单元为第二工作油口控制单元；

所述第一工作油口控制单元用于控制所述主压力油道与所述执行装置的第一油腔之间油路的通断，以及用于控制所述执行装置的第一油腔与所述回油道之间油路的通断；

所述第二工作油口控制单元用于控制所述主压力油道到所述执行装置的第二油腔之间油路的通断，以及用于控制所述执行装置的第二油腔与所述回油道之间油路的通断；

当所述执行装置发生第一动作时，所述第一工作油口控制单元对应控制所述主压力油道与所述执行装置的第一油腔之间油路的连通，以及所述第二工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第二油腔与所述回油道之间油路的连通；

当所述执行装置发生第二动作时，所述第二工作油口控制单元对应控制所述主压力油道与所述执行装置的第二油腔之间油路的连通，以及所述第一工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第一油腔与所述回油道之间油路的连通。

在上述任一技术方案中，可选地，挖掘机电液控制***还包括电子控制器和与所述电子控制器电连接的压力传感器；

所述变量驱动装置、所述执行装置和所述工作油口控制单元分别与所述电子控制器电连接；

所述压力传感器设置在所述变量驱动装置的出口，所述压力传感器用于采集所述变量驱动装置的出口的压力信号，并将该压力信号传递给所述电子控制器。

在上述任一技术方案中，可选地，所述执行装置包括动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、回转马达、左行走马达和右行走马达中的一种或者多种。

在上述任一技术方案中，可选地，所述工作油口控制单元包括第一工作油口控制阀、第二工作油口控制阀和工作油口单向阀；

所述工作油口控制单元的进油口、所述工作油口单向阀和所述第一工作油口控制阀依次连通，且所述工作油口单向阀用于阻止油液从所述第一工作油口控制阀回流到所述工作油口控制单元的进油口；

所述工作油口控制单元的出油口与回油口之间连通所述第二工作油口控制阀。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一工作油口控制阀和所述第二工作油口控制阀分别采用常闭式高压大流量比例电磁阀或者由比例电磁阀与阀杆组成的常闭式高压大流量阀门。

在上述任一技术方案中，可选地，所述工作油口控制单元的出油口连接有负载压力传感器，所述负载压力传感器用于采集所述执行装置的压力信号。

在上述任一技术方案中，可选地，所述主压力油道的数量为多个；多个所述主压力油道之间通过一个或者多个合流控制阀连通；

所述合流控制阀采用常闭式高压大流量比例电磁阀或者由比例电磁阀与阀杆组成的常闭式高压大流量阀门。

在上述任一技术方案中，可选地，所述的挖掘机电液控制***包括能量回收装置；所述能量回收装置包括能量回收单向阀和能量回收控制阀；

所述执行装置与所述能量回收控制阀之间设置有所述能量回收单向阀，所述能量回收单向阀用于阻止油液从所述能量回收控制阀回流至所述执行装置。

在上述任一技术方案中，可选地，所述变量驱动装置为排量可调的变量泵；变量泵的外界输入变量为电信号或者液压信号；一个或者多个所述变量泵的出口与所述主压力油道连通；

和/或，所述回油控制阀采用常开式比例电磁阀或者由比例电磁阀与滑阀组成的常开阀门。

一种挖掘机电液控制方法适用于挖掘机电液控制***，该方法包括：

挖掘机电液控制***处于点火状态时，所述电子控制器控制所述回油控制阀，以使所述主压力油道与所述回油道通过所述回油控制阀连通；同时，所述电子控制器控制所述变量驱动装置以使所述变量驱动装置的排量最小；

挖掘机电液控制***的执行装置发生第一动作时，电子控制器接收所述执行装置发生第一动作信号并控制变量驱动装置排量增大，控制回油控制阀以减少主压力油道到回油道的回油面积；所述电子控制器控制所述第一工作油口控制单元以控制所述主压力油道与所述执行装置的第一油腔之间油路的连通，以及控制所述第二工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第二油腔与所述回油道之间油路的连通；

挖掘机电液控制***的执行装置发生第二动作时，电子控制器接收所述执行装置发生第二动作信号并控制变量驱动装置排量增大，控制回油控制阀以减少主压力油道到回油道的回油面积；所述电子控制器控制所述第二工作油口控制单元以控制所述主压力油道与所述执行装置的第二油腔之间油路的连通，以及控制所述第一工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第一油腔与所述回油道之间油路的连通。

本发明的有益效果主要在于：

本发明提供的挖掘机电液控制***及其方法，其变量驱动装置供液给主压力油道，回油道与每个主压力油道之间设置有回油控制阀，工作油口控制单元能够控制主压力油道与执行装置之间油路的通断，工作油口控制单元还可以控制执行装置的同一负载口与回油道之间油路的通断；相对于现有挖掘机液压控制***，该挖掘机电液控制***结构相对简单、成本较低、通用性和操控性极大提高，可实现精准控制，节省能量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有的挖掘机液压***的原理图；

图2为本发明实施例提供的工作油口控制单元与执行装置的原理图；

图3为本发明实施例提供的高压大流量常闭式比例电磁阀特性图；

图4为本发明实施例提供的高压大流量常开式比例电磁阀特性图；

图5为本发明实施例提供的挖掘机电液控制***的一个主压力油道的原理图；

图6为图5所示的电子控制器的示意图；

图7为本发明实施例提供的挖掘机电液控制***的两个主压力油道的原理图；

图8为图7所示的电子控制器的示意图；

图9为本发明实施例提供的动臂下降势能回油回路原理图；

图10为本发明实施例提供的回转制动势能回油回路原理图。

图标：1’-主控阀；2’-动臂油缸；3’-斗杆油缸；4’-铲斗油缸；5’-回转马达；6’-左行走马达；7’-右行走马达；

100-变量驱动装置；200-电液控制装置；210-主压力油道；220-回油道；230-工作油口控制单元；231-工作油口控制单元的进油口；232-工作油口控制单元的出油口；233-工作油口控制单元的回油口；234-第一工作油口控制阀；235-第二工作油口控制阀；236-工作油口单向阀；240-回油控制阀；250-合流控制阀；

300-执行装置；310-动臂油缸；320-斗杆油缸；330-铲斗油缸；340-回转马达；350-左行走马达；360-右行走马达；370-备用油口；380-负载压力传感器；400-电子控制器；410-压力传感器；500-能量回收装置；510-能量回收单向阀；520-能量回收控制阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参照图2-图10，本实施例提供一种挖掘机电液控制***，图2为本实施例提供的工作油口控制单元与执行装置的原理图；图3为本实施例提供的高压大流量常闭式比例电磁阀特性图，图4为本实施例提供的高压大流量常开式比例电磁阀特性图；图5和图7为本实施例提供的挖掘机电液控制***的原理图，其中，图5示出的主压力油道为一个，为单主压力***，图7示出的主压力油道为两个，为多主压力***，图6为图5所示的电子控制器的示意图，图8为图7所示的电子控制器的示意图；图9为本实施例提供的动臂下降势能回油回路原理图；图10为本实施例提供的回转制动势能回油回路原理图。

