專利名稱：裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)的制作方法
裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于工程機械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，尤其涉及一種裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，轉(zhuǎn)載機的主要作業(yè)方式有鏟掘作業(yè)和裝在作業(yè)，為了高效作業(yè)，工作裝置需要進行頻繁地收斗、舉升、卸料、下降，這些動作都是由液壓系統(tǒng)控制并實現(xiàn)的。
裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)由工作泵、換向多路閥、液壓缸、管路及其他附件組成。 裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)能量損失的主要原因為泵的輸出流量、輸出壓力不能與負載需求的流量、壓力相匹配，存在較多的溢流損失、節(jié)流損失及中位卸荷損失。
為了使泵與負載相互匹配，提高液壓系統(tǒng)的效率，目前市場上部分系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)向工作裝置液壓系統(tǒng)合流的技術(shù)配置優(yōu)先閥的雙泵合流系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向泵由優(yōu)先閥控制，優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供油，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不動作時，轉(zhuǎn)向泵經(jīng)優(yōu)先閥與工作裝置液壓系統(tǒng)合流。該技術(shù)雖然合理利用了轉(zhuǎn)向泵，提高了裝載機的工作效率，但是沒有解決溢流損失大的問題，節(jié)能能效果是非常有限。
配置了等值卸荷閥的雙泵合流系統(tǒng)是在配置優(yōu)先閥的雙泵合流系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了等值卸荷閥，等值卸荷閥的作用是當(dāng)工作液壓系統(tǒng)在高壓小流量時轉(zhuǎn)向泵的供油經(jīng)卸荷閥回油箱，當(dāng)工作液壓系統(tǒng)在低壓大流量時轉(zhuǎn)向泵的供油合流到工作液壓系統(tǒng)，同時系統(tǒng)保證轉(zhuǎn)向優(yōu)先。雙泵合流等值卸荷系統(tǒng)雖然降低了裝載機液壓系統(tǒng)的溢流損失，改善了裝載機的功率匹配，但是泵的壓力和流量仍然不能與負載的需求相匹配，仍然存在溢流損失，該溢流損失主要表現(xiàn)為當(dāng)動臂緩慢舉升或者下降時，系統(tǒng)壓力較大但沒有超過等值卸荷閥的設(shè)定壓力，而此時系統(tǒng)需要的流量較小，大多數(shù)壓力油經(jīng)多路換向閥溢流，形成溢流損失。
為了使泵與負載相互匹配，提高液壓系統(tǒng)的效率，還可以在裝載機液壓系統(tǒng)中采用負載敏感變量泵。變量泵系統(tǒng)能夠使泵的輸出壓力和流量自動適應(yīng)負載的需求，大大減少功率損失，但是變量泵系統(tǒng)的制造成本、維護成本太高，不能有效地普及推廣。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有裝載機雙泵合流系統(tǒng)或雙泵合流等值卸荷系統(tǒng)中仍存在較大的溢流損失，進一步降低裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)的功率損失，優(yōu)化泵與負載之間的功率匹配， 同時避免使用變量泵帶來的過高成本，本發(fā)明提供了一種裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，包括動臂液壓缸、轉(zhuǎn)斗液壓缸、多路換向閥、濾油器、液壓油箱、工作泵，所述裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)中，設(shè)有輔助液壓泵、合流控制閥、等值卸荷閥，單向閥；合流控制閥的閥芯位置與控制多路換向閥的手柄位移相關(guān)，其油口 Pl與輔助泵出油口相連，油口 P2經(jīng)單向閥與工作泵合流接入多路換向閥；等值卸荷閥的一端與P2 口相接，另一端接濾油器回液壓油箱。
