無(wú)溢流損失裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無(wú)溢流損失的裝載機(jī)液壓系統(tǒng)，在裝載機(jī)原始液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝蓄能器、換向閥、傳感器、控制器等部件，并且進(jìn)行部分簡(jiǎn)化，通過(guò)相應(yīng)的控制策略，可以實(shí)現(xiàn)定量泵輸出流量與負(fù)載(外負(fù)載與蓄能器)需求流量相匹配，完全避免溢流損失，減小節(jié)流損失和沿程損失；回收勢(shì)能用于向轉(zhuǎn)向器供能，將裝載機(jī)的多泵液壓系統(tǒng)改為單泵液壓系統(tǒng)，通過(guò)蓄能器存儲(chǔ)能量，減小液壓系統(tǒng)建壓時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)整機(jī)效率的提高。利用蓄能器吸收壓力沖擊，提高了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和元件的疲勞壽命。
【專利說(shuō)明】
無(wú)溢流損失裝載機(jī)液壓系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種裝載機(jī)無(wú)溢流損失的節(jié)能液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]裝載機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的工程機(jī)械，液壓系統(tǒng)是其重要的組成部分，一般由工作液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)組成。在中小型裝載機(jī)中，工作液壓系統(tǒng)一般采用定量栗，容易造成栗與負(fù)載需求流量不匹配，出現(xiàn)溢流損失，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性下降和油溫升高。大型裝載機(jī)工作液壓系統(tǒng)普遍采用變量栗，造價(jià)高昂且液壓件對(duì)污染敏感。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)為保證在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的情況下仍能快速進(jìn)行全轉(zhuǎn)向，提高生產(chǎn)效率，一般選用大排量定量栗，但是在發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的功率損失。
[0003]目前產(chǎn)品主要采用的節(jié)能技術(shù)有雙栗合流技術(shù)和雙栗合流等值卸荷技術(shù)，但是均沒(méi)有徹底解決溢流問(wèn)題，所以節(jié)能效果非常有限。小松公司在其裝載機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)流量放大閥中應(yīng)用了合流技術(shù)，但是技術(shù)難度大，成本高，無(wú)法大規(guī)模推廣。變量栗技術(shù)雖然可以降低功率損失，但是由于其造價(jià)昂貴，目前難以普及。
[0004]本實(shí)用新型提出了一種節(jié)能液壓系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)定量栗系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，就可完全避免溢流損失，減少節(jié)流損失和沿程損失，實(shí)現(xiàn)與變量栗系統(tǒng)相同的節(jié)能效果，同時(shí)避免了高昂的造價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)溢流損失的裝載機(jī)液壓系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、過(guò)濾器、油箱、定量栗、三位四通換向閥、兩位三通換向閥，蓄能器、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向限位閥、流量放大閥、轉(zhuǎn)向油缸、安全閥、傳感器、單向閥、雙作用安全閥、多路閥、轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂油缸、控制器。所述蓄能器包括高壓蓄能器8、低壓蓄能器10和轉(zhuǎn)向蓄能器20;所述轉(zhuǎn)向限位閥包括左轉(zhuǎn)向限位閥15和右轉(zhuǎn)向限位閥16;所述流量放大閥包括或門型梭閥14，第一三位四通換向閥19第二安全閥28;所述傳感器包括第一壓力傳感器9、第二壓力傳感器11、第三壓力傳感器21和轉(zhuǎn)速傳感器17;所述多路閥包括三位六通換向閥I和四位四通換向閥2;所述雙作用安全閥包括有桿腔雙作用安全閥6和無(wú)桿腔雙作用安全閥7;所述安全閥包括第一安全閥23、第二安全閥28、第三安全閥29和第四安全閥36;所述過(guò)濾器包括第一過(guò)濾器32、第二過(guò)濾器34、第三過(guò)濾器35和第四過(guò)濾器37。