本实施例提供的挖掘机电液控制***，用于挖掘机或者相似机械。

参见图2-图10所示，该挖掘机电液控制***，包括变量驱动装置100、电液控制装置200和执行装置300。

电液控制装置200包括回油道220、至少一个主压力油道210和多个工作油口控制单元230。

变量驱动装置100用于供液给主压力油道210；回油道220与每个主压力油道210之间设置有回油控制阀240。

工作油口控制单元230包括进油口、出油口和回油口，如图2所示；工作油口控制单元的进油口231与主压力油道210连通，工作油口控制单元的出油口232与执行装置300连通，工作油口控制单元的回油口233与回油道220连通；工作油口控制单元230用于控制主压力油道210与执行装置300之间油路的通断，以及用于控制执行装置300的同一负载口与回油道220之间油路的通断；也即控制执行装置300的同一个负载口能够连通主压力油道210，也能够连通回油道220。

可选地，根据挖掘机电液控制***配置及动作时间要求、流量输出需求等，按照电液控制装置200内部的主压力油道210的数量，挖掘机电液控制***可为单主压力***或多主压力***。单主压力***中，电液控制装置200内部有一个主压力油道210，由一个或者多个变量驱动装置100的出口与此主压力油道210连接，如图5所示；多主压力***中，电液控制装置200内部有两个或者更多主压力油道210，由一个或者多个变量驱动装置100的出口与这些主压力油道210连接，如图7所示的主压力油道210的数量为两个。

本实施例中所述挖掘机电液控制***，其变量驱动装置100供液给主压力油道210，回油道220与每个主压力油道210之间设置有回油控制阀240，工作油口控制单元230能够控制主压力油道210与执行装置300之间油路的通断，工作油口控制单元230还可以控制执行装置300的同一负载口与回油道220之间油路的通断；相对于现有挖掘机液压控制***，该挖掘机电液控制***结构相对简单、成本较低、通用性和操控性极大提高，可实现精准控制，节省能量。

现有技术中，挖掘机控制***主要为液压控制***，仅有简单的电控***对泵的功率加以限制。图1为现有的挖掘机液压***的原理图，挖掘机通过主控阀1’控制动臂油缸2’、斗杆油缸3’、铲斗油缸4’、回转马达5’、左行走马达6’和右行走马达7’。液压控制***存在诸多缺点：

第一、液压***复杂：主要集中在主控阀上。主控阀对泵的流量进行分配，上面集成各种流量控制阀。液压***基本所有逻辑都靠液压信号去控制，因此***极为复杂。

第二、“专机专型”：基本每个机型都会有各自独特的液压***，即使吨位接近，也会因为工作装置不同，而导致主控阀内部零部件调整才能达到整机最优状态。

第三、成本高：液压***复杂，主控阀制造成本高，都使得***成本高昂。个别机型液压***的成本会占到整机成本的三分之一以上。

第四、不能满足自动驾驶或者遥控驾驶：传统液压***，只能人工通过先导手柄操作，无法满足遥控驾驶或者自动驾驶。

第五、性能不够优越：因为主要的液压元件，如泵、阀等，其研发制造生产等都被有限的厂家垄断，而整机厂很难根据自己的机型去调整主控阀等影响整机性能的关键件，因此无法使整机性能达到最优。

第六、一旦出问题，排查难度大：***复杂，同一故障现象的故障因素是多方面的，而且***复杂，因此一旦出现问题，排查难度很大。

近几年来，随着电磁阀的发展，尤其是高压大流量比例电磁阀的逐步成熟，打破传统挖掘机主控阀研发生产制造瓶颈已经成为可能。随之而来的，是整个挖掘机液压***革命性的提升，电控在电液控制中的比例也将越来越大，整个***将大为简化，电液控制的发展，使得工程机械领域也将进一步的迈向无人驾驶。本实施例中所述挖掘机电液控制***，通过变量驱动装置100、电液控制装置200和执行装置300，实现电液控制，简化控制***结构，可提升控制***智能化控制，可进一步节省能量、提高操控性，还可配合相关控制策略实现远程控制或者无人驾驶。

参见图5和图7所示，本实施例的可选方案中，执行装置300包括动臂油缸310、斗杆油缸320、铲斗油缸330、回转马达340、左行走马达350和右行走马达360中的一种或者多种。可选地，执行装置300包括动臂油缸310、斗杆油缸320、铲斗油缸330、回转马达340、左行走马达350和右行走马达360。可选地，电液控制装置200设置有用于连接执行装置300的备用油口370，以便于挖掘机电液控制***后期扩展。

参见图5和图7所示，本实施例的可选方案中，执行装置300包括第一油腔和第二油腔；例如第一油腔为动臂油缸310、斗杆油缸320或铲斗油缸330的大腔、无杆腔；第二油腔为动臂油缸310、斗杆油缸320或铲斗油缸330的小腔、有杆腔。第一油腔、第二油腔还可以为回转马达340、左行走马达350或右行走马达360的两个工作油腔。

与第一油腔连通的工作油口控制单元230为第一工作油口控制单元，即第一工作油口控制单元的出油口与第一油腔连通；

与第二油腔连通的工作油口控制单元230为第二工作油口控制单元230，即第二工作油口控制单元的出油口与第二油腔连通；

第一工作油口控制单元用于控制主压力油道210与执行装置300的第一油腔之间油路的通断，以及用于控制执行装置300的第一油腔与回油道220之间油路的通断；

第二工作油口控制单元用于控制主压力油道210到执行装置300的第二油腔之间油路的通断，以及用于控制执行装置300的第二油腔与回油道220之间油路的通断；

当执行装置300发生第一动作时，第一工作油口控制单元对应控制主压力油道210与执行装置300的第一油腔之间油路的连通，以及第二工作油口控制单元230对应控制执行装置300的第二油腔与回油道220之间油路的连通；此时，第一工作油口控制单元控制执行装置300的第一油腔与回油道220之间油路的断开，第二工作油口控制单元230控制主压力油道210到执行装置300的第二油腔之间油路的断开。