作為本發(fā)明的進一步改進，裝載機轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向泵可以作為輔助泵與工作泵合流，轉(zhuǎn)向泵的出油口由優(yōu)先閥控制，優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用油，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不動作的情況下，轉(zhuǎn)向泵的液壓油經(jīng)優(yōu)先閥到達合流控制閥。
作為本發(fā)明的進一步改進，使合流控制閥與多路換向閥集成到一塊，在多路換向閥塊中增加兩個合流控制閥，分別控制動臂缸和轉(zhuǎn)斗缸的合流情況；兩合流控制閥分別與多路換向閥的動臂聯(lián)、轉(zhuǎn)斗聯(lián)共用同一個閥桿，由機械手柄直接控制。
作為本發(fā)明的進一步改進，該裝載機工作裝置的操縱方式為液壓先導(dǎo)控制，該液壓先導(dǎo)控制的先導(dǎo)液壓系統(tǒng)中設(shè)有單向閥、溢流閥、減壓式比例先導(dǎo)閥、梭閥、選擇閥；此時合流控制閥為液壓先導(dǎo)控制的二位三通閥，多路換向閥的先導(dǎo)油口與減壓式比例先導(dǎo)閥的出油口相連，該減壓式比例先導(dǎo)閥中含有一個液控換向閥，液控換向閥與多路換向閥中順序閥的先導(dǎo)油口相接，多路換向閥先導(dǎo)油口還分別連接兩梭閥的兩個進油口，梭閥出油口與合流控制閥的先導(dǎo)油口相連。
作為本發(fā)明的進一步改進，該裝載機工作裝置的操縱方式為電液比例先導(dǎo)控制， 該電液比例先導(dǎo)控制的先導(dǎo)液壓系統(tǒng)中設(shè)有單向閥、溢流閥、電液比例先導(dǎo)閥、選擇閥；多路換向閥的先導(dǎo)油口與電磁比例先導(dǎo)閥的出油口相連，該電液比例先導(dǎo)閥中含有一個電磁換向閥，電磁換向閥與多路換向閥中順序閥的先導(dǎo)油口相接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的的有益效果是用工作泵加輔助泵的方式向液壓系統(tǒng)供油，減少了工作液壓泵的排量；在系統(tǒng)中增加了合流控制閥，所述合流控制閥由手柄位移控制，所述輔助泵能根據(jù)不同工況需要靈活的與工作泵合流或是卸荷，改善了泵與負載之間的功率匹配，且在工作泵單獨供油時也能滿足裝載機對工作裝置舉升速度的要求；解決了雙泵合流等值卸荷技術(shù)中系統(tǒng)壓力小于等值卸荷閥設(shè)定壓力時，轉(zhuǎn)向泵便不能卸荷的問題；在降低裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)功率損失、改善泵與負載功率匹配的同時，本發(fā)明還避免了使用變量泵所帶來的高成本問題。


下面接合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明圖1是本發(fā)明具體實施方式
一的系統(tǒng)原理圖； 圖2是本發(fā)明具體實施方式
二的系統(tǒng)原理圖； 圖3是本發(fā)明具體實施方式
三的系統(tǒng)原理圖； 圖4是本發(fā)明具體實施方式
四的系統(tǒng)原理圖； 圖5是本發(fā)明具體實施方式
五的系統(tǒng)原理圖。
圖中1 一動臂液壓缸，2 —轉(zhuǎn)斗液壓缸，3 —多路換向閥，4、7—濾油器，5 —油箱， 6—工作泵，8、15、19 —單向閥，9—等值卸荷閥，10—輔助泵，11 一合流控制閥，12—轉(zhuǎn)向泵，13 —優(yōu)先閥，14 一溢流閥，16 一減壓式比列先導(dǎo)閥，17 一梭閥，18 一選擇閥，20 —電液比例先導(dǎo)閥。
具體實施方式
