CN113757203B - 一种装载机电控液压***及装载机 - Google Patents

一种装载机电控液压***及装载机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了装载机技术领域的一种装载机电控液压***及装载机，装载机电控液压***包括液压装置和电控装置，所述电控装置与所述液压装置并联；在手动模式下，装载机由液压装置控制；在电控模式下，装载机由电控装置和液压装置共同控制，可在不改变现有液压装置的整体结构的情况下实现电控化，同时可满足装载机遥控化，无人化；所有改造部件全部实现国产化，降低了制造成本，摆脱了对进口件的依赖。

Description

一种装载机电控液压***及装载机
技术领域
本发明属于装载机技术领域，具体涉及一种装载机电控液压***及装载机。
背景技术
现有技术中，装载机液压***电控化主要采用电控多路阀与电控转向器，其主要元件如电控多路阀、电控转向器及流量放大阀、电手柄均为进口元件且均为装载机全变量液压***，成本较高，国内技术仍不成熟。根据国内装载机现状，随着信息化技术的快速发展，对于工程机械遥控化、无人化的需求逐渐增加，但现有技术仍依赖于进口元件。国内装载机液压***仍主要为定量液压***，现有电控化液压***并不适用。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种装载机电控液压***及装载机，可在不改变现有液压装置的整体结构的情况下实现电控化，同时可满足装载机遥控化，无人化。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
第一方面，提供一种装载机电控液压***，包括液压装置和电控装置，所述电控装置与所述液压装置并联；在手动模式下，装载机由液压装置控制；在电控模式下，装载机由电控装置和液压装置共同控制。
进一步地，所述液压装置包括齿轮泵、多路阀、流量放大阀、先导阀、先导油源阀、转向器，所述电控装置包括电比例减压阀、流量控制阀；所述齿轮泵的出油口分别与多路阀、流量放大阀、先导油源阀、转向器和流量控制阀的进油口连通；所述先导油源阀的出油口分别与先导阀和电比例减压阀的进油口连通，并通过先导阀和电比例减压阀连通多路阀；所述转向器与所述流量控制阀并联后与所述流量放大阀连通。
进一步地，所述电比例减压阀的a1P口与先导阀的a1口连通，所述电比例减压阀的a1T口与多路阀的a1口连通；所述电比例减压阀的a2P口与先导阀的a2口连通，所述电比例减压阀的a2T口与多路阀的a2口连通；所述电比例减压阀的b1P口与先导阀的b1口连通，所述电比例减压阀的b1T口与多路阀的b1口连通；所述电比例减压阀的b2P口与先导阀的b2口连通，所述电比例减压阀的b2T口与多路阀的b2口连通；在手动模式下，电比例减压阀不得电，a1P口与a1T口相通，a2P口与a2T口相通，b1P口与b1T口相通，b2P口与b2T口相通，先导阀与电比例减压阀串联，多路阀由先导阀控制；在电控模式下，电比例减压阀得电，先导阀被切断，多路阀由电比例减压阀控制。
进一步地，所述流量放大阀的R1口分别与转向器的R口、流量控制阀的R2口连通；所述流量放大阀的L1口分别与转向器的L口、流量控制阀的L2口连通；在手动模式下，流量控制阀不得电，转向器控制转向；在电控模式下，流量控制阀得电并控制转向。
进一步地，所述流量控制阀包括电比例阀、压力补偿器，电比例阀进油口与压力补偿器的控制腔相通，电比例阀出油口与压力补偿器弹簧腔连接。
进一步地，流量控制阀不得电时，流量控制阀无流量经过，所有先导油供转向器与先导油源阀；当右转向时，电比例阀得电开启，齿轮泵所出液压油经电比例阀使电比例阀进出油口产生压差分别作用于压力补偿器两端，此时输出流量如下：
Figure BDA0003259116740000031
其中，q为经过电比例阀流量；Cd为流量系数，为常数；AT为电比例阀的开口面积；Δp为电比例阀的进出油口压力差；ρ为液压油密度。
进一步地，所述流量控制阀还包括三位四通电磁换向阀，当右转向时，流量控制阀的L2口得电，此时三位四通电磁换向阀的P口进油，A口出油后经流量放大阀控制腔经B口回油；当左转向时，流量控制阀的R2口得电，此时三位四通电磁换向阀的P口进油，B口出油后经流量放大阀控制腔经A口回油。
进一步地，还包括开关阀，用于切换手动模式和电控模式。
进一步地，所述齿轮泵包括先导泵、转向泵和工作泵，所述先导泵的出油口分别与先导油源阀、转向器和流量控制阀的进油口连通；所述转向泵的出油口与所述流量放大阀的进油口连通；所述工作泵的出油口分别与所述流量放大阀的PF口、多路阀的进油口连通。
第二方面，提供一种装载机，所述装载机配置有第一方面所述的装载机电控液压***。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