所述發(fā)動(dòng)機(jī)26通過(guò)傳動(dòng)軸25與定量栗24聯(lián)接;所述定量栗24進(jìn)油口經(jīng)第二過(guò)濾器34與油箱33連接，出油口分兩路，一路與第二三位四通換向閥27的P 口相連，另一路與第一安全閥23相連;第一安全閥23出油口經(jīng)第三過(guò)濾器35與油箱33相連;第二三位四通換向閥27出油口 A分為三路，一路與三位六通換向閥I的P、P1 口相連，一路與高壓蓄能器8相連，另一路通過(guò)第三安全閥29經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾器32與油箱33相連，出油口B分兩路，一路與第一三位四通換向閥19的P 口相連，一路與轉(zhuǎn)向蓄能器20相連，T口與第一兩位三通換向閥22的P口相連。第一兩位三通換向閥22的A 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)向器18進(jìn)油口相連，一路與低壓蓄能器10相連;B 口經(jīng)第三過(guò)濾器35與油箱33相連。轉(zhuǎn)向器18出油口 L經(jīng)過(guò)左轉(zhuǎn)向限位閥15與第一三位四通換向閥19控制端相連，出油口R經(jīng)過(guò)右轉(zhuǎn)向限位閥16與第一三位四通換向閥19控制端相連。第一三位四通換向閥19的A 口與左轉(zhuǎn)向油缸12的無(wú)桿腔和右轉(zhuǎn)向油缸13的有桿腔相連;B 口與左轉(zhuǎn)向油缸12的有桿腔和右轉(zhuǎn)向油缸13的無(wú)桿腔相連?；蜷T型梭閥14的兩個(gè)輸入口與第一三位四通換向閥19的A、B口相連，輸出口通過(guò)第二安全閥28經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器35與油箱33相連。三位六通換向閥I的A 口與四位四通換向閥2的P 口相連，Al 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸3有桿腔相連，一路通過(guò)有桿腔雙作用安全閥6經(jīng)第二兩位三通換向閥31與油箱33相連，B 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸3無(wú)桿腔相連，另一路通過(guò)無(wú)桿腔雙作用安全閥7經(jīng)由第二兩位三通換向閥31與油箱33相連。四位四通換向閥2的P 口與三位六通換向閥I的A 口相連，T口與第二兩位三通換向閥31的P 口相連，A口與動(dòng)臂油缸4的有桿腔相連，B 口與動(dòng)臂油缸4的無(wú)桿腔相連。第二兩位三通換向閥31的P口分別與三位六通換向閥1、四位四通換向閥2的T口，有桿腔雙作用安全閥6、無(wú)桿腔雙作用安全閥7的出口相連，A口經(jīng)由第一過(guò)濾器32與油箱33相連，B 口通過(guò)單向閥30與低壓蓄能器10相連?？刂破?的信號(hào)輸入端分別與三位六通換向閥1、四位四通換向閥2的操縱手柄，第一壓力傳感器9、第二壓力傳感器11、第三壓力傳感器21和轉(zhuǎn)速傳感器17的信號(hào)輸出端相連?？刂破?的輸出端分別與第一兩位三通換向閥22、第二三位四通換向閥27和第二兩位三通換向閥31的信號(hào)輸入端相連。壓力傳感器9、11和21分別通過(guò)液壓管路與蓄能器8、10和20相連。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]1、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在對(duì)原有裝載機(jī)液壓系統(tǒng)改造較小的情況下使栗的輸出流量與負(fù)載(包括工作負(fù)載與蓄能器)需求流量相匹配，避免了溢流損失造成的能源消耗，提高了整機(jī)效率。
[0009]2、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了采用單栗驅(qū)動(dòng)整個(gè)液壓系統(tǒng)，與原有多栗系統(tǒng)相比減小了節(jié)流損失和沿程損失，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0010]3、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了使定量栗系統(tǒng)與變量栗系統(tǒng)具有相同的節(jié)能效果。本系統(tǒng)采用了抗污染能力較強(qiáng)、成本較低的定量栗，降低了制造成本和維修成本。同時(shí)通過(guò)蓄能器吸收壓力沖擊，提高了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和元件疲勞壽命。與采用變量栗的負(fù)載敏感性系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)通過(guò)控制可以實(shí)現(xiàn)相同的節(jié)能效果。
