CN205329757U - 无溢流损失装载机液压工作*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无溢流损失装载机液压工作***，在原始的发动机、传动轴、过滤器、油箱、定量泵、多路阀、转斗油缸、动臂油缸、安全阀、双作用安全阀的构造基础上，在多路阀与定量泵之间加装第一两位三通换向阀、高压蓄能器，在回油油路上加装低压蓄能器及第二两位三通换向阀，并且使用压力传感器分别测量蓄能器的压力值。通过控制第一两位三通换向阀和第二两位三通换向阀，就可实现定量泵输出流量与负载(外负载与蓄能器)需求流量相匹配，完全避免溢流损失造成的能源消耗，减小节流损失造成的能源消耗，提高了整机效率。并且采用低压蓄能器回收动臂下降势能，用于驱动转向机构，进一步提高了能量利用率。

Description

无溢流损失装载机液压工作***

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种装载机无溢流损失的节能液压工作***

背景技术

液压工作***是装载机的重要组成部分，装载机被广泛应用于矿山、路政、建筑等领域。当前中小型装载机普遍采用定量泵，工作过程中会出现泵与负载需求流量不匹配的现象，造成溢流损失，导致燃油经济性下降和液压油油温升高。这样不利于环保且会降低液压油的使用寿命进而影响整个液压***及元件的可靠性和效率。大型装载机普遍采用变量泵,造价高昂且对污染敏感。

目前产品主要采用的节能技术有双泵合流技术和双泵合流等值卸荷技术，但是均没有彻底解决溢流问题，所以节能效果非常有限。变量泵技术虽然可以降低功率损失，但是由于其造价昂贵，目前难以普及。

本实用新型提出了一种节能液压工作***，通过对定量泵***进行改进，就可完全避免溢流损失，与变量泵***具有相同的节能效果，同时避免了高昂的造价。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种无溢流损失的装载机液压工作***。

本实用新型统由发动机21、传动轴20、过滤器17、油箱18、定量泵19、两位三通换向阀、多路阀、转斗油缸4、动臂油缸5、控制器6、安全阀、蓄能器、单向阀15、双作用安全阀、压力传感器组成。所述多路阀包括三位六通换向阀2、四位四通换向阀3。所述两位三通换向阀包括第一两位三通换向阀1、第二两位三通换向阀13。所述安全阀包括第一安全阀14、第二安全阀16。所述蓄能器包括高压蓄能器7和低压蓄能器8。所述双作用安全阀包括第一双作用安全阀11、第二双作用安全阀12。所述压力传感器包括第一压力传感器9、第二压力传感器10。所述发动机21通过传动轴20与定量泵19连接；所述定量泵19进油口经过滤器17与油箱18连接，出油口分两路，一路与第一两位三通换向阀1的P口相连，另一路与第二安全阀16相连；第二安全阀16出油口经过滤器17与油箱18相连；第一两位三通换向阀1出油口A分为两路，一路与三位六通换向阀2的P、P1口相连，另一路与高压蓄能器7相连，出油口B通过过滤器17与油箱18相连；三位六通换向阀2的T口与第二两位三通换向阀13的P口相连，三位六通换向阀2的A口与四位四通换向阀3的P口相连，A1口分两路，一路与转斗油缸4有杆腔相连，一路通过第一双作用安全阀11经第二两位三通换向阀13与油箱18相连；B口分两路，一路与转斗油缸4无杆腔相连，另一路通过第二双作用安全阀12经由第二两位三通换向阀13与油箱18相连。四位四通换向阀3的P口与三位六通换向阀2的A口相连，T口与第二两位三通换向阀13的P口相连，A口与动臂油缸5的有杆腔相连，B口与动臂油缸5的无杆腔相连。第二两位三通换向阀13的P口分别与换向阀2、3的T口，双作用安全阀11、12的出口相连；A口分为两路，一路与第一两位三通换向阀1的B口相连，一路经由过滤器17与油箱18相连；B口通过单向阀15与低压蓄能器8相连。控制器6的信号输入端分别与换向阀2、3的操纵手柄，压力传感器9、10的信号输出端相连。控制器6的信号输出端分别与换向阀1、13的信号输入端相连。压力传感器9、10分别通过液压管路与蓄能器8、7相连。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型实现了在对原有装载机液压***改造较小的情况下使泵的输出流量与工作装置的负载(外负载与蓄能器)需求流量相匹配，避免了溢流损失造成的能源消耗，减小节流损失造成的能源消耗，提高了整机效率。

