CN112709282A - 动臂提升优先于回转的控制方法、电液控制***及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种动臂提升优先于回转的控制方法、电液控制***及工程机械。采用一号泵(11)排出的压力油全部通往动臂；二号泵(12)排出的压力油一部分通往动臂，采用一号泵(11)和二号泵(12)合流的方式驱动动臂提升；从所述二号泵(12)排出的另一部分压力油通往回转机构；利用第一比例控制阀(13)控制所述一号泵(11)、第二比例控制阀(14)控制所述二号泵(12)的流量实现动臂提升对回转的优先控制。减少了压力损失，降低了油耗，起到了节能环保的作用。

Description

动臂提升优先于回转的控制方法、电液控制***及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种动臂提升优先于回转的控制方法、电液控制***及工程机械。

背景技术

挖掘机在挖掘和装车工况中，挖掘机的动臂提升和回转是使用频率最高的复合动作。由于动臂提升的负载较大，回转马达负载较小，为了确保动臂提升的高度，在传统的挖掘机液压***中采用在回转阀芯前部增加动臂提升优先阀；通过使用动臂提升优先阀实现动臂的驱动油缸和回转机构的驱动马达之间的流量分配。采用这种结构的液压***的能量损失较大，液压***传动效率较低，为了解决该问题，急需要研究一种有利于节能的动臂提升优先于回转的控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种动臂提升优先于回转的控制方法，利用该方法能够实时调整动臂和回转机构之间的流量分配，实现动臂提升优先于回转的控制，进而减少压力损失，降低油耗。

为了实现上述目的，本发明提供一种动臂提升优先于回转的控制方法，所述动臂提升优先于回转的控制方法采用一号泵排出的压力油全部通往动臂；二号泵排出的压力油一部分通往动臂，采用一号泵和二号泵合流的方式驱动所述动臂；从所述二号泵排出的另一部分压力油通往回转机构；利用第一比例控制阀控制所述一号泵、第二比例控制阀控制所述二号泵的流量实现动臂提升对回转的优先控制。

进一步的，通过用控制器接收来自所述动臂和所述回转机构的信号并处理后反馈给所述第一比例控制阀和所述第二比例控制阀，再通过所述第一比例控制阀和所述第二比例控制阀分别控制所述一号泵和所述二号泵的流量。

进一步的，所述电液控制***包括液压***和电气控制***；所述液压***包括一号泵和二号泵还包括用于控制所述一号泵的流量的第一比例控制阀和用于控制所述二号泵的流量的第二比例控制阀；所述电气控制***包括能够给所述第一比例控制阀和所述第二比例控制阀发送指令用于控制所述一号泵和二号泵的流量的控制器；所述液压***还包括第一执行单元和第二执行单元；从所述一号泵排出的压力油通往所述第一执行单元，从所述二号泵排出的一部分压力油通往所述第二执行单元，从所述二号泵排出的另一部分压力油通往所述第一执行单元。

进一步的，所述一号泵和所述二号泵同轴驱动。

进一步的，所述液压***包括连接所述一号泵的斜盘用于改变所述一号泵的流量的一号斜盘控制结构、连接所述二号泵的斜盘的用于改变所述二号泵的流量的二号斜盘控制结构。

进一步的，所述液压***包括用于提供先导压力油的先导泵；所述第一比例控制阀的工作油口连通所述一号斜盘控制结构；所述第二比例控制阀的工作油连通所述二号斜盘控制结构；所述第一比例控制阀和所述第二比例控制阀的进油口分别连通所述先导泵。

进一步的，所述控制器的输出端分别连接所述第一比例控制阀的输入端和所述第二比例控制阀的输入端。

进一步的，所述电气控制***包括用于采集所述第一执行单元和所述第二执行单元实时工作状况参数并向所述控制器提供信号的先导信号传感器。

进一步的，所述电气***还包括设置在所述一号泵的出油口处的第一输出压力传感器和设置在所述二号泵的出油口处的第二输出压力传感器；所述第一输出压力传感器的输出端、所述第二输出压力传感器的输出端均与所述控制器的输入端连接。