[0011]4、本實(shí)用新型采用能量密度較高的低壓蓄能器回收動(dòng)臂下降勢(shì)能，用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高了能量利用率。
[0012]5、本實(shí)用新型通過(guò)蓄能器存儲(chǔ)能量，減小了發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率，提高了整機(jī)經(jīng)濟(jì)性。
[0013]6、本實(shí)用新型中液壓系統(tǒng)由于蓄能器的存在，減小了液壓系統(tǒng)建壓的時(shí)間，提高了整機(jī)的工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成和工作原理示意圖
[0015]圖2為總模式邏輯圖
[0016]圖3為轉(zhuǎn)向模式邏輯圖
[0017]圖4為轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式邏輯圖
[0018]圖5為工作模式邏輯圖
[0019]圖6為怠速模式邏輯圖
【具體實(shí)施方式】
[0020]請(qǐng)參閱圖1，為本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、過(guò)濾器、油箱、定量栗、三位四通換向閥、兩位三通換向閥，蓄能器、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向限位閥、流量放大閥、轉(zhuǎn)向油缸、安全閥、傳感器、單向閥、雙作用安全閥、多路閥、轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂油缸、控制器組成。所述蓄能器包括高壓蓄能器8、低壓蓄能器10和轉(zhuǎn)向蓄能器20;所述轉(zhuǎn)向限位閥包括左轉(zhuǎn)向限位閥15和右轉(zhuǎn)向限位閥16;所述流量放大閥包括第一三位四通換向閥19，或門型梭閥14和第二安全閥28;所述傳感器包括第一壓力傳感器9、第二壓力傳感器11、第三壓力傳感器21和轉(zhuǎn)速傳感器17;所述多路閥包括三位六通換向閥I和四位四通換向閥2;所述雙作用安全閥包括有桿腔雙作用安全閥6和無(wú)桿腔雙作用安全閥7;所述安全閥包括第一安全閥23、第二安全閥28、第三安全閥29和第四安全閥36;所述過(guò)濾器包括第一過(guò)濾器32、第二過(guò)濾器34、第三過(guò)濾器35和第四過(guò)濾器37。
[0021 ]本實(shí)用新型的工作過(guò)程和原理如下:
[0022]由于系統(tǒng)包含工作液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，且根據(jù)實(shí)際工作條件可知，裝載機(jī)在工作過(guò)程中應(yīng)該優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正常工作，所以定量栗24應(yīng)該優(yōu)先通過(guò)第二三位四通換向閥27向轉(zhuǎn)向蓄能器20供能，其次向高壓蓄能器8供能。為保證液壓系統(tǒng)的正常工作，高壓蓄能器8、低壓蓄能器10和轉(zhuǎn)向蓄能器20在任何情況下均應(yīng)該保有驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)工作一個(gè)循環(huán)的能量。低壓蓄能器10的主要能量來(lái)源為回收的動(dòng)臂下降勢(shì)能，所以僅在轉(zhuǎn)向器18工作且低壓蓄能器10的壓力低于下限值時(shí)定量栗24才向低壓蓄能器10供能?？刂颇Ｐ陀赊D(zhuǎn)向模式、工作模式和怠速模式構(gòu)成，轉(zhuǎn)向模式下有子模式轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式。裝載機(jī)工作時(shí)首先通過(guò)總模式優(yōu)先選擇轉(zhuǎn)向模式，工作模式次之，怠速模式最后;然后選擇相應(yīng)的模式進(jìn)行控制，三種模式之間又有聯(lián)系，三種模式遍歷之后通過(guò)總模式再次進(jìn)行模式選擇，循環(huán)往復(fù)，確保裝載機(jī)正常工作。具體過(guò)程如下:
[0023]轉(zhuǎn)向模式
[0024]1、左轉(zhuǎn)向工況:
[0025]裝載機(jī)在正常工作過(guò)程中，存在轉(zhuǎn)向工況。駕駛員通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向器18使第一三位四通換向閥19工作在右位，此時(shí)左轉(zhuǎn)向油缸12有桿腔、右轉(zhuǎn)向油缸13無(wú)桿腔進(jìn)油，裝載機(jī)左轉(zhuǎn)向。在此過(guò)程中，控制器5通過(guò)第一壓力傳感器9、第二壓力傳感器11和第三壓力傳感器21檢測(cè)高壓蓄能器8、低壓蓄能器10和轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力，計(jì)算其壓力變化率，然后驅(qū)動(dòng)第一兩位三通換向閥22、第二三位四通換向閥27工作，使定量栗的流量與負(fù)載(工作負(fù)載與蓄能器)需求流量相匹配，避免溢流損失。具體實(shí)施過(guò)程如下:
[0026]控制器5通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器17檢測(cè)轉(zhuǎn)向器18速度信號(hào)，判別為轉(zhuǎn)向工況。通過(guò)檢測(cè)低壓蓄能器10的壓力并計(jì)算其變化率，進(jìn)而根據(jù)變化率預(yù)測(cè)其下一時(shí)刻的壓力值:
[0027](I)低壓蓄能器10壓力值及其預(yù)測(cè)壓力值均高于下限值，則去檢測(cè)轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力值及其變化率，判別其是否足以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0028](2)低壓蓄能器10壓力值及其預(yù)測(cè)壓力值二者有一項(xiàng)低于壓力下限值，則說(shuō)明其無(wú)法保證轉(zhuǎn)向器18供油，所以判斷轉(zhuǎn)向器18轉(zhuǎn)速是否為0，如果轉(zhuǎn)向器18轉(zhuǎn)速不為0，優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向器18供油，則此時(shí)控制器驅(qū)動(dòng)第二三位四通換向閥27工作在中位，第一兩位三通換向閥22工作左位;如果轉(zhuǎn)向器18轉(zhuǎn)速為O，由于低壓蓄能器10的主要能量來(lái)源為動(dòng)臂下降的勢(shì)能，所以定量栗24并不向其充能，此時(shí)去檢測(cè)轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力值及其變化率，判別其是否足以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0029]在優(yōu)先滿足轉(zhuǎn)向器18供油的情況下，控制器5通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力值、預(yù)測(cè)壓力值和壓力變化率，驅(qū)動(dòng)第一兩位三通換向閥22、第二三位四通換向閥27工作，有以下情況:
[0030](I)轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力值、預(yù)測(cè)壓力值均高于下限值，其壓力變化率也高于相應(yīng)轉(zhuǎn)向器18轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的變化率下限值，說(shuō)明此時(shí)轉(zhuǎn)向蓄能器20內(nèi)能量足以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向。然后判斷三位六通換向閥1、四位四通換向閥2的操作手柄角度是否為0，如果均為O則說(shuō)明工作裝置不動(dòng)作，則第一兩位三通換向閥22、第二三位四通換向閥27均不動(dòng)作，控制器5進(jìn)入下一循環(huán)判斷；如果有一操作手柄角度不為O，則說(shuō)明工作裝置動(dòng)作，控制程序進(jìn)入工作模式進(jìn)行判別。
[0031](2)轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力值、預(yù)測(cè)壓力值和壓力變化率中有一值低于其下限值，則說(shuō)明其保有能量不足以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向，進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式:則第二三位四通換向閥27工作在右位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，定量栗24與轉(zhuǎn)向蓄能器20合流。且當(dāng)?shù)诙凰耐〒Q向閥27工作在右位時(shí)，在轉(zhuǎn)向未完成的情況下，如果低壓蓄能器10滿足轉(zhuǎn)向器18的供油需求，第二三位四通換向閥27—直工作在右位，直至轉(zhuǎn)向蓄能器20內(nèi)壓力達(dá)到其上限值;如果低壓蓄能器10不滿足轉(zhuǎn)向器18供油的供油需求，第二三位四通換向閥27工作在中位，第一兩位三通換向閥22工作在左位。在轉(zhuǎn)向完成的情況下，如果工作裝置不動(dòng)作或者工作裝置動(dòng)作時(shí)高壓蓄能器8仍足以驅(qū)動(dòng)工作系統(tǒng)，第二三位四通換向閥27—直工作在右位，直至轉(zhuǎn)向蓄能器20內(nèi)壓力達(dá)到其上限值，然后第二三位四通換向閥27工作在中位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，定量栗24卸荷，進(jìn)行下一循環(huán)模式選擇；如果高壓蓄能器8不足以驅(qū)動(dòng)工作系統(tǒng)，進(jìn)行工作模式判別。