当执行装置300发生第二动作时，第二工作油口控制单元230对应控制主压力油道210与执行装置300的第二油腔之间油路的连通，以及第一工作油口控制单元对应控制执行装置300的第一油腔与回油道220之间油路的连通；此时，第二工作油口控制单元230控制执行装置300的第二油腔与回油道220之间油路的断开，第一工作油口控制单元控制主压力油道210到执行装置300的第一油腔之间油路的断开。

可选地，执行装置300发生的第一动作例如为动臂油缸310动臂上升单动作，执行装置300发生第二动作例如为动臂油缸310动臂下降单动作。

本实施例的可选方案中，挖掘机电液控制***包括电子控制器400和与电子控制器400电连接的压力传感器410。

变量驱动装置100、执行装置300和工作油口控制单元230分别与电子控制器400电连接；

压力传感器410设置在变量驱动装置100的出口，压力传感器410用于采集变量驱动装置100的出口的压力信号，并将该压力信号传递给电子控制器400。

其中，电子控制器400，又称电子控制单元、ECU(Electronic Control Unit)、电控单元，由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。

参见图2所示，本实施例的可选方案中，工作油口控制单元230包括第一工作油口控制阀234、第二工作油口控制阀235和工作油口单向阀236；本领域技术人员可以理解的是，工作油口单向阀236还可以为单向阀总成。

工作油口控制单元的进油口231、工作油口单向阀236和第一工作油口控制阀234依次连通，且工作油口单向阀236用于阻止油液从第一工作油口控制阀234回流到工作油口控制单元的进油口231，也即工作油口单向阀236具有令油液从主压力油道210到第一工作油口控制阀234的单向流动限制功能。通过工作油口单向阀236，以防止执行装置300的负载压力波动对主压力油道210的压力造成影响，执行装置300到回油道220之间无单向流动限制，在某些情况下，***监测到执行装置300的出现负压时，第二工作油口控制阀235可打开，由回油道220向执行装置300补油。

工作油口控制单元的出油口232与工作油口控制单元的回油口233之间连通第二工作油口控制阀235。

可选地，工作油口控制单元的出油口232连接有负载压力传感器380，负载压力传感器380用于采集执行装置300的压力信号。可选地，负载压力传感器380与电子控制器400电连接，负载压力传感器380将采集的执行装置300的压力信号传递给电子控制器400。

可选地，第一工作油口控制阀234的出口为第二工作油口控制阀235的进口。

本实施例的可选方案中，第一工作油口控制阀234和第二工作油口控制阀235分别采用常闭式高压大流量比例电磁阀或者由比例电磁阀与阀杆组成的具有相同功能的部件，例如由比例电磁阀与阀杆组成的常闭式高压大流量阀门。工作油口控制单元230通过第一工作油口控制阀234和第二工作油口控制阀235这两个工作油口控制阀可实现两位两通功能，可实现工作油口控制单元的进油口231到工作油口控制单元的出油口232的通断。当第一工作油口控制阀234不通电时，工作油口控制单元的进油口231到工作油口控制单元的出油口232为断开状态。当第一工作油口控制阀234通电后，工作油口控制单元的进油口231经过第一工作油口单向阀236与工作油口控制单元的出油口232接通，并且工作油口控制单元的进油口231与工作油口控制单元的出油口232的接通面积，或者在工作油口控制单元的进油口231和工作油口控制单元的出油口232压力固定时，工作油口控制单元的进油口231到工作油口控制单元的出油口232的通流流量，与所通电流存在固定的可控几何关系，电流越大，通流面积越大，直到达到几何最大值。如图3所示，相关曲线为压差ΔP＝C(C为常数)下的流量与电流的曲线关系。

本实施例中电子控制器400用于分析、处理各种信号，并向电液控制***中的各个第一工作油口控制阀234和第二工作油口控制阀235发出指令。电子控制器400的相关输入输出信号如表1所示：

表1

参见图7所示，本实施例的可选方案中，主压力油道210的数量为多个；多个主压力油道210之间通过一个或者多个合流控制阀250连通；该合流控制阀250可用于连接各主压力油道210，当动作时间要求、流量要求需要时，合流控制阀250通电，用于实现在电液控制装置200内部多泵流量合流。图6以双主压力油道为例，两个主压力油道210可以通过合流控制阀250连通。

可选地，合流控制阀250采用常闭式高压大流量比例电磁阀或者由比例电磁阀与阀杆组成的具有相同功能的部件，例如由比例电磁阀与阀杆组成的常闭式高压大流量阀门。

参见图9和图10所示，本实施例的可选方案中，挖掘机电液控制***包括能量回收装置500；能量回收装置500包括能量回收单向阀510和能量回收控制阀520；

执行装置300与能量回收控制阀520之间设置有能量回收单向阀510，能量回收单向阀510用于阻止油液从能量回收控制阀520回流至执行装置300。能量回收单向阀510用于实现工作油口控制单元230向能量回收控制阀520的单向流动，能量回收控制阀520与控制工作油口回油的第二工作油口控制阀235共同作用，回收能量。

例如，参见图9所示，在动臂油缸310的大腔油路增加能量回收装置500，能量回收装置500包含能量回收单向阀510与能量回收控制阀520，能量回收控制阀520为电信号可控的二位二通阀。能量回收单向阀510用于实现动臂油缸大腔向能量回收控制阀520的单向流动，能量回收控制阀520与控制工作油口回油的第二工作油口控制阀235共同作用，控制动臂下降速度的同时，回收动臂下降时的势能。回收的压力油通向能量回收再利用油道。

又如，参见图10所示，在回转马达340工作油口油路增加能量回收装置500，能量回收装置500包含能量回收单向阀510与能量回收控制阀520，能量回收控制阀520为电信号可控的二位二通阀。能量回收单向阀510用于实现回转马达340工作油口向能量回收控制阀520的单向流动，能量回收控制阀520与控制工作油口回油的第二工作油口控制阀235共同作用，控制回转速度的同时回收回转制动时的势能。回转制动时的压力油可回收利用到主压力油道210中，或者利用到别的功能中。回收的压力油通向能量回收再利用油道。

参见图2-图10所示，本实施例的可选方案中，变量驱动装置100为排量可调的变量泵；变量泵的外界输入变量为电信号或者液压信号，以用于调节泵的排量；在挖掘机工作整个过程中，泵的排量是根据泵自身特性以及电子控制器400的直接或者间接控制不断调整的，以适应整个挖掘机电液控制***的流量需求，同时达到节能目的。一个或者多个变量泵的出口与主压力油道210连通；也就是说，一个或者多个变量泵的出口与每一个主压力油道210连通。例如，电液控制装置200内部有两个或者更多主压力油道210，由一个或者多个变量泵的出口与主压力油道210连接；每个主压力油道210与回油道220之间串联有一常开式回油流量控制阀。