进一步的，所述液压***包括设置在所述一号泵和所述第一执行单元之间的第一换向阀、设置在所述二号泵和所述第一执行单元之间的第二换向阀；从所述一号泵和所述二号泵流出的压力油经过所述第二换向阀和所述第一换向阀后合流进入所述第一执行单元的同一进油口。

进一步的，所述液压***还包括第三换向阀；所述第三换向阀的进油口连接在所述二号泵的出油口到所述第二换向阀的进油口之间的油路上；所述第三换向阀的工作油口通往所述第二执行单元。

进一步的，所述第一换向阀处在原始位置时所述一号泵能够直接回油；所述第二换向阀和所述第三换向阀同时处在原始位置时所述二号泵能够直接回油。

一种工程机械，所述工程机械包括以上所述的电液控制***，所述工程机械的动臂提升优先于回转。

通过上述技术方案，通过采用一号泵排出的压力油全部通往动臂；二号泵排出的一部分压力油通往动臂、另一部分压力油通往回转机构；通过采用从一号泵排出的压力油和从二号泵排出的一部分压力油合流的方式驱动动臂提升，利用第一比例控制阀(13)控制所述一号泵(11)、第二比例控制阀(14)控制所述二号泵(12)的流量实现动臂提升对回转的优先控制。减少了压力损失，降低了油耗，起到了节能环保的作用。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本申请的一种具体实施方式的电液控制***示意图。

附图标记说明

1、液压***；11、一号泵；12、二号泵；111、一号斜盘控制结构；121、二号斜盘控制结构；13、第一比例控制阀；14、第二比例控制阀；15、第一换向阀；16、第二换向阀；17、第三换向阀；18、第一单项阀；19、第二单项阀；2、控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。在本发明中，需要理解的是，术语“背离”、“朝向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系与实际使用的方位或位置关系相对应；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外；仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指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。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明一方面提供一种动臂提升优先于回转的控制方法，所述动臂提升优先于回转的控制方法采用一号泵11排出的压力油全部通往动臂；二号泵12排出的压力油一部分通往动臂，采用一号泵11和二号泵12合流的方式驱动所述动臂；从所述二号泵12排出的另一部分压力油通往回转机构；利用第一比例控制阀13控制所述一号泵11、第二比例控制阀14控制所述二号泵12的流量实现动臂提升对回转的优先控制。通过采用一号泵11排出的压力油全部通往动臂；二号泵12排出的压力油一部分通往动臂、另一部分通往回转机构；通过采用从一号泵11排出的压力油和从二号泵12排出的一部分压力油合流的方式驱动动臂提升，利用电比例阀分别控制一号泵11和二号泵12的流量实时调整动臂和回转机构之间的流量分配，实现动臂提升优先于回转的控制，进而减少了压力损失，降低油耗。

优先地，通过用控制器2接收来自所述动臂和所述回转机构的信号并处理后反馈给所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14，再通过所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14分别控制所述一号泵11和所述二号泵12的流量。通过控制器2接收信号然后处理信号然后再根据处理结果给第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14发送指令进行一号泵11和二号泵12的流量控制，从而控制动臂以及回转机构；当动臂和回转机构根据从一号泵11和二号泵12流过来的压力油进行工作时，相关工作信号又会被控制器2接收并处理……；如此周而复始，实现实时调整动臂和回转机构之间的流量分配。