[0032]2、右轉(zhuǎn)向工況:
[0033]參考左轉(zhuǎn)向工況，此時(shí)駕駛員通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向器18使R口排油，L 口回油，使第一三位四通換向閥19工作在左位，此時(shí)右轉(zhuǎn)向油缸13有桿腔、左轉(zhuǎn)向油缸12無(wú)桿腔進(jìn)油，裝載機(jī)右轉(zhuǎn)。具體工作過(guò)程參考左轉(zhuǎn)向工況。
[0034]工作模式:
[0035]3、工作裝置作業(yè)工況:
[0036]裝載機(jī)工作裝置作業(yè)工況包括裝載機(jī)鏟斗插入物料工況、收斗工況、動(dòng)臂舉升工況、卸料工況、空載收斗工況、動(dòng)臂下降勢(shì)能回收工況。裝載機(jī)工作裝置工作過(guò)程中，在優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向的情況下，控制器5檢測(cè)高壓蓄能器8內(nèi)能量是否足夠驅(qū)動(dòng)工作裝置，如果足夠，則進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式;如果高壓蓄能器8內(nèi)能量不足以驅(qū)動(dòng)工作裝置，則第二三位四通換向閥27工作在左位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，定量栗24與高壓蓄能器8共同為工作液壓系統(tǒng)供能。當(dāng)?shù)诙凰耐〒Q向閥27工作在左位時(shí)，若轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供能不足，則進(jìn)行轉(zhuǎn)向模式判別;若轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供能充足，則定量栗24與高壓蓄能器8—直共同為工作系統(tǒng)供能直至高壓蓄能器8的壓力達(dá)到其上限值，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式。
[0037]由于插入物料工況、收斗工況、動(dòng)臂舉升工況、卸料工況、空載收斗工況控制邏輯相似，因此僅以收斗工況和動(dòng)臂下降回收勢(shì)能工況作為實(shí)施例。
[0038]一、收斗工況
[0039]駕駛員操縱三位六通換向閥I工作在右位，轉(zhuǎn)斗油缸3無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔出油，轉(zhuǎn)斗油缸3驅(qū)動(dòng)鏟斗向后翻轉(zhuǎn)。在此工況中，鏟斗受到自身重力、物料的重力、物料對(duì)鏟斗運(yùn)動(dòng)的阻力且均達(dá)到最大值，此時(shí)工作裝置液壓系統(tǒng)工作在高壓小流量狀態(tài)。控制器5通過(guò)檢測(cè)三位六通換向閥I的操作手柄角度，高壓蓄能器8、低壓蓄能器10、轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力;計(jì)算高壓蓄能器8、低壓蓄能器10、轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力變化率，然后驅(qū)動(dòng)第二三位四通換向閥27和第一兩位三通換向閥22工作，使定量栗24輸出流量與負(fù)載需求流量相匹配，避免溢流。具體工作過(guò)程如下:
[0040](I)高壓蓄能器8內(nèi)壓力值和預(yù)測(cè)壓力值均大于其下限值，壓力變化率大于對(duì)應(yīng)操作手柄角度下的變化率下限值，則說(shuō)明高壓蓄能器8內(nèi)能量足以驅(qū)動(dòng)工作裝置，工作裝置由高壓蓄能器8單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，控制器5進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式。
[0041](2)高壓蓄能器8壓力值、預(yù)測(cè)壓力值和壓力變化率有一值小于其下限值，則說(shuō)明高壓蓄能器8內(nèi)能量不足以驅(qū)動(dòng)工作裝置，控制器5驅(qū)動(dòng)第二三位四通換向閥27工作在左位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，定量栗24與高壓蓄能器8共同為工作液壓系統(tǒng)供能。