(1)本发明通过在现有液压装置上并联一套电控装置，在手动模式下，装载机由液压装置控制；在电控模式下，装载机由电控装置和液压装置共同控制，从而实现整机各动作程序控制，可在不改变现有液压装置的整体结构的情况下实现电控化，同时可满足装载机遥控化，无人化；
(2)本发明所有改造部件全部实现国产化，降低了制造成本，摆脱了对进口件的依赖。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种装载机电控液压***的***结构示意图；
图2是图1中的流量控制阀的***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图1、图2所示，一种装载机电控液压***，包括液压装置和电控装置，电控装置与液压装置并联；在手动模式下，装载机由液压装置控制；在电控模式下，装载机由电控装置和液压装置共同控制。
液压装置包括齿轮泵1、多路阀2、流量放大阀3、先导阀4、先导油源阀5、转向器6，电控装置包括电比例减压阀7、流量控制阀8；开关阀，用于切换手动模式和电控模式，当开关阀关闭时为手动模式，驾驶员操纵先导阀4与转向器6，当开关阀开启时可实现液压***电控化。
齿轮泵1为三联泵，包括先导泵、转向泵和工作泵，工作泵的出油口分别与流量放大阀3的PF口、多路阀2的进油口连通；转向泵的出油口与流量放大阀3的进油口连通；先导泵的出油口分别与先导油源阀5、转向器6、流量控制阀8和溢流阀10的进油口连通，溢流阀10决定流量控制阀8、转向器6供油压力；流量控制阀8与转向器6并联共同控制流量放大阀8换向实现整机转向，具体为转向器6的L口与流量控制阀8的L2口并联同时与流量放大阀的L1口连接，转向器6的R口与流量控制阀8的R2口并联同时与流量放大阀的R1口连接；在手动模式下，流量控制阀8不得电，此时操作方向盘实现转向器开启，转向器的L、R口输出与方向盘转速相关流量至流量放大阀控制腔产生压差使流量放大阀换向；当转向器6工作时，流量控制阀8中位截止，转向器6的L、R口分别作用于流量放大阀8的L1、R1口控制转向；在电控模式下，流量控制阀8得电，当流量控制阀8工作时，转向器6中位截止，流量控制阀8的L2、R2口分别作用于流量放大阀8的L1、R1口控制转向，实现转向器电控化。
先导油源阀5决定先导阀4、电比例减压阀7的供油压力，先导阀4与电比例减压阀7串联共同控制多路阀换向实现整机工作装置，具体为：先导阀4的a1口与电比例减压阀7的a1P口连接，先导阀4的a2口与电比例减压阀7的a2P口连接，先导阀4的b1口与电比例减压阀7的b1P口连接，先导阀4的b2口与电比例减压阀7的b2P口连接，对应的电比例减压阀7的a1T口与多路阀2的a1口连接，电比例减压阀7的a2T口与多路阀2的a2口连接，电比例减压阀7的b1T口与多路阀2的b1口连接，电比例减压阀7的b2T口与多路阀2的b2口连接；在手动模式下，电比例减压阀7不得电，当先导阀4工作时，电比例减压阀7不工作，此时电比例减压阀7的各P口与T口连通，即a1P口与a1T口相通，a2P口与a2T口相通，b1P口与b1T口相通，b2P口与b2T口相通；先导阀4与电比例减压阀7串联，多路阀2由先导阀4控制，先导阀4各输出口压力作用于多路阀2各先导口实现工作装置动作。在电控模式下，电比例减压阀7得电，当电比例减压阀7工作时，先导阀4不工作，先导阀4被切断，多路阀2由电比例减压阀7控制，电比例减压阀7各输出口压力作用于多路阀2各先导口实现工作装置动作，实现多路阀电控化。
流量控制阀8包括电比例阀11、压力补偿器12，电比例阀11进油口与压力补偿器12的控制腔相通，电比例阀11出油口与压力补偿器12弹簧腔连接。
流量控制阀8可实现比例输出流量，具体为通过控制电比例阀11的开口，先导油通过电比例阀11产生压降Δp作用于压力补偿器12两端，分别为进口压力作用于非弹簧腔，出口压力作用于弹簧腔。流量控制阀8不得电时，流量控制阀8无流量经过，所有先导油供转向器6与先导油源阀5；当右转向时，电比例阀11得电开启，齿轮泵1所出液压油经电比例阀11使电比例阀11进出油口产生压差分别作用于压力补偿器12两端，此时输出流量如下：
Figure BDA0003259116740000061
其中，q为经过电比例阀流量；Cd为流量系数，为常数；AT为电比例阀的开口面积；Δp为电比例阀的进出油口压力差；ρ为液压油密度；Δp与压力补偿器弹簧力相关，Cd、ρ为常数，因此流量控制阀可实现与压力无关的流量输出。
由于流量放大阀3的阀芯换向与流量相关，因此流量放大阀3先导控制需输出与压力无关的稳定流量以保证转向的控制性能。
流量控制阀8还包括三位四通电磁换向阀13，当右转向时，流量控制阀8的L2口得电，此时三位四通电磁换向阀13的P口进油，A口出油后经流量放大阀控制腔经B口回油，先导油经过流量放大阀3先导口产生压差控制阀芯换向；当左转向时，流量控制阀8的R2口得电，此时三位四通电磁换向阀13的P口进油，B口出油后经流量放大阀控制腔经A口回油，先导油经过流量放大阀3先导口产生压差控制阀芯换向。