本实施例的可选方案中，回油控制阀240采用常开式比例电磁阀或者由比例电磁阀与滑阀组成的具有相同功能的部件，例如由比例电磁阀与滑阀组成的常开阀门。回油控制阀240不通电时，主压力油道210与回油道220通过回油控制阀240直接相连。回油控制阀240能够控制主压力油道210到回油道220的回油面积，且当主压力油道210内的油压与回油道220的油压固定时，主压力油道210到回油道220的通流流量，与所通电流存在固定的可控几何关系，电流越大，通流面积越小，直到达到几何最小值。如图5所示，单主压力***中，电液控制装置200的主压力油道210通过一常开式回油控制阀240(该回油控制阀代号S29)后与回油道220相连；多主压力***中，电液控制装置200中每一条压力油道与回油道220之间都串有一常开式回油控制阀240，图7是两个主压力油道210的多主压力***，两个回油控制阀S29与S30(S29为其中一个回油控制阀的代号，S30为另一个回油控制阀的代号)分别串联在两个主压力油道210与回油油道之间。上述提到的常开式回油控制阀240，其进油口与出油口满足：当回油控制阀240不通电时，回油控制阀240的进油口与出油口处于接通且不节流状态；当回油控制阀240通电后，其进油口与出油口处于节流或者断开状态，并且其进油口与出油口的接通面积，或者在进油口与出油口压力固定时，回油控制阀240的进油口到出油口的通流流量，与所通电流存在固定的可控几何关系，电流越大，通流面积越小，直到达到几何最小值。如图4所示，相关曲线为压差ΔP＝C(C为常数)下的流量与电流的曲线关系。

本实施例还提供一种挖掘机电液控制方法，适用于上述的挖掘机电液控制***，该方法包括：

挖掘机电液控制***处于点火状态时，电子控制器400控制回油控制阀240，以使主压力油道210与回油道220通过回油控制阀240连通；同时，电子控制器400控制变量驱动装置100以使变量驱动装置100的排量最小；例如，参见图5和图6所示，电子控制器400中的Sc29信号口输出信号，对回油控制阀S29进行控制，回油控制阀S29的输入电流为i’0，此时主压力油道210与回油道220经过回油控制阀S29进行连接，回油控制阀S29的输入输出口通流面积较大，压损小；同时，电子控制器400中Sc31信号口输出信号，直接或者间接作用于变量驱动装置100(该变量驱动装置的代号为cpi1)信号口使得变量驱动装置100的排量最小。此时，泵口排量小，整个液压***压损小，能耗损失小，达到节能目的。参见图7和图8所示，对于多压力***，电子控制器400中的Sc29信号口、Sc30信号口输出信号，对回油控制阀S29、S30进行控制，回油控制阀S29、S30的输入电流为i’0，此时第一主压力油道与回油道220经过回油控制阀S29进行连接，第一主压力油道210与回油道220经过回油控制阀S30进行连接，回油控制阀S29、S30的输入输出口通流面积较大，压损小；同时，电子控制器400中Sc31信号口、Sc32信号口输出信号，直接或者间接作用于变量驱动装置cpi1、cpi2信号口使得变量驱动装置100的排量最小。此时，泵口排量小，整个液压***压损小，能耗损失小，达到节能目的。

可选地，挖掘机电液控制***的执行装置300发生第一动作时，电子控制器400接收执行装置300发生第一动作信号并控制变量驱动装置100排量增大，控制回油控制阀240以减少主压力油道210到回油道220的回油面积；电子控制器400控制第一工作油口控制单元以控制主压力油道210与执行装置300的第一油腔之间油路的连通，以及控制第二工作油口控制单元230对应控制执行装置300的第二油腔与回油道220之间油路的连通；此时，第一工作油口控制单元控制执行装置300的第一油腔与回油道220之间油路的断开，第二工作油口控制单元230控制主压力油道210到执行装置300的第二油腔之间油路的断开。

可选地，挖掘机电液控制***的执行装置300发生第二动作时，电子控制器400接收执行装置300发生第二动作信号并控制变量驱动装置100排量增大，控制回油控制阀240以减少主压力油道210到回油道220的回油面积；电子控制器400控制第二工作油口控制单元230以控制主压力油道210与执行装置300的第二油腔之间油路的连通，以及控制第一工作油口控制单元对应控制执行装置300的第一油腔与回油道220之间油路的连通。此时，第二工作油口控制单元230控制执行装置300的第二油腔与回油道220之间油路的断开，第一工作油口控制单元控制主压力油道210到执行装置300的第一油腔之间油路的断开。

为了更清楚地说明本实施例的技术方案，参见图7和图8所示的多压力控制单元，以两个主压力油道为例进行说明，本案中，相关附图仅示出了本实施例的某些实施例，因此不应被看作是对本实施例保护范围的限定。

挖掘机电液控制***的整机电源接通后，无动作时，多个工作油口控制单元230的第一工作油口控制阀234和第二工作油口控制阀235的代号为工作油口控制阀S1到S28，工作油口控制阀S1到S28的输入电流在图3所示的i0处；主压力油道210与回油道220之间的常开式回油控制阀240，输入电流在图4所示的i’0处。

表2与表3为电液控制装置200中电磁阀通电矩阵图。

表2

表3

以下举例说明：

动臂油缸310驱使动臂上升单动作：

电子控制器400中CBU信号口接收挖掘机电液控制***的整机动臂上升动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。

对于单压力***，电子控制器400处理CBU信号口接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CBU信号口的信号值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc2信号口的电流大小，Sc2信号口电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸大腔进油油路打开；同时调整Sc3电流大小，Sc3电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸小腔回油油路打开；以上，实现动臂上升动作。动臂上升动作信号需要动臂上升动作较慢时，如图3所示，S2的输入电流在i2处，到动臂大腔的压力油流量较小，动臂慢速上升；动臂上升动作信号需要动臂上升动作加快时，如图3所示，S2的输入电流在i3处，到动臂大腔的压力油流量变大，动臂上升速度加快；动臂要求最快速度上升时，如图3所示，S2的输入电流在imax处，到动臂大腔的压力油流量最大，动臂上升速度最快。动臂上升时，动臂小腔回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc3电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使动臂动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CBU信号口接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CBU信号口的信号值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第二主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc2信号口电流大小，Sc2信号口电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸大腔进油油路打开；同时调整Sc3信号口电流大小，Sc3信号口电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸小腔回油油路打开；以上，实现动臂上升动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0信号口通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向动臂油缸。动臂上升动作信号需要动臂上升动作较慢时，如图3所示，S2的输入电流在i2处，到动臂大腔的压力油流量较小，动臂慢速上升；动臂上升动作信号需要动臂上升动作加快时，如图3所示，S2的输入电流在i3处，到动臂大腔的压力油流量变大，动臂上升速度加快；动臂要求最快速度上升时，如图3所示，S2的输入电流在imax处，到动臂大腔的压力油流量最大，动臂上升速度最快。动臂上升时，动臂小腔回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc3电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使动臂动作性能达到最优。