本发明第二方面提供一种电液控制***，如图1所示：所述电液控制***包括液压***1和电气控制***；所述液压***1包括一号泵11和二号泵12还包括用于控制所述一号泵11的流量的第一比例控制阀13和用于控制所述二号泵12的流量的第二比例控制阀14；所述电气控制***包括能够给所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14发送指令用于控制所述一号泵11和二号泵12的流量的控制器2；所述液压***1还包括第一执行单元和第二执行单元；从所述一号泵11排出的压力油通往所述第一执行单元，从所述二号泵12排出的一部分压力油通往所述第二执行单元，从所述二号泵12排出的另一部分压力油通往所述第一执行单元。通过所述电液控制***，通过采用一号泵11排出的压力油全部通往第一执行单元；二号泵12排出的压力油一部分通往第一执行单元、另一部分通往第二执行单元；通过采用从一号泵11排出的压力油和从二号泵12排出的一部分压力油合流的方式驱动第一执行单元动作，利用电比例阀分别控制一号泵11和二号泵12的流量实时调整第一执行单元和第二执行单元之间的流量分配，实现第一执行单元动作优先于第二执行单元动作的控制，减少了压力损失，降低了油耗，起到了节能环保的作用。

优先地，所述一号泵11和所述二号泵12同轴驱动。这样，能够保证所述一号泵11和所述二号泵12的同步性。

优先地，所述液压***1包括连接所述一号泵11的斜盘用于改变所述一号泵11的流量的一号斜盘控制结构111、连接所述二号泵12的斜盘的用于改变所述二号泵12的流量的二号斜盘控制结构121。通过所述一号斜盘控制结构111和二号斜盘控制结构121的分别动作能够分贝改变所述一号泵11的斜盘和所述二号泵12的斜盘倾角，从而改变所述一号泵11和所述二号泵12的流量

优先地，所述液压***1包括用于提供先导压力油的先导泵；所述第一比例控制阀13的工作油口连通所述一号斜盘控制结构111；所述第二比例控制阀14的工作油连通所述二号斜盘控制结构121；所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14的进油口分别连通所述先导泵。通过所述先导泵，能够给所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14提供先导压力油，进而在所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14在接收到来自所述控制器2的指令时，所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14的阀芯就会在先导压力油的作用下移动，从而控制从所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14的出油口排出的二次压力油的压力。

优先地，所述控制器2的输出端分别连接所述第一比例控制阀13的输入端和所述第二比例控制阀14的输入端。这样，所述控制器2就能根据接收并处理过的信号，将控制信号传给所述第一比例控制阀13和第二比例控制阀14，进而控制是一号泵11和所述二号泵12的的流量。

优先地，所述电气控制***包括用于采集所述第一执行单元和所述第二执行单元实时工作状况参数并向所述控制器2提供信号的先导信号传感器。所述先导信号传感器可是设置在例如所述第一换向阀15、第二换向阀16以及第三换向阀17上，先导信号传感器具有灵敏度高、可靠性高、性能好的优点，通过所述先导信号传感器能够及时分辨出所述第一执行单元和所述第二执行单元实时工作状况的变化，并将该变化及时的传递到所述控制器2。

优先地，所述电气***还包括设置在所述一号泵11的出油口处的第一输出压力传感器和设置在所述二号泵12的出油口处的第二输出压力传感器；所述第一输出压力传感器的输出端、所述第二输出压力传感器的输出端均与所述控制器2的输入端连接。通过所述第一输出压力传感器和所述第二输出压力传感器能够采集所述一号泵11和二号泵12的出口压力并将此参数传送给所述控制器2，进而通过所述控制器2分别计算出所述一号泵11和二号泵12的流量并根据计算结果控制所述第一比例控制阀13和所述第二比例控制阀14输出二次压力油的压力，进而控制一号泵11和二号泵12的流量。

优先地，所述液压***1包括设置在所述一号泵11和所述第一执行单元之间的第一换向阀15、设置在所述二号泵12和所述第一执行单元之间的第二换向阀16；从所述一号泵11和所述二号泵12流出的压力油经过所述第二换向阀16和所述第一换向阀15后合流进入所述第一执行单元的同一进油口。这样，利用一号泵11和二号泵12排出的压力油合流的方式进行第一执行单元的控制，为第一执行单元动作优先于第二执行单元的动作提供条件。

优先地，所述液压***1还包括第三换向阀17；所述第三换向阀17的进油口连接在所述二号泵12的出油口到所述第二换向阀16的进油口之间的油路上；所述第三换向阀17的工作油口通往所述第二执行单元。这样设置，能够保证二号泵12排出的压力油一部分流向第二换向阀16，一部分流向第三换向阀17。