本实施例通过在现有液压装置上并联一套电控装置，在手动模式下，装载机由液压装置控制；在电控模式下，装载机由电控装置和液压装置共同控制，从而实现整机各动作程序控制，可在不改变现有液压装置的整体结构的情况下实现电控化，同时可满足装载机遥控化，无人化；所有改造部件全部实现国产化，降低了制造成本，摆脱了对进口件的依赖。
实施例二：
基于实施例一所述的一种装载机电控液压***，本实施例提供一种装载机，所述装载机配置有实施例一所述的装载机电控液压***。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种装载机电控液压***，其特征是，包括液压装置和电控装置，所述电控装置与所述液压装置并联；在手动模式下，装载机由液压装置控制；在电控模式下，装载机由电控装置和液压装置共同控制；
所述液压装置包括齿轮泵(1)、多路阀(2)、流量放大阀(3)、先导阀(4)、先导油源阀(5)、转向器(6)，所述电控装置包括电比例减压阀(7)、流量控制阀(8)；
所述齿轮泵(1)的出油口分别与多路阀(2)、流量放大阀(3)、先导油源阀(5)、转向器(6)和流量控制阀(8)的进油口连通；
所述先导油源阀(5)的出油口分别与先导阀(4)和电比例减压阀(7)的进油口连通，并通过先导阀(4)和电比例减压阀(7)连通多路阀(2)；
所述转向器(6)与所述流量控制阀(8)并联后与所述流量放大阀(3)连通；
所述流量放大阀(3)的R1口分别与转向器(6)的R口、流量控制阀(8)的R2口连通；所述流量放大阀(3)的L1口分别与转向器(6)的L口、流量控制阀(8)的L2口连通；在手动模式下，流量控制阀(8)不得电，转向器(6)控制转向；在电控模式下，流量控制阀(8)得电并控制转向；
所述流量控制阀(8)包括电比例阀(11)、压力补偿器(12)，电比例阀(11)进油口与压力补偿器(12)的控制腔相通，电比例阀(11)出油口与压力补偿器(12)弹簧腔连接。
2.根据权利要求1所述的装载机电控液压***，其特征是，所述电比例减压阀(7)的a1P口与先导阀(4)的a1口连通，所述电比例减压阀(7)的a1T口与多路阀(2)的a1口连通；
所述电比例减压阀(7)的a2P口与先导阀(4)的a2口连通，所述电比例减压阀(7)的a2T口与多路阀(2)的a2口连通；
所述电比例减压阀(7)的b1P口与先导阀(4)的b1口连通，所述电比例减压阀(7)的b1T口与多路阀(2)的b1口连通；
所述电比例减压阀(7)的b2P口与先导阀(4)的b2口连通，所述电比例减压阀(7)的b2T口与多路阀(2)的b2口连通；
在手动模式下，电比例减压阀(7)不得电，a1P口与a1T口相通，a2P口与a2T口相通，b1P口与b1T口相通，b2P口与b2T口相通，先导阀(4)与电比例减压阀(7)串联，多路阀(2)由先导阀(4)控制；
在电控模式下，电比例减压阀(7)得电，先导阀(4)被切断，多路阀(2)由电比例减压阀(7)控制。
3.根据权利要求1所述的装载机电控液压***，其特征是，流量控制阀(8)不得电时，流量控制阀(8)无流量经过，所有先导油供转向器(6)与先导油源阀(5)；当右转向时，电比例阀(11)得电开启，齿轮泵(1)所出液压油经电比例阀(11)使电比例阀(11)进出油口产生压差分别作用于压力补偿器(12)两端，此时输出流量如下：
Figure FDA0003517794240000021
其中，q为经过电比例阀流量；Cd为流量系数,为常数；AT为电比例阀的开口面积；Δp为电比例阀的进出油口压力差；ρ为液压油密度。
4.根据权利要求3所述的装载机电控液压***，其特征是，所述流量控制阀(8)还包括三位四通电磁换向阀(13)，当右转向时，流量控制阀(8)的L2口得电，此时三位四通电磁换向阀(13)的P口进油，A口出油后经流量放大阀控制腔经B口回油；当左转向时，流量控制阀(8)的R2口得电，此时三位四通电磁换向阀(13)的P口进油，B口出油后经流量放大阀控制腔经A口回油。
5.根据权利要求1所述的装载机电控液压***，其特征是，还包括开关阀，用于切换手动模式和电控模式。
6.根据权利要求1所述的装载机电控液压***，其特征是，所述齿轮泵(1)包括先导泵、转向泵和工作泵，所述先导泵的出油口分别与先导油源阀(5)、转向器(6)和流量控制阀(8)的进油口连通；所述转向泵的出油口与所述流量放大阀(3)的进油口连通；所述工作泵的出油口分别与所述流量放大阀(3)的PF口、多路阀(2)的进油口连通。
7.一种装载机，其特征是，所述装载机配置有权利要求1～6任一项所述的装载机电控液压***。
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