动臂油缸310驱使动臂下降单动作：

对于单压力***，电子控制器400中CBD信号口接收整机动臂下降动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。电子控制器400处理CBD信号口接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CBD信号口的信号值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc4信号口电流大小，Sc4信号口电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸小腔进油油路打开；同时调整Sc1信号口电流大小，Sc1信号口电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸大腔回油油路打开；以上，实现动臂下降动作。动臂下降动作信号需要动臂下降动作较慢时，如图3所示，S4的输入电流在i2处，到动臂小腔的压力油流量较小，动臂慢速下降；动臂下降动作信号需要动臂下降动作加快时，如图3所示，S4的输入电流在i3处，到动臂小腔的压力油流量变大，动臂下降速度加快；动臂要求最快速度下降时，如图3所示，S2的输入电流在imax处，到动臂小腔的压力油流量最大，动臂下降速度最快。动臂下降时，动臂大腔回油量，根据不同机型、不同工况、不同下降速度要求等，对Sc1电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使动臂动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CBD接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CBD信号的值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第二主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc4电流大小，Sc4电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸小腔进油油路打开；同时调整Sc1电流大小，Sc1电流到达一定值(大于等于i1)后，动臂油缸大腔回油油路打开；以上，实现动臂下降动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道这两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向动臂油缸。动臂下降动作信号需要动臂下降动作较慢时，如图3所示，S4的输入电流在i2处，到动臂小腔的压力油流量较小，动臂慢速下降；动臂下降动作信号需要动臂下降动作加快时，如图3所示，S2的输入电流在i3处，到动臂小腔的压力油流量变大，动臂下降速度加快；动臂要求最快速度下降时，如图3所示，S4的输入电流在imax处，到动臂小腔的压力油流量最大，动臂下降速度最快。动臂下降时，动臂大腔回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc1电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使动臂动作性能达到最优。

铲斗油缸330驱使铲斗挖掘单动作

对于单压力***，电子控制器400中CKI接收整机铲斗挖掘动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。电子控制器400处理CKI接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CKI信号的值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc10电流大小，Sc10电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸大腔进油油路打开；同时调整Sc11电流大小，Sc11电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸小腔回油油路打开；以上，实现铲斗挖掘动作。铲斗挖掘动作信号需要铲斗挖掘动作较慢时，如图3所示，S10的输入电流在i2处，到铲斗大腔的压力油流量较小，铲斗慢速挖掘；铲斗挖掘动作信号需要铲斗挖掘动作加快时，如图3所示，S10的输入电流在i3处，到铲斗大腔的压力油流量变大，铲斗挖掘速度加快；铲斗要求最快速度挖掘时，如图3所示，S10的输入电流在imax处，到铲斗大腔的压力油流量最大，铲斗挖掘速度最快。铲斗挖掘时，铲斗小腔回油量，根据不同机型、不同工况、不同动作速度要求等，对Sc11电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使铲斗动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CKI接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CKI信号的值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第二主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc10电流大小，Sc10电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸大腔进油油路打开；同时调整Sc11电流大小，Sc11电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸小腔回油油路打开；以上，实现铲斗挖掘动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道这两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向铲斗油缸。铲斗挖掘动作信号需要铲斗挖掘动作较慢时，如图3所示，S10的输入电流在i2处，到铲斗大腔的压力油流量较小，铲斗慢速挖掘；铲斗挖掘动作信号需要铲斗挖掘动作加快时，如图3所示，S10的输入电流在i3处，到铲斗大腔的压力油流量变大，铲斗挖掘速度加快；铲斗要求最快速度挖掘时，如图3所示，S10的输入电流在imax处，到铲斗大腔的压力油流量最大，铲斗挖掘速度最快。铲斗挖掘时，铲斗小腔回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc11电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使铲斗动作性能达到最优。

铲斗油缸330驱使铲斗卸料单动作

对于单压力***，电子控制器400中CKO接收整机铲斗卸料动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。电子控制器400处理CKO接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CKO信号的值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc12电流大小，Sc12电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸小腔进油油路打开；同时调整Sc9电流大小，Sc9电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸大腔回油油路打开；以上，实现铲斗卸料动作。铲斗卸料动作信号需要铲斗卸料动作较慢时，如图3所示，S12的输入电流在i2处，到铲斗小腔的压力油流量较小，铲斗慢速卸料；铲斗卸料动作信号需要铲斗卸料动作加快时，如图3所示，S12的输入电流在i3处，到铲斗小腔的压力油流量变大，铲斗卸料速度加快；铲斗要求最快速度下降时，如图3所示，S12的输入电流在imax处，到铲斗小腔的压力油流量最大，铲斗卸料速度最快。铲斗卸料时，铲斗大腔回油量，根据不同机型、不同工况、不同下降速度要求等，对Sc9电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使铲斗动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CKO接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CKO信号的值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第二主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc12电流大小，Sc12电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸小腔进油油路打开；同时调整Sc9电流大小，Sc9电流到达一定值(大于等于i1)后，铲斗油缸大腔回油油路打开；以上，实现铲斗卸料动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道这两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向铲斗油缸。铲斗卸料动作信号需要铲斗卸料动作较慢时，如图3所示，S12的输入电流在i2处，到铲斗小腔的压力油流量较小，铲斗慢速卸料；铲斗卸料动作信号需要铲斗卸料动作加快时，如图3所示，S12的输入电流在i3处，到铲斗小腔的压力油流量变大，铲斗卸料速度加快；铲斗要求最快速度卸料时，如图3所示，S12的输入电流在imax处，到铲斗小腔的压力油流量最大，铲斗卸料速度最快。铲斗卸料时，铲斗大腔回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc9电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使铲斗动作性能达到最优。