优先地，所述第一换向阀15处在原始位置时所述一号泵11能够直接回油；所述第二换向阀16和所述第三换向阀17同时处在原始位置时所述二号泵12能够直接回油。因为在启动一号泵11和二号泵12后，所述第一执行机构和所述第二执行机构并不是一直工作，这样设置，避免了反复启停一号泵11和二号泵12，有利于延长所述一号泵11和二号泵12的寿命。

进一步优先地，所述液压***1还包括设置在所述第一换向阀15的进油口和所述一号泵11的出油口之间用于防止通往所述动臂的压力油逆流的第一单项阀18，所述第一单项阀18的进油口朝向所述一号泵11。

再进一步优先地，所述液压***1还包括设置在所述第三换向阀17和是二号泵12之间的防止通往所述回转机构的压力油逆流的第二单项阀19；所述第二单项阀19的进油口朝向所述二号泵12。

优先地，在所述电液控制***中，所述一号泵11、所述第一比例控制阀13和所述一号斜盘控制结构111设置为一体结构；所述二号泵12和所述二号斜盘控制结构121以及第二比例控制阀14设置为一体结构。

本发明第三方面提供一种工程机械，所述工程机械包括以上所述的电液控制***，所述工程机械的动臂提升优先于回转。

一种具体实施方式的工程机械为挖掘机，所述挖掘机包括动臂和回转机构，在挖掘机装车作业过程中，当动臂与回转机构同时动作时，如图1所示：动臂和回转机构的动作分别由一号泵11和二号泵12控制。一号泵11输出的流量经过第一换向阀15到达动臂的驱动油缸；二号泵12输出的流量的一部分经过第三换向阀17流向回转机构的驱动油缸用于控制回转机构动作；二号泵12输出流量的另一部分通过第二换向阀16流向动臂的驱动油缸用于和从第一换向阀15流向动臂驱动油缸的压力油合流后驱动动臂提升。

在本实施方式中，控制器2为能够监控该挖掘机整车工作情况的整车控制器，所述控制器2能够监控例如动臂和回转机构的负载、转速等并能够根据监控到的信号经过计算并输出控制信号给第一比例控制阀13和第二比例控制阀14，第一比例控制阀13和第二比例控制阀14根据接收到的来自控制器2的信号输出二次压力油用于分别控制一号斜盘控制结构111、二号斜盘控制结构121动作进而控制一号泵11和二号泵12的流量。其中一号斜盘控制结构111为一斜盘控制活塞、二号斜盘控制结构121为二号斜盘控制活塞，通过一斜盘控制活塞、二号斜盘控制活塞控制一号泵11和二号泵12的斜盘角度从而控制一号泵11和二号泵12的输出流量，进而实现动臂提升优先于回转。

在本实施方式中，液压***1还包括防止通往所述动臂的压力油逆流的第一单项阀18，所述第一单项阀18设置在所述第一换向阀15的进油口和所述一号泵11的出油口之间，所述第一单项阀18的进油口朝向所述一号泵11。

液压***1还包括设置在所述第三换向阀17和是二号泵12之间的防止通往所述回转机构的压力油逆流的第二单项阀19；所述第二单项阀19的进油口朝向所述二号泵12。

在本实施实施方式中，所述回转机构采用回转马达驱动，回转马达的进油口连通第三换向阀17的出油口。

以上结合附图详细描述了本发明的优先实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以将液压***改变为气压***。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种动臂提升优先于回转的控制方法，其特征在于，采用一号泵(11)排出的压力油全部通往动臂；二号泵(12)排出的压力油一部分通往动臂，采用一号泵(11)和二号泵(12)合流的方式驱动所述动臂；从所述二号泵(12)排出的另一部分压力油通往回转机构；利用第一比例控制阀(13)控制所述一号泵(11)、第二比例控制阀(14)控制所述二号泵(12)的流量实现动臂提升对回转的优先控制。