2、本实用新型实现了使定量泵***具有与变量泵***相同的节能效果。本***采用了抗污染能力较强、成本较低的定量泵，降低了制造成本和维修成本。同时通过蓄能器吸收压力冲击，提高了液压工作***的稳定性和可靠性，提高了元件疲劳寿命。与采用变量泵的负载敏感***相比，本***通过控制可以实现相同的节能效果。

3、本实用新型采用功率密度较高的低压蓄能器回收动臂下降势能，用于驱动转向机构，进一步提高了能量利用率。

4、本实用新型通过蓄能器存储能量，减小发动机装机功率，提高了整机经济性。

5、本实用新型中液压***由于蓄能器的存在，减小了工作装置建压的时间，提高了整机的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成和工作原理示意图。

图2为本实用新型收斗工况下高压蓄能器单独供能模式下能量传递路线图。

图3为本实用新型收斗工况下高压蓄能器和定量泵共同供能模式下能量传递路线图。

图4为本实用新型动臂举升工况下高压蓄能器单独供能模式下能量传递路线图。

图5为本实用新型动臂举升工况下高压蓄能器和定量泵共同供能模式下能量传递路线图。

图6为本实用新型卸料工况下高压蓄能器单独供能模式下能量传递路线图。

图7为本实用新型卸料工况下高压蓄能器和定量泵共同供能模式下能量传递路线图。

图8为本实用新型动臂下降工况下高压蓄能器单独供能模式下低压蓄能器回收势能能量传递路线图。

图9为本实用新型动臂下降工况下高压蓄能器单独供能模式下低压蓄能器不回收势能能量传递路线图。

图10为本实用新型动臂下降工况下高压蓄能器和定量泵共同供能模式下低压蓄能器不回收势能能量传递路线图。

具体实施方式

请参阅图1至图10所示，为本实用新型的实施例，该实施例由发动机21、传动轴20、过滤器17、油箱18、定量泵19、两位三通换向阀、多路阀、转斗油缸4、动臂油缸5、控制器6、安全阀、蓄能器、单向阀15、双作用安全阀、压力传感器组成。所述多路阀包括三位六通换向阀2、四位四通换向阀3。所述两位三通换向阀包括第一两位三通换向阀1、第二两位三通换向阀13。所述安全阀包括第一安全阀14、第二安全阀16。所述蓄能器包括高压蓄能器7和低压蓄能器8。所述双作用安全阀包括第一双作用安全阀11、第二双作用安全阀12。所述压力传感器包括第一压力传感器9、第二压力传感器10。所述发动机21通过传动轴20与定量泵19连接；所述定量泵19进油口经过滤器17与油箱18连接，出油口分两路，一路与第一两位三通换向阀1的P口相连，另一路与第二安全阀16相连；第二安全阀16出油口经过滤器17与油箱18相连；第一两位三通换向阀1出油口A分为两路，一路与三位六通换向阀2的P、P1口相连，另一路与高压蓄能器7相连，出油口B通过过滤器17与油箱18相连；三位六通换向阀2的T口与第二两位三通换向阀13的P口相连，三位六通换向阀2的A口与四位四通换向阀3的P口相连，A1口分两路，一路与转斗油缸4有杆腔相连，一路通过第一双作用安全阀11经第二两位三通换向阀13与油箱18相连；B口分两路，一路与转斗油缸4无杆腔相连，另一路通过第二双作用安全阀12经由第二两位三通换向阀13与油箱18相连。四位四通换向阀3的P口与三位六通换向阀2的A口相连，T口与第二两位三通换向阀13的P口相连，A口与动臂油缸5的有杆腔相连，B口与动臂油缸5的无杆腔相连。第二两位三通换向阀13的P口分别与换向阀2、3的T口，双作用安全阀11、12的出口相连；A口分为两路，一路与第一两位三通换向阀1的B口相连，一路经由过滤器17与油箱18相连；B口通过单向阀15与低压蓄能器8相连。控制器6的信号输入端分别与换向阀2、3的操纵手柄，压力传感器9、10的信号输出端相连。控制器6的信号输出端分别与换向阀1、13的信号输入端相连。压力传感器9、10分别通过液压管路与蓄能器8、7相连。