本發(fā)明裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)原理如圖1所示，由動臂液壓缸1、轉(zhuǎn)斗液壓缸2、 多路換向閥3、濾油器4和7、液壓油箱5、工作泵6、單向閥8、等值卸荷閥9、輔助泵10、合流控制閥11組成。工作泵6與輔助泵10組成雙泵系統(tǒng)系統(tǒng)向液壓系統(tǒng)輸送液壓油，工作泵6的出油口接多路換向閥3，多路換向閥3的A 1、B 1分別接動臂液壓缸1的兩腔，A 2、B 2分別接轉(zhuǎn)斗液壓缸2的兩腔；輔助泵10的出油口與合流控制閥11 P 1 口相接，合流控制閥11的閥芯位置與控制動臂提升和轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)的手柄位移相關(guān)，合流控制閥11的P 2油口經(jīng)單向閥8與工作泵6合流接入多路換向閥3，等值卸荷閥11的一端與P2都相連， 另一端接濾油器4回液壓油箱5。裝載機工作裝置工作時，若工作裝置需要的液壓油流量較小，工作泵6單獨供油便能滿足需要，此時手柄的位移也較小，與手柄位移相關(guān)的合流控制閥11先導(dǎo)壓力也很小，合流控制閥11閥芯在彈簧的作用下處于上位，輔助泵10出口液壓油經(jīng)合流控制閥11卸荷回液壓油箱5 ；若工作裝置需要的液壓油流量較大時，需要工作泵 6與輔助泵10合流為系統(tǒng)供油，此時手柄位移較大，當(dāng)手柄位移大于某一設(shè)定值時，合流控制閥11的閥芯換向，輔助泵10通過合流控制閥11與工作泵6合流。
作為本發(fā)明的另一種實施方式，可以如圖2所示的那樣，采用裝載機轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)向工作裝置液壓系統(tǒng)合流的技術(shù)，其中轉(zhuǎn)向液壓泵起到輔助泵的作用，所述系統(tǒng)主要包括動臂液壓缸1、轉(zhuǎn)斗液壓缸2、多路換向閥3、濾油器4和7、液壓油箱5、工作泵6、單向閥 8、等值卸荷閥9、合流控制閥11、轉(zhuǎn)向泵12、優(yōu)先閥13。轉(zhuǎn)向泵12的出油口由優(yōu)先閥13控制，優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用油；在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不動作的情況下，轉(zhuǎn)向泵12的液壓油經(jīng)優(yōu)先閥13 到達合流控制閥11，合流控制閥11由手柄位移來控制。所以，與實施方式一相同，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不動作時，由手柄控制轉(zhuǎn)向泵12是否與工作泵6合流向工作裝置液壓系統(tǒng)供油工作裝置需要的流量較小，手柄位移較小，則工作泵6單獨供油，轉(zhuǎn)向泵12經(jīng)合流控制閥11卸荷回油箱5 ；工作裝置需要的流量較大時，手柄位移較大使合流控制閥11換向，轉(zhuǎn)向泵12與工作泵6合流向工作裝置供油。
作為本發(fā)明的另一種實施方式，可以如圖3所示的那樣，將合流控制閥11與多路換向閥3集成到一塊，所述系統(tǒng)主要包括動臂液壓缸1、轉(zhuǎn)斗液壓缸2、多路換向閥3、濾油器4和7、液壓油箱5、工作泵6、單向閥8、等值卸荷閥9、輔助泵10、合流控制閥11。在多路換向閥3中增加兩個合流控制閥11，分別控制動臂缸和轉(zhuǎn)斗缸的合流情況；兩合流控制閥11分別與多路換向閥3的動臂聯(lián)、轉(zhuǎn)斗聯(lián)共用同一個閥桿共用同一個閥桿，由機械手柄直接控制。此時合流控制閥U為三維三通閥，中位時輔助泵10的液壓油經(jīng)合流控制閥11 卸荷回油箱，其余兩個位置則輔助泵10與工作泵合流向工作裝置液壓系統(tǒng)供油。裝載機工作裝置工作時，若工作裝置需要的液壓油流量較小，工作泵6單獨供油便能滿足需要，此時手柄的位移也較小，合流控制閥11處于中位，輔助泵10出口液壓油經(jīng)合流控制閥11卸荷回油箱5 ；若工作裝置需要的液壓油流量較大時，需要工作泵6與輔助泵10合流為系統(tǒng)供油，此時手柄位移較大，當(dāng)手柄位移大于某一設(shè)定值時，合流控制閥11的閥芯換向，輔助泵 10通過合流控制閥11與工作泵6合流。
