裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)多路閥的出油口連接有舉升液壓缸，多路閥的進油口和出油口之間連接有鏟斗液壓缸和第二梭閥，第二梭閥的縱向油口與第一梭閥的一個橫向油口相連，第一梭閥的另一個橫向油口與多路閥的出油口相連，第一梭閥的縱向油口與壓力補償閥的左控制油口相連，壓力補償閥的進油口、多路閥的進油口、工作泵的出油口、卸荷閥的出油口相連，壓力補償閥的回油口、多路閥的回油口、油散的進油口、卸荷閥的回油口相連，多路閥的回油口經(jīng)油散與液壓油箱相連，卸荷閥的進油口通過轉(zhuǎn)向閥與轉(zhuǎn)向泵的出油口相連。提高了整機操作的舒適型，更加節(jié)能且提高傳動系的驅(qū)動力，提高并減少系統(tǒng)節(jié)流溢流損失，提高能量利用率。
【專利說明】裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝載機的液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的裝載機采用定量齒輪泵系統(tǒng)，并利用節(jié)流調(diào)速的原理對裝載機工作液壓系統(tǒng)的提升油缸及鏟斗油缸進行速度控制。由于節(jié)流調(diào)速存在通過閥口的流量取決于閥口面積及閥口前后壓差的固有特性，對于裝載機來講，即使主閥開口不變的情況下，不同發(fā)動機轉(zhuǎn)速時通過主閥閥芯進入液壓缸的流體流量是不同的，這就會出現(xiàn)操縱手柄在同一角度時，發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時油缸動作快，發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時油缸動作慢的不利現(xiàn)象。裝載機工作裝置運動過程中的重心也是一直在變化，所以在液壓缸內(nèi)產(chǎn)生的壓力也在變化，這樣就導致主閥閥口前后壓差在不停變化，引起進入液壓缸的流量發(fā)生變化，進一步導致工作油缸運行速度變化?？傊畟鹘y(tǒng)的裝載機工作裝置在啟動時操縱手柄的角度就與鏟裝物料的重量及發(fā)動機轉(zhuǎn)速的大小相關(guān)，導致操縱的不穩(wěn)定。
[0003]對于傳統(tǒng)的裝載機雙泵合流系統(tǒng)，即裝載機不轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向液壓控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向泵輸出的液壓油通過液壓閥強制地全部合流到工作系統(tǒng)中去的系統(tǒng)。這種方式可以縮小工作泵的排量。但當裝載機工作液壓控制系統(tǒng)中分配閥處于中位或在進斗、收斗等鏟掘物料處于高壓力小流量時，就會有大量的流體高壓溢流。能耗增大的同時降低了裝載機行走驅(qū)動的扭矩。
[0004]現(xiàn)階段裝載機產(chǎn)品上涉及到的卸荷技術(shù)有兩種，一種是利用壓力控制技術(shù)，當工作系統(tǒng)的工作壓力達到設(shè)定值時，卸荷閥打開，轉(zhuǎn)向泵的流量經(jīng)先導卸荷閥實現(xiàn)低壓卸荷回油箱。該技術(shù)回路能隨負載變化自動換檔，但是當負載壓力接近卸荷閥的調(diào)定壓力時，容易出現(xiàn)速度不穩(wěn)定。另一種是利用先導壓力控制技術(shù)，僅當分配閥處于收斗挖掘位置，從先導泵引出的壓力，自動控制先導卸荷閥，使先導卸荷閥處于接通狀態(tài)，轉(zhuǎn)向泵的流量經(jīng)先導卸荷閥實現(xiàn)低壓卸荷回油箱。該系統(tǒng)回路能實現(xiàn)的功能是，只在鏟掘工況實現(xiàn)高壓小流量，分配閥在中位時仍然存在節(jié)流損失，同樣具有片面性，也容易出現(xiàn)速度不穩(wěn)定。參考文獻資料:蓋軍銜，關(guān)于裝載機雙泵合流系統(tǒng)節(jié)能效果的分析，工程機械，2005 (9).54-55 ;徐新躍，景軍清，雙泵合分流、先導壓力卸荷及流量放大型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應用，建筑機械，2006 (7):92。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服公知的裝載機液壓系統(tǒng)操縱不穩(wěn)定、能耗大、裝載機行走驅(qū)動的扭矩小的缺陷，本發(fā)明提供一種裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)，該裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定裝載機操縱，能耗小、裝載機行走驅(qū)動的扭矩大。