本实用新型的工作过程和原理如下：

1、***工况：

装载机在行走***的驱动下直线行驶，将铲斗水平***物料，当铲斗进入料堆直至装有足够物料，停止前进，在此过程中，三位六通换向阀2、四位四通换向阀3分别均工作在中位，第一两位三通换向阀1工作在右位，第二两位三通换向阀13工作在左位，转斗油缸4和动臂油缸5闭锁，高压蓄能器7和低压蓄能器8处于保持压力状态，不向外界供能。定量泵19在发动机21的驱动下将油液通过第一两位三通换向阀1排入油箱，此时定量泵19处于卸荷状态。

根据实际工况，装载机在***工况中遇有非松散物料，需求铲掘力较大情况时，驾驶员会通过操作转斗油缸4来抖动铲斗，使物料松动，在单次循环中尽可能多地装入物料。在此过程中三位六通换向阀2由驾驶员操纵，开度由驾驶员自行调控；此时控制器6通过第二压力传感器10测量高压蓄能器7内的压力，计算蓄能器内压力的变化率，同时检测三位六通换向阀2的操作手柄角度(操作手柄与其原始位置的夹角)：

(1)若此时操作手柄角度不为0，则说明三位六通换向阀2工作在左位或者右位，此时控制器6通过第二压力传感器10的输入信号计算压力变化率，若通过计算预测到高压蓄能器7压力值下一时刻大于设定的压力下限值，并且高压蓄能器7内压力变化率大于相应操作手柄角度下对应的变化率下限值，说明高压蓄能器7内能量足以驱动转斗油缸，所以此时第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵19继续卸荷，换向阀3、13不动作，转斗油缸4工作完全由高压蓄能器7驱动，在此过程中转斗油缸供油由驾驶员通过控制三位六通换向阀2的开度进行调节。

(2)若此时操作手柄角度不为0，则说明三位六通换向阀2工作在左位或者右位，此时控制器6通过第二压力传感器10的输入信号计算压力变化率，若通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻小于预先设定的压力下限值，则说明蓄能器内保有能量无法在切断动力情况下独立驱动工作装置完成一个循环工况；若高压蓄能器7内压力变化率低于相应操作手柄角度下对应的蓄能器压力变化率下限值，则说明转斗速度下降，蓄能器无法提供足够的流量来保证转斗的速度。所以预测压力值和压力变化率二者中有一个小于下限值，就需要定量泵19为液压***供能，第一两位三通换向阀1在控制器6的驱动下工作在左位，第一两位三通换向阀1内单向阀的作用是防止定量泵19接入时由于定量泵建压过程中造成的动作迟滞，三位六通换向阀2在驾驶员操纵下工作在左位或右位，四位四通换向阀3工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在左位。此时高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油，由于高压蓄能器7仍保有满足一个循环工况的能量，所以定量泵不会优先向蓄能器供能。在此过程中，若转斗油缸需求流量大压力小，则高压蓄能器7与定量泵19共同供给液压油；若转斗液压缸需求流量小压力大，则高压蓄能器7吸收来自于定量泵19多余的流量，保证不产生溢流损失，且一旦第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失，在此过程中转斗油缸4供油由驾驶员通过控制三位六通换向阀2的开度进行调节。