斗杆油缸320驱使斗杆外摆单动作

对于单压力***，电子控制器400中CAO接收整机斗杆外摆动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。电子控制器400处理CAO接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CAO信号的值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc8电流大小，Sc8电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸小腔进油油路打开；同时调整Sc5电流大小，Sc5电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸大腔回油油路打开；以上，实现斗杆外摆动作。斗杆外摆动作信号需要斗杆外摆动作较慢时，如图3所示，S8的输入电流在i2处，到斗杆小腔的压力油流量较小，斗杆慢速卸料；斗杆外摆动作信号需要斗杆外摆动作加快时，如图3所示，S8的输入电流在i3处，到斗杆小腔的压力油流量变大，斗杆外摆速度加快；斗杆要求最快速度下降时，如图3所示，S8的输入电流在imax处，到斗杆小腔的压力油流量最大，斗杆外摆速度最快。斗杆外摆时，斗杆大腔回油量，根据不同机型、不同工况、不同下降速度要求等，对Sc5电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使斗杆动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CAO接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CAO信号的值的大小，调整Sc30的输出信号大小；使得Sc30的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第一主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc8电流大小，Sc8电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸小腔进油油路打开；同时调整Sc5电流大小，Sc5电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸大腔回油油路打开；以上，实现斗杆外摆动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道这两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向斗杆油缸。斗杆外摆动作信号需要斗杆外摆动作较慢时，如图3所示，S8的输入电流在i2处，到斗杆小腔的压力油流量较小，斗杆慢速外摆；斗杆外摆动作信号需要斗杆外摆动作加快时，如图3所示，S8的输入电流在i3处，到斗杆小腔的压力油流量变大，斗杆外摆速度加快；斗杆要求最快速度外摆时，如图3所示，S8的输入电流在imax处，到斗杆小腔的压力油流量最大，斗杆外摆速度最快。斗杆外摆时，斗杆大腔回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc5电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使斗杆动作性能达到最优。

斗杆油缸320驱使斗杆内收单动作

对于单压力***，电子控制器400中CAI接收整机斗杆内收动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。电子控制器400处理CAI接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CAI信号的值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc6电流大小，Sc6电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸大腔进油油路打开；同时调整Sc7电流大小，Sc7电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸小腔回油油路打开；以上，实现斗杆内收动作。斗杆内收动作信号需要斗杆内收动作较慢时，如图3所示，S6的输入电流在i2处，到斗杆大腔的压力油流量较小，斗杆慢速挖掘；斗杆内收动作信号需要斗杆内收动作加快时，如图3所示，S6的输入电流在i3处，到斗杆大腔的压力油流量变大，斗杆内收速度加快；斗杆要求最快速度挖掘时，如图3所示，S6的输入电流在imax处，到斗杆大腔的压力油流量最大，斗杆内收速度最快。斗杆内收时，斗杆小腔回油量，根据不同机型、不同工况、不同动作速度要求等，对Sc7电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使斗杆动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CAI接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CAI信号的值的大小，调整Sc30的输出信号大小；使得Sc30的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第一主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc6电流大小，Sc6电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸大腔进油油路打开；同时调整Sc7电流大小，Sc7电流到达一定值(大于等于i1)后，斗杆油缸小腔回油油路打开；以上，实现斗杆内收动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道这两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向斗杆油缸。斗杆内收动作信号需要斗杆内收动作较慢时，如图3所示，S6的输入电流在i2处，到斗杆大腔的压力油流量较小，斗杆慢速内收；斗杆内收动作信号需要斗杆内收动作加快时，如图3所示，S6的输入电流在i3处，到斗杆大腔的压力油流量变大，斗杆内收速度加快；斗杆要求最快速度内收时，如图3所示，S6的输入电流在imax处，到斗杆大腔的压力油流量最大，斗杆内收速度最快。斗杆内收时，斗杆小腔回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc7电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使斗杆动作性能达到最优。

回转马达340驱使左回转单动作

对于单压力***，电子控制器400中CWL信号口接收整机左回转动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。电子控制器400处理CWL信号口接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CWL信号口信号值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc26电流大小，Sc26电流到达一定值(大于等于i1)后，回转马达左回转进油口进油油路打开；同时调整Sc27电流大小，Sc27电流到达一定值(大于等于i1)后，回转马达回油油路打开；以上，实现左回转动作。左回转动作信号需要左回转动作较慢时，如图3所示，S26的输入电流在i2处，到左回转马达油口的压力油流量较小，整机慢速回转；左回转动作信号需要左回转动作加快时，如图3所示，S26的输入电流在i3处，到回转马达左回转油口的压力油流量变大，左回转速度加快；左回转要求最快时，如图3所示，S26的输入电流在imax处，到左回转油口的压力油流量最大，左回转速度最快。左回转时，回转回油口回油量，根据不同机型、不同工况、不同动作速度要求等，对Sc27电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使回转动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CWL接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CWL信号的值的大小，调整Sc30的输出信号大小；使得Sc30的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第二主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc26电流大小，Sc26电流到达一定值(大于等于i1)后，回转马达左回转进油油路打开；同时调整Sc27电流大小，Sc27电流到达一定值(大于等于i1)后，回转马达左回转回油油路打开；以上，实现整机左回转动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道这两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向动臂油缸。回转马达左回转动作信号需要回转马达左回转动作较慢时，如图3所示，S26的输入电流在i2处，到回转马达左回转进油口压力油流量较小，整机慢速左回转；回转马达左回转动作信号需要整机左回转动作加快时，如图3所示，S26的输入电流在i3处，到回转马达左回转进油口的压力油流量变大，回转马达左回转速度加快；整机要求最快速度左回转时，如图3所示，S26的输入电流在imax处，到回转马达左回转进油口的压力油流量最大，回转马达左回转速度最快。回转马达左回转时，回转马达左回转回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc27电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使动臂动作性能达到最优。

回转马达340驱使右回转单动作

右回转动作时，控制策略与左回转相似。整机右回转动作信号接收口为CWR，Sc28用于控制右回转时的马达进油口面积及进油流量，Sc25用于控制右回转时的马达回油口面积及回油流量。

左行走马达350驱使左行走前进单动作

电子控制器400中CTLF信号口接收整机左行走前进动作信号，信号可为遥控信号，可为由其它装置转换而来的电信号，如电控手柄等。电子控制器400处理CTLF信号口接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CTLF信号口的信号值的大小，调整Sc29信号口的输出信号大小；使得Sc29信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时主压力油道210内迅速建立起压力；同时调整Sc24信号口电流大小，Sc24电流到达一定值(大于等于i1)后，左行走马达前进进油口进油油路打开；同时调整Sc21电流大小，Sc21电流到达一定值(大于等于i1)后，回转马达回油油路打开；以上，实现左行走前进动作。左行走前进动作信号需要左行走前进动作较慢时，如图3所示，S24的输入电流在i2处，到左行走马达前进油口的压力油流量较小，左行走马达慢速转动；左行走前进动作信号需要左行走前进动作加快时，如图3所示，S24的输入电流在i3处，到行走马达前进油口的压力油流量变大，行走马达转速加快；左行走马达要求最快时，如图3所示，S24的输入电流在imax处，到左行走马达前进油口的压力油流量最大，左行走马达转动速度最快。左行走前进时，回转马达回油口回油量，根据不同机型、不同工况、不同动作速度要求等，对Sc21电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使行走动作性能达到最优。