且當(dāng)?shù)诙凰耐〒Q向閥27工作在左位，第一兩位三通換向閥22工作在右位時(shí)，若轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不工作，第二三位四通換向閥27—直工作在左位，第一兩位三通換向閥22—直工作在右位，直至高壓蓄能器8壓力達(dá)到上限值，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式;若轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作，判別轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否需要供能，如果轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要供能則進(jìn)行轉(zhuǎn)向模式判別，優(yōu)先保障轉(zhuǎn)向，如果轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不需要供能則第二三位四通換向閥27—直工作在左位，第一兩位三通換向閥22—直工作在右位，直至高壓蓄能器8壓力達(dá)到上限值，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式。以上控制模式循環(huán)往復(fù)，直至收斗完成。
[0042]二、動(dòng)臂下降回收勢(shì)能工況
[0043]駕駛員操縱四位四通換向閥2工作在左I位，動(dòng)臂油缸4有桿腔進(jìn)油無(wú)桿腔出油，動(dòng)臂平穩(wěn)下降到初始位置，在此工況下液壓系統(tǒng)處于輕載大流量狀態(tài)?？刂破?通過(guò)檢測(cè)四位四通換向閥2的操作手柄角度和高壓蓄能器8、低壓蓄能器10、轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力，計(jì)算高壓蓄能器8、低壓蓄能器10、轉(zhuǎn)向蓄能器20的壓力變化率，然后驅(qū)動(dòng)第二三位四通換向閥27和第一兩位三通換向閥22、第二兩位三通換向閥31工作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂快速下降同時(shí)進(jìn)行能量回收，回收的能量用于向轉(zhuǎn)向器18供能。具體實(shí)施過(guò)程如下:
[0044](I)高壓蓄能器8內(nèi)壓力值和預(yù)測(cè)壓力值均大于其下限值，壓力變化率大于對(duì)應(yīng)操作手柄角度下的變化率下限值，則說(shuō)明高壓蓄能器8內(nèi)能量足以驅(qū)動(dòng)工作裝置，工作裝置由高壓蓄能器8單獨(dú)驅(qū)動(dòng)?？刂破?通過(guò)第二壓力傳感器11檢測(cè)低壓蓄能器10的壓力值，如果低壓蓄能器10的壓力值低于其上限值，第二兩位三通換向閥31工作在右位，低壓蓄能器10回收動(dòng)臂下降勢(shì)能，直至低壓蓄能器10壓力達(dá)到其上限值，第二兩位三通換向閥31工作在左位;如果低壓蓄能器10的壓力值不低于其上限值，第二兩位三通換向閥31工作在左位，不回收動(dòng)臂下降勢(shì)能;控制器5進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式。
[0045](2)高壓蓄能器8壓力值、預(yù)測(cè)壓力值和壓力變化率有一值小于其下限值，則說(shuō)明高壓蓄能器8內(nèi)能量不足以驅(qū)動(dòng)工作裝置，控制器5驅(qū)動(dòng)第二三位四通換向閥27工作在左位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，定量栗24與高壓蓄能器8共同為工作液壓系統(tǒng)供能，此時(shí)為避免定量栗24的輸入功率增加，不進(jìn)行動(dòng)臂勢(shì)能回收，第二兩位三通換向閥31工作在左位。且當(dāng)?shù)诙凰耐〒Q向閥27工作在左位，第一兩位三通換向閥22工作在右位時(shí)，若轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不工作，第二三位四通換向閥27—直工作在左位，第一兩位三通換向閥22—直工作在右位，直至高壓蓄能器8壓力達(dá)到上限值，進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式;若轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作，判別轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否需要供能，如果轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要供能則進(jìn)行轉(zhuǎn)向模式判別，優(yōu)先保障轉(zhuǎn)向，如果轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不需要供能則第二三位四通換向閥27—直工作在左位，第一兩位三通換向閥22—直工作在右位，直至高壓蓄能器8壓力達(dá)到上限值，進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式。以上控制模式循環(huán)往復(fù)，直至動(dòng)臂下降完成。
[0046]怠速模式:
[0047]4、怠速工況