(3)若此时操作手柄角度为0，则说明铲斗停止抖动，换向阀2、3均工作在中位；控制器6检测第一两位三通换向阀1的反馈信号和高压蓄能器7的压力，若第一两位三通换向阀1工作在左位且高压蓄能器7压力低于上限值，则定量泵19向高压蓄能器7充能直至蓄能器压力达到上限值，然后控制器6驱动第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵19卸荷，蓄能器保持压力；若第一两位三通换向阀1工作在左位且高压蓄能器7压力达到上限值，则控制器6驱动第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵卸荷，蓄能器保持压力；若第一两位三通换向阀1工作在右位，则保持原有状态，定量泵19卸荷，蓄能器保持压力。

2、收斗工况：

***工况完成后，装载机继续前进，驾驶员操纵三位六通换向阀2工作在右位，转斗油缸4无杆腔进油，有杆腔出油，转斗油缸驱动铲斗向后翻转。在此工况中，铲斗受到自身重力、物料的重力、物料对铲斗运动的阻力且均达到最大值，此时工作装置液压***工作在高压小流量状态。

在此工况下，控制器6通过检测三位六通换向阀2的操作手柄角度、高压蓄能器7的压力、计算高压蓄能器7的压力变化率驱动第一两位三通换向阀1工作，使定量泵19的流量与负载(工作负载与蓄能器)需求流量相匹配，避免溢流。具体实施过程如下，控制器6检测到三位六通换向阀2操作手柄角度不为0，再通过第二压力传感器10检测高压蓄能器7的压力和计算压力变化率，有如下情况：

第一两位三通换向阀1起始时间工作在右位：

(1)三位六通换向阀2的操作手柄角度不为0，控制器6通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻大于预先设定的压力下限值且蓄能器压力变化率大于相应操作手柄角度下对应的蓄能器压力变化率下限值，说明高压蓄能器7内能量足以驱动转斗油缸4，所以此时第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵19继续卸荷，四位四通换向阀3工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在左位，转斗油缸工作完全由高压蓄能器7驱动。

(2)三位六通换向阀2的操作手柄角度不为0，控制器6通过第二压力传感器10的输出信号计算高压蓄能器7的压力变化率，若通过计算预测蓄能器压力值下一时刻小于预先设定的压力下限值，则说明蓄能器内保有能量无法在切断动力情况下独立驱动工作装置完成一个循环工况；若蓄能器内压力变化率低于相应操作手柄角度下对应的蓄能器压力变化率下限值，则说明蓄能器供油能力下降，蓄能器无法提供足够的流量来保证转斗的速度。所以预测压力值或者压力变化率二者中有一个小于下限值，就需要定量泵为液压***供能，第一两位三通换向阀1在控制器6的驱动下工作在左位，四位四通换向阀3工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在左位。此时高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油，由于高压蓄能器7仍保有满足一个循环工况的能量，所以定量泵19不会优先向高压蓄能器7供能。在此过程中，转斗油缸4处于重载小流量状态，高压蓄能器7吸收来自于定量泵19的多余的流量，保证不产生溢流损失，且一旦第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位，高压蓄能器7开始单独向***供能。在此过程中转斗油缸4供油由驾驶员通过控制三位六通换向阀2的开度进行调节。

第一两位三通换向阀1起始时间工作在左位：

(3)三位六通换向阀2的操作手柄角度不为0，高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油，在此过程中，转斗油缸处于重载小流量状态，高压蓄能器7吸收来自于定量泵19的多余的流量，保证不产生溢流损失，且第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位，高压蓄能器7开始单独向***供能，进入2(1)判别模式。在此过程中转斗油缸4供油由驾驶员通过控制三位六通换向阀2的开度进行调节。

工况2(1)、2(2)、2(3)循环往复直至铲斗收斗达到最大倾角，驾驶员操纵三位六通换向阀2工作在中位，收斗完成。

3、动臂举升工况

收斗完成后，驾驶员操纵四位四通换向阀3工作在右位，利用节流原理来控制动臂举升的速度。在此过程中要求动臂油缸5快速平稳运动，动臂油缸受到物料的重力和运动过程中产生的惯性力。所以此时工作装置液压***处于高压大流量状态，此过程中并不存在溢流损失。