对于多压力***，电子控制器400处理CTLF信号口接收的信号，根据信号的值的大小，调整Sc31信号口、Sc32信号口输出信号，使得变量驱动装置100排量增大；同时根据CTLF信号口的信号值的大小，调整Sc30信号口的输出信号大小；使得Sc30信号口的电流变大，到达i’1处或者直接达到大于等于i’3，此时第二主压力油道内迅速建立起压力；同时调整Sc24信号口电流大小，Sc24信号口电流到达一定值(大于等于i1)后，左行走马达进油油路打开；同时调整Sc21电流大小，Sc21信号口电流到达一定值(大于等于i1)后，左行走马达回油油路打开；以上，实现左行走前进动作。特别的，第一主压力油道与第二主压力油道之间有一高压大流量常闭式比例电磁阀，当因为整机***参数、动作时间要求等因素，需要第一主压力油道与第二主压力油道这两个压力油道连通时，回油控制阀S30通电，第一主压力油道迅速建立压力，同时，Sc0通电，合流控制阀S0打开，第一主压力油道与第二主压力油道实现合流，两个泵的排量同时供向左行走油缸。左行走前进动作信号需要左行走前进动作较慢时，如图3所示，S2的输入电流在i2处，到左行走前进油口压力油流量较小，左行走慢速动作；左行走前进动作信号需要左行走前进动作加快时，如图3所示，S24的输入电流在i3处，到左行走前进进油口的压力油流量变大，左行走前进速度加快；左行走要求最快速度前进时，如图3所示，S24的输入电流在imax处，到左行走马达的压力油流量最大，左行走前进速度最快。左行走前进时，左行走马达前进回油量，根据不同机型、不同工况等，对Sc21电流进行调整，达到不同的回油面积目的，从而使左行走动作性能达到最优。

左行走马达350驱使左行走后退单动作

左行走后退动作时，控制策略与左行走前进相似。整机左行走后退动作信号接收口为CTLB，Sc22用于控制左行走马达前进进油口面积及进油流量，Sc23用于控制左回转马达前进回油口面积及回油流量。

右行走马达360驱使右行走前进单动作

右行走前进动作时，控制策略与左行走前进相似。整机右行走前进动作信号接收口为CTRF，Sc20用于控制右行走马达前进进油口面积及进油流量，Sc18用于控制右行走马达前进回油口面积及回油流量。

右行走马达360驱使右行走后退单动作

右行走后退动作时，控制策略与左行走前进相似。整机右行走后退动作信号接收口为CTRB，Sc18用于控制右行走马达前进进油口面积及进油流量，Sc19用于控制右行走马达前进回油口面积、及回油流量。

备用功能

电液控制装置200的工作油口可预留备用油口370，用于功能扩展，同时电子控制器400中预留相关信号接收、输出口。

复合动作

挖掘机需要复合动作，即两个或两个以上的单动作同时进行动作，复合动作主要包括：动臂上升+铲斗挖掘复合动作、动臂上升+铲斗挖掘复合动作、动臂上升+回转复合动作、动臂上升+斗杆内收复合动作、动臂上升+斗杆外摆复合动作、动臂上升+单行走、动臂下降+铲斗复合动作、动臂下降+回转复合动作、动臂下降+斗杆内收复合动作、动臂下降+斗杆外摆复合动作、动臂下降+单行走、铲斗挖掘+回转、铲斗挖掘+斗杆内收、铲斗挖掘+斗杆外摆、铲斗卸料+回转、铲斗卸料+斗杆内收、铲斗卸料+斗杆外摆、回转+斗杆内收、回转+斗杆外摆、单行走+动臂、单行走+铲斗、单行走+回转、双行走+1、动臂+斗杆+铲斗、动臂+斗杆+铲斗+回转等。

所有复合动作考虑整机协调性，对参与复合的动作，以上文叙述的单动作控制策略为基础控制策略，在基础控制策略的基础上，根据整机配置、负载信号等，为达到整机协调性，电子控制器400对相关比例电磁阀的电输入信号进行智能化的强制干预，本强制干预的优先权大于单动作控制策略中对相应比例电磁阀的控制。

比如，某机型做动臂上升+铲斗挖掘复合动作，动臂上升的流量需求更大，则电子控制器400综合处理整机配置、cc1、cc2、cc5、cc6相关信号，以及整机操控性需求，通过Sc2、Sc3、Sc10、Sc11对比例电磁阀S2、S3、S10、S11进行内部强制性干预，使得铲斗油缸大腔的进油量减小，而更多的流量供向动臂油缸大腔。

特别的，在无人操控自动驾驶时，电子控制器400中CBU、CBD、CKI、CKO、CAI、CAO、CWL、CWR、CTLF、CTLB、CTRB、CTRF等可不接收信号，而根据整机其它输入信号以及内部程序对比例电磁阀的电流输入口进行信号输出。

可选地，在***中增加动臂下降时的动臂势能回收模块与回转制动时的势能回收模块。动臂下降时，在整机及负载作用下，动臂大腔压力处于高压状态。如图7所示，在动臂大腔油路增加能量回收装置500，能量回收装置500包含能量回收单向阀510与能量回收控制阀520。动臂下降时的压力油可回收利用到主压力油道210中，或者利用到别的功能中。相应的，电子控制器400中增加控制输出信号S33。

可选地，在***中增加回转制动时的势能回收模块。回转制动时，回转马达回油油路压力瞬时增大，达到溢流状态。在回转马达回工作油口油路增加能量回收装置500。回转制动时的压力油可回收利用到主压力油道210中，或者利用到别的功能中。相应的，电子控制器400中增加控制输出信号S34。

本实施例提供的挖掘机电液控制方法，适用于上述的挖掘机电液控制***，上述所公开的挖掘机电液控制***的技术特征也适用于该挖掘机电液控制方法，上述已公开的挖掘机电液控制***的技术特征不再重复描述。本实施例中所述挖掘机电液控制方法具有上述挖掘机电液控制***的优点，上述所公开的所述挖掘机电液控制***的优点在此不再重复描述。

本实施例提供的挖掘机电液控制***及其方法，整机接收外部指令，经电子控制器400处理后，向电液控制装置200发出指令，通过控制比例电磁阀的通断，来控制整机动作。同时，整机负载经过负载压力传感器380反馈给电子控制器400，电子控制器400处理相关信号，对比例电磁阀的输入信号进行调整。具有如下特点：