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:該裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)包括多路閥，多路閥的出油口連接有舉升液壓缸，多路閥的進油口和出油口之間連接有鏟斗液壓缸和第二梭閥，第二梭閥的縱向油口與第一梭閥的一個橫向油口相連，第一梭閥的另一個橫向油口與多路閥的出油口相連，第一梭閥的縱向油口與壓力補償閥的左控制油口相連，壓力補償閥的進油口、多路閥的進油口、工作泵的出油口、卸荷閥的出油口相連，壓力補償閥的回油口、多路閥的回油口、油散的進油口、卸荷閥的回油口相連，多路閥的回油口經(jīng)油散與液壓油箱相連，工作泵的出油口連接有壓力繼電器，工作泵的進油口通過過濾器與液壓油箱相連，卸荷閥的進油口通過轉(zhuǎn)向閥與轉(zhuǎn)向泵的出油口相連，轉(zhuǎn)向泵的進油口通過過濾口器與液壓箱相連，轉(zhuǎn)向泵連接有先導泵，先導泵進油口經(jīng)過濾器與液壓油箱相連，先導泵的出油口連接有溢流閥，先導泵的出油口通過電磁換向閥與卸荷閥的控制油口相連。
[0007]本發(fā)明選出工作液壓系統(tǒng)油缸最大負載壓力傳遞給壓力補償閥，利用壓力補償閥對低負載聯(lián)補償它們與最大負載的壓力差，從而保持各多路閥前后壓力均為負載壓力，最終使得進入各執(zhí)行元件的流量只與其多路閥閥芯開度有關(guān)，很好解決了操縱系統(tǒng)受負載及發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響導致的開啟不穩(wěn)定現(xiàn)象。
[0008]本發(fā)明使用傳感器控制電磁閥通斷先導油的方式開啟低壓卸荷閥，卸荷閥采用插裝閥的結(jié)構(gòu)形式進行設(shè)計，目的是根據(jù)裝載機各系統(tǒng)使用流量的需求情況，實現(xiàn)自動合分流卸荷，同時延長卸荷閥開啟的時間，降低卸荷閥開啟時造成的壓力沖擊及噪聲。既保證工作時的流量要求，又使中位時的回油壓力損失盡量小。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點:同現(xiàn)有技術(shù)相比，通過對多路閥閥口前后壓力的補償能夠使得裝載機工作裝置起動及控制階段與負載無關(guān)，與流量無關(guān)，提高了整機操作的舒適型。通過對工作系統(tǒng)壓力的捕捉，利用先導方式打開轉(zhuǎn)向泵的卸荷閥，使裝載機在高壓小流量需求的時候更加節(jié)能且提高傳動系的驅(qū)動力。提高并減少液壓系統(tǒng)工作時的節(jié)流溢流損失，減少液壓系統(tǒng)發(fā)熱量，提高能量利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明一個實施例的液壓系統(tǒng)原理不意圖。
[0011]圖2為圖1中的壓力補償閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1、壓力補償閥,2、第一梭閥,3、第二梭閥,4、伊斗液壓缸,5、舉升液壓缸，6、多路閥，7、壓力繼電器，8、工作泵，9、卸荷閥，10、轉(zhuǎn)向閥，11、電磁換向閥，12、溢流閥，13、先導泵，14、轉(zhuǎn)向泵，15、液壓油箱，16、插裝閥，17、液控溢流閥，18、單向閥，19、吸油濾，20、油散；21、閥體，22、閥套，23、閥堵，24、彈簧，25、閥芯，26、密封件。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行說明。
[0014]在圖1中，該裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)包括多路閥6，多路閥6的出油口連接有舉升液壓缸5，多路閥6的進油口和出油口之間連接有鏟斗液壓缸4和第二梭閥3,第二梭閥3的縱向油口與第一梭閥2的一個橫向油口相連,第一梭閥2的另一個橫向油口與多路閥6的出油口相連，第一梭閥2的縱向油口與壓力補償閥I的左控制油口
(II)相連，壓力補償閥I的進油口(I)、多路閥6的進油口、工作泵8的出油口、卸荷閥9的出油口相連，壓力補償閥I的回油口(III)、多路閥6的回油口、油散20的進油口、卸荷閥9的回油口相連，多路閥6的回油口經(jīng)油散20與液壓油箱15相連，工作泵8的出油口連接有壓力繼電器7，工作泵8的進油口通過過濾器19與液壓油箱15相連，卸荷閥9的進油口通過轉(zhuǎn)向閥10與轉(zhuǎn)向泵14的出油口相連，轉(zhuǎn)向泵14的進油口通過過濾口器與液壓箱15相連，轉(zhuǎn)向泵14連接有先導泵13，先導泵13進油口經(jīng)過濾器與液壓油箱15相連，先導泵13的出油口連接有溢流閥12，先導泵13的出油口通過電磁換向閥11與卸荷閥9的控制油口相連。