[0048]裝載機(jī)液壓系統(tǒng)存在既不轉(zhuǎn)向也不工作工況，此時(shí)控制器5進(jìn)行怠速模式判別:如果轉(zhuǎn)向蓄能器20壓力低于其上限值，進(jìn)行轉(zhuǎn)向蓄能器判別模式。如果轉(zhuǎn)向蓄能器20壓力不低于其上限值，則判斷高壓蓄能器8壓力是否低于其上限值:若高壓蓄能器8壓力低于其上限值，第二三位四通換向閥27工作在左位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，定量栗24向高壓蓄能器8充能，在此過(guò)程中檢測(cè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、工作系統(tǒng)是否工作，如果任一系統(tǒng)工作，則進(jìn)行相應(yīng)的模式進(jìn)行判別，如果轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、工作系統(tǒng)均不工作，則第二三位四通換向閥27—直工作在左位，第一兩位三通換向閥22工作一直在右位，直至高壓蓄能器8壓力達(dá)到其上限值，第二三位四通換向閥27工作在中位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，然后進(jìn)行總模式判斷;若高壓蓄能器8壓力不低于其上限值，第二三位四通換向閥27工作在中位，第一兩位三通換向閥22工作在右位，然后進(jìn)行總模式判斷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)溢流損失裝載機(jī)液壓系統(tǒng)，其特征在于:包括發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、過(guò)濾器、油箱、定量栗、三位四通換向閥、兩位三通換向閥，蓄能器、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向限位閥、流量放大閥、轉(zhuǎn)向油缸、安全閥、傳感器、單向閥、雙作用安全閥、多路閥、轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂油缸、控制器;所述蓄能器包括高壓蓄能器(8)、低壓蓄能器(10)和轉(zhuǎn)向蓄能器(20);所述轉(zhuǎn)向限位閥包括左轉(zhuǎn)向限位閥(15)和右轉(zhuǎn)向限位閥(16);所述流量放大閥包括或門型梭閥(14)、第一三位四通換向閥(19)和第二安全閥(28);所述傳感器包括第一壓力傳感器(9)、第二壓力傳感器(11)、第三壓力傳感器(21)和轉(zhuǎn)速傳感器(17);所述多路閥包括三位六通換向閥(I)和四位四通換向閥(2);所述雙作用安全閥包括有桿腔雙作用安全閥(6)和無(wú)桿腔雙作用安全閥(7);所述安全閥包括第一安全閥(23)、第二安全閥(28)、第三安全閥(29)和第四安全閥(36);所述過(guò)濾器包括第一過(guò)濾器(32)、第二過(guò)濾器(34)、第三過(guò)濾器(35)和第四過(guò)濾器(37);發(fā)動(dòng)機(jī)(26)通過(guò)傳動(dòng)軸(25)與定量栗(24)聯(lián)接;定量栗(24)進(jìn)油口經(jīng)第二過(guò)濾器(34)與油箱(33)連接，出油口分兩路，一路與第二三位四通換向閥(27)的P 口相連，另一路與第一安全閥(23)相連;第一安全閥(23)出油口經(jīng)第三過(guò)濾器(35)與油箱(33)相連;第二三位四通換向閥(27)出油口 A分為三路，一路與三位六通換向閥(I)的P、Pl 口相連，一路與高壓蓄能器(8)相連，另一路通過(guò)第三安全閥(29)經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾器(32)與油箱(33)相連，出油口B分兩路，一路與第一三位四通換向閥(19)的P 口相連，一路與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向蓄能器(20)相連，T 口與第一兩位三通換向閥(22)的P口相連；第一兩位三通換向閥(22)的A口分兩路，一路與轉(zhuǎn)向器(18)進(jìn)油口相連，一路與低壓蓄能器(10)相連；B口經(jīng)第三過(guò)濾器(35)與油箱(33)相連;轉(zhuǎn)向器(18)出油口 L經(jīng)過(guò)左轉(zhuǎn)向限位閥(15)與第一三位四通換向閥(19)控制端相連，出油口 R經(jīng)過(guò)右轉(zhuǎn)向限位閥(16)與第一三位四通換向閥(19)控制端相連;第一三位四通換向閥(19)的A 口與左轉(zhuǎn)向油缸(12)的無(wú)桿腔和右轉(zhuǎn)向油缸(13)的有桿腔相連;B 口與左轉(zhuǎn)向油缸(12)的有桿腔和右轉(zhuǎn)向油缸(13)的無(wú)桿腔相連;或門型梭閥(14)的兩個(gè)輸入口與第一三位四通換向閥(I 9)的A、B 口相連，輸出口通過(guò)第二安全閥(28)經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器(35)與油箱(33)相連;三位六通換向閥(I)的A□與四位四通換向閥(2)的P□相連，三位六通換向閥(I)的Al 