在此工况下，控制器6通过检测四位四通换向阀3的操作手柄角度、高压蓄能器7的压力、计算高压蓄能器7的压力变化率驱动第一两位三通换向阀1工作，使定量泵19和高压蓄能器7为动臂油缸5供油，实现物料的快速举升。具体实施过程如下，控制器6检测到四位四通换向阀3工作在右位，再通过第二压力传感器10检测高压蓄能器7的压力和计算压力变化率，有如下情况：

第一两位三通换向阀1起始时间工作在右位：

(1)四位四通换向阀3的操作手柄角度不为0，控制器6通过第二压力传感器10的输出信号计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻大于预先设定的压力下限值，并且高压蓄能器7压力变化率大于相应操作手柄角度下对应的变化率下限值，说明高压蓄能器7内能量足以驱动动臂油缸5，所以此时第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵19继续卸荷，三位六通换向阀2工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在左位，动臂油缸5工作完全由高压蓄能器7驱动。

(2)四位四通换向阀3的操作手柄角度不为0，控制器6通过压力传感器10的输出信号计算压力变化率，若通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻小于预先设定的压力下限值，则说明高压蓄能器7内保有能量无法在切断动力情况下独立驱动工作装置完成一个循环工况；若高压蓄能器7内压力变化率低于相应操作手柄角度下对应的蓄能器压力变化率下限值，则说明蓄能器供油能力下降，蓄能器无法提供足够的流量来保证动臂油缸5的速度。所以预测压力值或者压力变化率二者中有一个小于下限值，就需要定量泵19为液压***供能，第一两位三通换向阀1在控制器6的驱动下工作在左位，四位四通换向阀3工作在右位，第二两位三通换向阀13工作在左位。此时高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油，由于高压蓄能器7仍保有满足一个循环工况的能量，所以定量泵19不会优先向蓄能器供能。在此过程中，动臂油缸处于重载大流量状态，高压蓄能器7和定量泵19共同向动臂油缸供油，同时高压蓄能器7吸收压力振动，保证动臂油缸的快速平稳举升，且一旦第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位，高压蓄能器7开始单独向***供能。

第一两位三通换向阀1起始时间工作在左位：

(3)四位四通换向阀3的操作手柄角度不为0，高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油，由于动臂油缸5处于重载大流量状态，高压蓄能器7与定量泵19共同向动臂油缸5供油，保证动臂的快速平稳举升，且第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位，高压蓄能器7开始单独向***供能，进入3(1)判别模式。在此过程中动臂油缸供油由驾驶员通过控制四位四通换向阀3的开度进行调节。

工况3(1)、3(2)、3(3)循环往复直至铲斗上升到需求高度，驾驶员操纵四位四通换向阀3工作在中位，动臂举升完成。

4、卸料工况：

动臂举升到预定高度后，驾驶员操纵行走***使装载机到达预定位置，操纵三位六通换向阀2，利用节流原理来控制装载机转斗油缸的速度，利用铲斗内物料自身重力实现卸料。转斗油缸受到物料的重力、运动过程中产生的惯性力和工作装置运动过程中自身的阻力。在此过程中，物料质量变化很快，所以此时工作装置液压***处于轻载中流量状态，并不存在溢流损失。

在此工况下，三位六通换向阀2工作在左位，转斗油缸4有杆腔进油，无杆腔出油。控制器6通过检测三位六通换向阀2的操作手柄角度、高压蓄能器7的压力、计算高压蓄能器7的压力变化率驱动第一两位三通换向阀1工作，使定量泵19、高压蓄能器7为转斗油缸4供油，实现快速卸料。具体实施过程如下，控制器6检测到三位六通换向阀2操作手柄角度不为0，再通过压力传感器10检测高压蓄能器7的压力并计算压力变化率，有如下情况：

第一两位三通换向阀1起始时间工作在右位：

(1)三位六通换向阀2的操作手柄角度不为0，控制器6通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻大于预先设定的压力下限值，并且其压力变化率大于相应操作手柄角度下对应的变化率下限值，说明蓄能器内能量足以驱动转斗油缸4，所以此时第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵19继续卸荷，三位六通换向阀2工作在左位，四位四通换向阀3工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在左位，转斗油缸4工作完全由高压蓄能器7驱动。