[0015]從鏟斗液壓缸4引出的負載傳感壓力進入梭閥3，從舉升液壓缸5引出的負載傳感壓力進入梭閥2，通過選出最大負載壓力傳遞給壓力補償閥1，用壓力補償閥I保證多路閥6進出口壓差維持在15bar，其結(jié)果是進入鏟斗液壓缸4和舉升液壓缸5的流量只與其換向閥開度有關(guān)，避免了因負載不同或發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化造成各執(zhí)行元件相互干擾。同時，從梭閥2出來的最大負載壓力和液壓泵輸出壓力同時作用在壓力補償閥I上。當多路閥6閥芯開口面積發(fā)生變化時，多路閥6閥芯進出口壓差會發(fā)生變化，導致壓力補償閥I閥芯的平衡被打破，根據(jù)牛頓第三定律壓力補償閥I閥芯會移動泄油來控制泵出口壓力變化進而控制壓力補償閥I閥芯兩端的壓力最終使得閥芯會再次穩(wěn)定，使多路閥6閥芯進出口壓差保持恒定，往鏟斗液壓缸4或舉升液壓缸5去的流量與主閥芯的開口量成比例關(guān)系。這就實現(xiàn)了工作泵8及轉(zhuǎn)向泵14輸出流量適應裝載機作業(yè)需要。工作泵8及轉(zhuǎn)向泵14輸出壓力始終跟隨負載壓力變化，且比負載壓力稍高出一個較小壓力值。壓力補償閥I的彈簧壓力設(shè)定略大于多路閥6閥芯全打開而且全流量時進油口壓力和梭閥2選出最大負載壓力的壓差值。
[0016]在轉(zhuǎn)向閥10至多路閥6這條管路上，使用壓力卸荷閥9，壓力信號取自多路閥6的進油口，當達到預先設(shè)定的卸荷壓力13MPa時，壓力繼電器7發(fā)出電信號，使得電磁換向閥開啟，此時先導泵13輸出的壓力油會頂開液控溢流閥17，這樣插裝閥16的主閥芯會因轉(zhuǎn)向泵14輸出口的壓力而打開，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向泵14的低壓卸荷功能。此時工作泵8的壓力油因為單向閥18的作用而能夠保住，并使得鏟斗液壓缸4和舉升液壓缸5正常工作。壓力繼電器7的壓力設(shè)定應略大于動臂油缸正常提升額定載荷時的最大壓力，以保證不對裝載機的三項和造成影響。
[0017]在圖2中，本發(fā)明包含了一種壓力補償閥。閥芯25在進油口 I壓力、左控制油口II壓力及彈簧24力的作用下達到平衡。假設(shè)圖1中分配閥6的閥芯開口不變的情況下，當圖1中的鏟斗液壓缸4或舉升液壓缸5的負載突然加大瞬間，圖2中進油口 I的壓力沒來的及變化，則圖2中閥芯25失去平衡位置而左移，那么閥芯25上的油口與閥套22上的油口重合面積將減小使得油口進油口 I有足夠的壓力升高以應對負載的增加。最終閥芯25會再次處于平衡狀態(tài)，且因閥芯移動的位移較小，所以可以認為進油口 I與左控制油口 II的壓力差值仍然等于彈簧的設(shè)定壓力，這就保證了圖1中多路閥6閥芯進出油口壓力差值不變，進而保證了圖1中工作泵8輸出至工作液壓缸的流量不受負載的控制。
[0018]假設(shè)圖1中多路閥6的閥芯開口保持不變，當圖1中工作泵8的轉(zhuǎn)速突然加大的瞬間，圖2中左控制油口 II的壓力還沒來得及變，但進油口 I的壓力會變大，這樣圖2中閥芯25將會右移直至重新平衡。這樣保證了圖1中工作泵8供給圖1中鏟斗液壓缸及舉升液壓缸的流體穩(wěn)定的前提下，多余的流體從圖2中閥芯25和閥套22增加的開口中流出。
[0019]壓力補償閥I通過梭閥3選取最大的壓力輸出信號并經(jīng)過壓力補償閥I控制分配閥6的壓力輸入信號，實現(xiàn)精控工作系統(tǒng)的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)，該裝載機定量泵壓力補償及自動卸荷液壓系統(tǒng)包括多路閥，其特征在于:多路閥的出油口連接有舉升液壓缸，多路閥的進油口和出油口之間連接有鏟斗液壓缸和第二梭閥，第二梭閥的縱向油口與第一梭閥的一個橫向油口相連，第一梭閥的另一個橫向油口與多路閥的出油口相連，第一梭閥的縱向油口與壓力補償閥的左控制油口相連，壓力補償閥的進油口、多路閥的進油口、工作泵的出油口、卸荷閥的出油口相連，壓力補償閥的回油口、多路閥的回油口、油散的進油口、卸荷閥的回油口相連，多路閥的回油口經(jīng)油散與液壓油箱相連，工作泵的出油口連接有壓力繼電器，工作泵的進油口通過過濾器與液壓油箱相連，卸荷閥的進油口通過轉(zhuǎn)向閥與轉(zhuǎn)向泵的出油口相連，轉(zhuǎn)向泵的進油口通過過濾口器與液壓箱相連，轉(zhuǎn)向泵連接有先導泵，先導泵進油口經(jīng)過濾器與液壓油箱相連，先導泵的出油口連接有溢流閥，先導泵的出油口通過電磁換向閥與卸荷閥的控制油口相連。
【文檔編號】F15B11/05GK103591062SQ201310497759
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】任大明, 范小童, 劉國偉, 宋亞莉, 馬鵬鵬 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司科技分公司