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸(3)有桿腔相連，一路通過(guò)有桿腔雙作用安全閥(6)經(jīng)第二兩位三通換向閥(31)與油箱(33)相連，B 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸(3)無(wú)桿腔相連，另一路通過(guò)無(wú)桿腔雙作用安全閥(7)經(jīng)由第二兩位三通換向閥(31)與油箱(33)相連；四位四通換向閥(2)的P 口與三位六通換向閥(I)的A口相連，T 口與第二兩位三通換向閥(31)的P 口相連，A 口與動(dòng)臂油缸(4)的有桿腔相連，B 口與動(dòng)臂油缸(4)的無(wú)桿腔相連;第二兩位三通換向閥(31)的P口分別與三位六通換向閥(I)、四位四通換向閥(2)的T口，有桿腔雙作用安全閥(6)、無(wú)桿腔雙作用安全閥(7)的出口相連，A口經(jīng)由第一過(guò)濾器(32)與油箱(33)相連，B口通過(guò)單向閥(30)與低壓蓄能器(10)相連;控制器(5)的信號(hào)輸入端分別與三位六通換向閥(I)、四位四通換向閥(2)的操縱手柄，第一壓力傳感器(9)、第二壓力傳感器(11)、第三壓力傳感器(21)和轉(zhuǎn)速傳感器(17)的信號(hào)輸出端相連;控制器(5)的輸出端分別與第一兩位三通換向閥(22)、第二三位四通換向閥(27)和第二兩位三通換向閥(31)的信號(hào)輸入端相連;第一壓力傳感器(9)、第二壓力傳感器(11)和第三壓力傳感器(21)分別通過(guò)液壓管路與高壓蓄能器(8)、低壓蓄能器(10)和轉(zhuǎn)向蓄能器(20)相連； 在多路閥與定量栗(24)之間加裝第二三位四通換向閥(27)、高壓蓄能器(8);在第一三位四通換向閥(19)與第二三位四通換向閥(27)之間加裝轉(zhuǎn)向蓄能器(20);在液壓工作系統(tǒng)回油油路中加裝第二兩位三通換向閥(31)和低壓蓄能器(10)，并且將低壓蓄能器(10)與轉(zhuǎn)向器(18)進(jìn)油口相連;在第二三位四通換向閥(27)回油口與油箱(33)之間加裝第一兩位三通換向閥(22);第一兩位三通換向閥(22)的A口與轉(zhuǎn)向器(I8)的進(jìn)油口相連，B口通過(guò)第三過(guò)濾器(35)與油箱(33)相連;控制器(5)檢測(cè)三位六通換向閥(I)和四位四通換向閥(2)的操作手柄角度，并且通過(guò)第一壓力傳感器(9)、第二壓力傳感器(11)、第三壓力傳感器(21)和轉(zhuǎn)速傳感器(17)分別檢測(cè)高壓蓄能器(8)的壓力、低壓蓄能器(10)的壓力、轉(zhuǎn)向蓄能器(20)的壓力和轉(zhuǎn)向器(18)的轉(zhuǎn)速，然后通過(guò)相應(yīng)的控制策略驅(qū)動(dòng)第一兩位三通換向閥(22)、第二三位四通換向閥(27)和第二兩位三通換向閥(31)工作；實(shí)現(xiàn)定量栗(24)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)斗油缸(3)、動(dòng)臂油缸(4)、左轉(zhuǎn)向油缸(12)和右轉(zhuǎn)向油缸(13)正常工作且無(wú)溢流損失，并且減少節(jié)流損失。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)溢流損失裝載機(jī)液壓系統(tǒng)，其特征在于:裝載機(jī)液壓系統(tǒng)中的高壓蓄能器(8)可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)也可與定量栗(24)合流共同驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)斗油缸(3)和動(dòng)臂油缸(4);轉(zhuǎn)向蓄能器(20)可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)也可與定量栗(24)合流共同驅(qū)動(dòng)左轉(zhuǎn)向油缸(12)與右轉(zhuǎn)向油缸(13);低壓蓄能器(10)可單獨(dú)向轉(zhuǎn)向器(18)供油也可與定量栗(24)合流共同向轉(zhuǎn)向器(18)供油，低壓蓄能器(10)也可用于回收勢(shì)能。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)溢流損失裝載機(jī)液壓系統(tǒng)，其特征在于:三位六通換向閥(I)、四位四通換向閥(2)、轉(zhuǎn)向器(18)均無(wú)中位回油功能。
【文檔編號(hào)】E02F3/42GK205530438SQ201620069754
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月24日
【發(fā)明人】張宇, 王繼新, 韓燊睿, 高靖, 韓云武, 楊永海, 范久臣, 李新華
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)