2.根据权利要求1所述的动臂提升优先于回转的控制方法，其特征在于，通过用控制器(2)接收来自所述动臂和所述回转机构的信号并处理后反馈给所述第一比例控制阀(13)和所述第二比例控制阀(14)，再通过所述第一比例控制阀(13)和所述第二比例控制阀(14)分别控制所述一号泵(11)和所述二号泵(12)的流量。

3.一种电液控制***，其特征在于，所述电液控制***包括液压***(1)和电气控制***；所述液压***(1)包括一号泵(11)和二号泵(12)还包括用于控制所述一号泵(11)的流量的第一比例控制阀(13)和用于控制所述二号泵(12)的流量的第二比例控制阀(14)；所述电气控制***包括能够给所述第一比例控制阀(13)和所述第二比例控制阀(14)发送指令用于控制所述一号泵(11)和二号泵(12)的流量的控制器(2)；所述液压***(1)还包括第一执行单元和第二执行单元；从所述一号泵(11)排出的压力油通往所述第一执行单元，从所述二号泵(12)排出的一部分压力油通往所述第二执行单元，从所述二号泵(12)排出的另一部分压力油通往所述第一执行单元。

4.根据权利要求3所述的电液控制***，其特征在于，所述一号泵(11)和所述二号泵(12)同轴驱动。

5.根据权利要求4所述的电液控制***，其特征在于，所述液压***(1)包括连接所述一号泵(11)的斜盘用于改变所述一号泵(11)的流量的一号斜盘控制结构(111)、连接所述二号泵(12)的斜盘的用于改变所述二号泵(12)的流量的二号斜盘控制结构(121)。

6.根据权利要求5所述的电液控制***，其特征在于，所述液压***(1)包括用于提供先导压力油的先导泵；所述第一比例控制阀(13)的工作油口连通所述一号斜盘控制结构(111)；所述第二比例控制阀(14)的工作油连通所述二号斜盘控制结构(121)；所述第一比例控制阀(13)和所述第二比例控制阀(14)的进油口分别连通所述先导泵。

7.根据权利要求3所述的电液控制***，其特征在于，所述控制器(2)的输出端分别连接所述第一比例控制阀(13)的输入端和所述第二比例控制阀(14)的输入端。

8.根据权利要求7所述的电液控制***，其特征在于，所述电气控制***包括用于采集所述第一执行单元和所述第二执行单元实时工作状况参数并向所述控制器(2)提供信号的先导信号传感器。

9.根据权利要求8所述的电液控制***，其特征在于，所述电气***还包括设置在所述一号泵(11)的出油口处的第一输出压力传感器和设置在所述二号泵(12)的出油口处的第二输出压力传感器；所述第一输出压力传感器的输出端、所述第二输出压力传感器的输出端均与所述控制器(2)的输入端连接。

10.根据权利要求9所述的电液控制***，其特征在于，所述液压***(1)包括设置在所述一号泵(11)和所述第一执行单元之间的第一换向阀(15)、设置在所述二号泵(12)和所述第一执行单元之间的第二换向阀(16)；从所述一号泵(11)和所述二号泵(12)流出的压力油经过所述第二换向阀(16)和所述第一换向阀(15)后合流进入所述第一执行单元的同一进油口。

11.根据权利要求10所述的电气液压控制***，其特征在于，所述液压***(1)还包括第三换向阀(17)；所述第三换向阀(17)的进油口连接在所述二号泵(12)的出油口到所述第二换向阀(16)的进油口之间的油路上；所述第三换向阀(17)的工作油口通往所述第二执行单元。

12.根据权利要求11所述的电液控制***，其特征在于，所述第一换向阀(15)处在原始位置时所述一号泵(11)能够直接回油；所述第二换向阀(16)和所述第三换向阀(17)同时处在原始位置时所述二号泵(12)能够直接回油。

13.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括根据权利要求3-12中任意一项所述的电液控制***，所述工程机械的动臂提升优先于回转。

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