节能：本实施例的挖掘机电液控制***，可实现精准控制；当***无动作时，变量驱动装置100的排量减小，同时，主压力油道210通过常开式的高压大流量比例电磁阀--回油控制阀240直接与回油相连，泵口压力小，从而整机能耗小。

操控性好：本实施例的挖掘机电液控制***，负载口独立控制，比如，动臂油缸的大小腔进回油可分开控制，而不是传统液压***中的进回油有固定的比例关系，以整机参数为基础，通过负载压力传感器380检测负载实时压力并传到电子控制器400并对整机进行干智能控制，使整机操控性得到很大提升。

响应迅速：本实施例的挖掘机电液控制***，例如比例电磁阀的响应小于50ms，而且因为不工作时主压力油道210到回油道220的通流面积大，因此泵的最小排量可加大，而不明显增加油耗，这就使整机需要动作时，***流量能够迅速提升，整机响应速度大幅提升。

智能：本实施例中，挖掘机的控制由传统的液控为主，转为电控大比例提升，对负载信号实时进行收集。该挖掘机电液控制***不仅可应用于人工操作的整机中，也可应用于遥控操作，自动操作的整机中。

所适应的整机家族谱广：传统的挖掘机，基本每一个机型都有不同于其它机型的主控阀，该电液控制装置200，通过电子控制器400的程序调整，即可适应不同机型。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挖掘机电液控制***，其特征在于，包括变量驱动装置、电液控制装置和执行装置；

所述电液控制装置包括回油道、至少一个主压力油道和多个工作油口控制单元；

所述变量驱动装置用于供液给所述主压力油道；所述回油道与每个所述主压力油道之间设置有回油控制阀；

所述工作油口控制单元包括进油口、出油口和回油口；所述工作油口控制单元的进油口与所述主压力油道连通，所述工作油口控制单元的出油口与所述执行装置连通，所述工作油口控制单元的回油口与所述回油道连通；所述工作油口控制单元用于控制所述主压力油道与所述执行装置之间油路的通断，以及用于控制所述执行装置的同一负载口与所述回油道之间油路的通断。

2.根据权利要求1所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，所述执行装置包括第一油腔和第二油腔；

与所述第一油腔连通的所述工作油口控制单元为第一工作油口控制单元；

与所述第二油腔连通的所述工作油口控制单元为第二工作油口控制单元；

所述第一工作油口控制单元用于控制所述主压力油道与所述执行装置的第一油腔之间油路的通断，以及用于控制所述执行装置的第一油腔与所述回油道之间油路的通断；

所述第二工作油口控制单元用于控制所述主压力油道到所述执行装置的第二油腔之间油路的通断，以及用于控制所述执行装置的第二油腔与所述回油道之间油路的通断；

当所述执行装置发生第一动作时，所述第一工作油口控制单元对应控制所述主压力油道与所述执行装置的第一油腔之间油路的连通，以及所述第二工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第二油腔与所述回油道之间油路的连通；

当所述执行装置发生第二动作时，所述第二工作油口控制单元对应控制所述主压力油道与所述执行装置的第二油腔之间油路的连通，以及所述第一工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第一油腔与所述回油道之间油路的连通。

3.根据权利要求2所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，还包括电子控制器和与所述电子控制器电连接的压力传感器；

所述变量驱动装置、所述执行装置和所述工作油口控制单元分别与所述电子控制器电连接；

所述压力传感器设置在所述变量驱动装置的出口，所述压力传感器用于采集所述变量驱动装置的出口的压力信号，并将该压力信号传递给所述电子控制器。

4.根据权利要求2所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，所述执行装置包括动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、回转马达、左行走马达和右行走马达中的一种或者多种。

5.根据权利要求1所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，所述工作油口控制单元包括第一工作油口控制阀、第二工作油口控制阀和工作油口单向阀；

所述工作油口控制单元的进油口、所述工作油口单向阀和所述第一工作油口控制阀依次连通，且所述工作油口单向阀用于阻止油液从所述第一工作油口控制阀回流到所述工作油口控制单元的进油口；

所述工作油口控制单元的出油口与回油口之间连通所述第二工作油口控制阀。

6.根据权利要求5所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，所述第一工作油口控制阀和所述第二工作油口控制阀分别采用常闭式高压大流量比例电磁阀或者由比例电磁阀与阀杆组成的常闭式高压大流量阀门；

和/或，所述工作油口控制单元的出油口连接有负载压力传感器，所述负载压力传感器用于采集所述执行装置的压力信号。

7.根据权利要求1所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，所述主压力油道的数量为多个；多个所述主压力油道之间通过一个或者多个合流控制阀连通；

所述合流控制阀采用常闭式高压大流量比例电磁阀或者由比例电磁阀与阀杆组成的常闭式高压大流量阀门。

8.根据权利要求1所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，包括能量回收装置；所述能量回收装置包括能量回收单向阀和能量回收控制阀；

所述执行装置与所述能量回收控制阀之间设置有所述能量回收单向阀，所述能量回收单向阀用于阻止油液从所述能量回收控制阀回流至所述执行装置。

9.根据权利要求1所述的挖掘机电液控制***，其特征在于，所述变量驱动装置为排量可调的变量泵；变量泵的外界输入变量为电信号或者液压信号；一个或者多个所述变量泵的出口与所述主压力油道连通；

和/或，所述回油控制阀采用常开式比例电磁阀或者由比例电磁阀与滑阀组成的常开阀门。

10.一种挖掘机电液控制方法，其特征在于，适用于如权利要求3所述的挖掘机电液控制***，该方法包括：

挖掘机电液控制***处于点火状态时，所述电子控制器控制所述回油控制阀，以使所述主压力油道与所述回油道通过所述回油控制阀连通；同时，所述电子控制器控制所述变量驱动装置以使所述变量驱动装置的排量最小；

挖掘机电液控制***的执行装置发生第一动作时，电子控制器接收所述执行装置发生第一动作信号并控制变量驱动装置排量增大，控制回油控制阀以减少主压力油道到回油道的回油面积；所述电子控制器控制所述第一工作油口控制单元以控制所述主压力油道与所述执行装置的第一油腔之间油路的连通，以及控制所述第二工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第二油腔与所述回油道之间油路的连通；

挖掘机电液控制***的执行装置发生第二动作时，电子控制器接收所述执行装置发生第二动作信号并控制变量驱动装置排量增大，控制回油控制阀以减少主压力油道到回油道的回油面积；所述电子控制器控制所述第二工作油口控制单元以控制所述主压力油道与所述执行装置的第二油腔之间油路的连通，以及控制所述第一工作油口控制单元对应控制所述执行装置的第一油腔与所述回油道之间油路的连通。

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