(2)三位六通换向阀2的操作手柄角度不为0，控制器6通过第二压力传感器10的输入信号计算压力变化率，若通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻小于预先设定的压力下限值，则说明蓄能器内保有能量无法在切断动力情况下独立驱动工作装置完成一个循环工况；若高压蓄能器7内压力变化率低于相应操作手柄角度下对应的压力变化率下限值，则说明其供油能力下降，蓄能器无法提供足够的流量来保证转斗的速度。所以预测压力值或者压力变化率二者中有一个小于下限值，就需要定量泵19为液压***供能，第一两位三通换向阀1在控制器6的驱动下工作在左位，四位四通换向阀3工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在左位。此时高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油。在此过程中，转斗油缸4处于轻载中流量状态，高压蓄能器7与定量泵19共同向转斗油缸有杆腔供油，实现快速卸料，且一旦第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位，高压蓄能器7开始单独向***供能。在此过程中转斗油缸4供油由驾驶员通过控制三位六通换向阀2的开度进行调节。

第一两位三通换向阀1起始时间工作在左位：

(3)三位六通换向阀2的操作手柄角度不为0，高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油。在此过程中，转斗油缸4处于轻载中流量状态，高压蓄能器7与定量泵19共同向转斗油缸有杆腔供油，实现快速卸料，且第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位，高压蓄能器7开始单独向***供能，进入4(1)判别模式。在此过程中转斗油缸4供油由驾驶员通过控制三位六通换向阀2的开度进行调节。

工况4(1)、4(2)、4(3)循环往复直至铲斗卸料完毕，驾驶员操纵三位六通换向阀2工作在中位，收斗完成。

5、空载收斗工况

卸料完成后，驾驶员操纵三位六通换向阀2工作在右位，转斗油缸4无杆腔进油有杆腔出油，使铲斗在空载情况下快速收回到水平位置。在此过程中液压***处于轻载大流量状态。

具体实施过程参考收斗工况。

6、动臂下降回收势能工况

铲斗收斗后，驾驶员操纵四位四通换向阀3工作在左1位，动臂油缸5有杆腔进油无杆腔出油，动臂平稳下降到初始位置，在此工况下液压***处于轻载大流量状态。

在此工况下，控制器6通过检测四位四通换向阀3的操作手柄角度、高压蓄能器7的压力、计算高压蓄能器7的压力变化率驱动第一两位三通换向阀1工作，实现动臂快速下降同时进行能量回收，回收的能量用于驱动转向***。具体实施过程如下，控制器6检测到四位四通换向阀3工作在左1位，再通过第二、第一压力传感器10、9分别检测高压蓄能器7和低压蓄能器8的压力并计算压力变化率实现动臂下降和能量回收，具体有如下情况：

第一两位三通换向阀1起始时间工作在右位：

(1)四位四通换向阀3工作在左1位，低压蓄能器8内压力小于其上限值：

控制器6通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻大于预先设定的压力下限值，并且其压力变化率大于相应操作手柄角度下对应的变化率下限值，说明高压蓄能器7内能量足以驱动动臂油缸5，同时控制器6通过第一压力传感器9检测低压蓄能器8内压力小于其上限值，说明低压蓄能器8可以回收能量。所以此时第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵19继续卸荷，三位六通换向阀2工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在右位，动臂油缸5在高压蓄能器7和自身重力的作用下将动臂油缸5无杆腔内的油液排入低压蓄能器8中，实现动臂势能的回收。

(2)四位四通换向阀3工作在左1位，低压蓄能器8内压力等于其上限值：

控制器6通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻大于预先设定的压力下限值，并且蓄能器压力变化率大于相应操作手柄角度下对应的变化率下限值，说明高压蓄能器7内能量足以驱动动臂油缸5，同时控制器6通过第一压力传感器9检测低压蓄能器8内压力等于其上限值，说明低压蓄能器8无法继续回收能量，所以此时第一两位三通换向阀1工作在右位，定量泵19继续卸荷，三位六通换向阀2工作在中位，第二两位三通换向阀13工作在左位，动臂油缸5在高压蓄能器7驱动下将无杆腔油液排入油箱中，完成动臂下降。

(3)四位四通换向阀3工作在左1位，控制器6通过第二压力传感器10的输出信号计算高压蓄能器7的压力变化率，若通过计算预测高压蓄能器7压力值下一时刻小于预先设定的压力下限值，则说明蓄能器内保有能量无法在切断动力情况下驱动工作装置完成一个循环工况；若蓄能器内压力变化率低于相应操作手柄角度下对应的变化率下限值，则说明蓄能器供油能力下降，高压蓄能器7无法提供足够的流量来保证动臂油缸5的速度。所以预测压力值和压力变化率二者中有一个小于下限值，就需要定量泵19为液压***供能，此时第一两位三通换向阀1在控制器6的驱动下工作在左位，四位四通换向阀3工作在左1位，当定量泵19开始为***供能时，继续回收动臂势能会造成定量泵19输入功率增加，达不到节省能量的目的，所以当第一两位三通换向阀1工作在左位时，第二两位三通换向阀13工作在左位。此时高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油。在此过程中，动臂油缸5处于轻载大流量状态，高压蓄能器7和定量泵19共同向动臂油缸供油，保证动臂油缸的快速平稳下降，且一旦第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位，高压蓄能器7开始单独向***供能。

第一两位三通换向阀1起始时间工作在左位：

(4)四位四通换向阀3的操作手柄角度不为0，高压蓄能器7与定量泵19共同为液压***供油，保证动臂的快速平稳下降，动臂油缸处于轻载大流量状态。且第一两位三通换向阀1工作在左位，直至高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀1一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失。且第一两位三通换向阀1工作在左位时，为减小发动机21的输出功率不进行能量回收，所以第二两位三通换向阀13工作在左位。当高压蓄能器7的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀1工作在右位。高压蓄能器7开始单独向***供能，进入6(1)、6(2)判别模式。工况6(1)、6(2)、6(3)、6(4)循环往复直至铲斗下降到需求高度，驾驶员操纵四位四通换向阀3工作在中位，动臂下降完成。

Claims (3)

1.一种无溢流损失装载机液压工作***，其特征在于：在原始的发动机(21)、传动轴(20)、过滤器(17)、油箱(18)、定量泵(19)、多路阀、转斗油缸(4)、动臂油缸(5)、安全阀、双作用安全阀的构造基础上，在多路阀与定量泵(19)之间加装第一两位三通换向阀(1)、高压蓄能器(7)，在回油油路上加装低压蓄能器(8)及第二两位三通换向阀(13)，并且使用压力传感器分别测量蓄能器的压力值；所述多路阀包括三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)；控制器(6)信号输入端接收第一压力传感器(9)、第二压力传感器(10)、三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)的输出信号，其中：三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)分别输出操作手柄角度信号，第一压力传感器(9)、第二压力传感器(10)信号输入端通过液压管路分别与低压蓄能器(8)、高压蓄能器(7)连接；控制器(6)对信号处理后输出控制信号驱动第一两位三通换向阀(1)，第二两位三通换向阀(13)工作。

2.根据权利要求1所述的一种无溢流损失装载机液压工作***，其特征在于：装载机液压工作***中的高压蓄能器(7)可单独驱动转斗油缸(4)和动臂油缸(5)，也可通过控制器(6)控制第一两位三通换向阀(1)工作在左位，实现定量泵(19)与高压蓄能器(7)合流，保证工作装置的正常动作；同时在第一两位三通换向阀(1)中加装单向阀，避免在定量泵(19)建压过程中造成工作装置动作迟滞；在回油油路上加装的低压蓄能器(8)及第二两位三通换向阀(13)用于实现回收势能，同时在低压蓄能器(8)和第二两位三通换向阀(13)之间加装单向阀，避免工作装置被反向驱动；蓄能器和定量泵均可作为动力源，并通过换向阀实现二者协同工作或单独工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种无溢流损失装载机液压工作***，其特征在于：三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)均无中位回油功能，可以实现工作装置无动作时高压蓄能器(7)保压并在工作过程中减少节流损失。