作為本發(fā)明的另一種實施方式，可以如圖4所示的那樣，對多路換向閥3采用液壓先導(dǎo)控制，所述系統(tǒng)主要包括由動臂液壓缸1、轉(zhuǎn)斗液壓缸2、多路換向閥3、濾油器4和7、 液壓油箱5、工作泵6、單向閥8、15和19、等值卸荷閥9、輔助泵10、合流控制閥11、溢流閥 14、減壓式比例先導(dǎo)閥16、梭閥17、選擇閥18。該合流控制閥11的結(jié)構(gòu)為液壓先導(dǎo)控制的二位三通閥，先導(dǎo)油源接減壓式比例先導(dǎo)閥16為先導(dǎo)液壓系統(tǒng)供油，減壓式比例先導(dǎo)閥16 由減壓閥組16a和液控換向閥16b組成，其減壓閥組16a的出油口 al、bl、a2、l32均引向多5路換向閥3的先導(dǎo)油口，液控換向閥的油口 c2接主回路多路換向閥3中控制浮動工況的順序閥泄油口，與多路換向閥3先導(dǎo)油口相連的油口 al、bl和a2、分別連接兩梭閥17的進油口，梭閥17的出油口接合流控制閥11的先導(dǎo)油口。操縱手柄的位移變化，使減壓式比例先導(dǎo)閥16內(nèi)的計量彈簧的彈簧力成比例變化，輸出對應(yīng)先導(dǎo)液壓油到多路換向閥的控制端口，實現(xiàn)對工作裝置的比例控制；同時經(jīng)梭閥17輸入到合流控制閥11先導(dǎo)油口的液壓油的壓力也成比例變化，完成手柄對合流控制閥11的控制，從而完成手柄對輔助泵10是否與工作泵6合流的控制。
作為本發(fā)明的另一種實施方式，還可以如圖5所示的那樣，對裝載機工作裝置的操縱系統(tǒng)采用電液比例控制，所述系統(tǒng)主要包括由動臂液壓缸1、轉(zhuǎn)斗液壓缸2、多路換向閥3、濾油器4和7、液壓油箱5、工作泵6、單向閥8、15和19、等值卸荷閥9、輔助泵10、合流控制閥11、溢流閥14、梭閥17、選擇閥18、電液比例先導(dǎo)閥20。先導(dǎo)油源經(jīng)電液比例先導(dǎo)閥20為先導(dǎo)液壓系統(tǒng)供油，電液比例先導(dǎo)閥20由兩個三位四通電磁換向閥20a和一個二位二通電磁換向閥20b組成，兩個三位四通電磁換向閥20a的出油口 al、bl、a2、l32均引向多路換向閥3的先導(dǎo)油口，二位二通電磁換向閥的油口 c2接主回路多路換向閥3中控制浮動工況的順序閥泄油口。手柄的位移信號轉(zhuǎn)化為電信號輸入主控制器，經(jīng)主控制器處理放大后輸入電液比例先導(dǎo)閥20的比例電磁鐵，對其閥芯位移完成比例控制，最終實現(xiàn)對工作裝置的比例控制。多路換向閥3的先導(dǎo)油液經(jīng)過梭閥17進入合流控制閥11的先導(dǎo)油口， 使其在手柄位移較小時讓輔助泵卸荷，而在手柄位移超過某一設(shè)定值時換向，讓輔助泵與工作泵合流向工作裝置液壓系統(tǒng)供油。
權(quán)利要求
1.一種裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，包括動臂液壓缸1、轉(zhuǎn)斗液壓缸2、多路換向閥3、濾油器4和7、液壓油箱5、工作泵6，其特征在于所述裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)中，設(shè)有輔助液壓泵10、合流控制閥11、等值卸荷閥9，單向閥8 ；合流控制閥11的閥芯位置與控制多路換向閥的手柄位移相關(guān)；合流控制閥11的Pl 口與輔助泵10出油口相連，油口 P2經(jīng)單向閥 8與工作泵6合流接入多路換向閥3 ；等值卸荷閥9的一端與P2 口相接，另一端接濾油器4 回液壓油箱5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于裝載機轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向泵12可以作為輔助泵10與工作泵6合流，轉(zhuǎn)向泵12的出油口接優(yōu)先閥13的進油口，優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用油，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不動作的情況下，轉(zhuǎn)向泵6的液壓油經(jīng)優(yōu)先閥 13到達合流控制閥10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于該合流控制閥與多路換向閥集成到一塊，此時合流控制閥的結(jié)構(gòu)為三維三通閥，合流控制閥11分別與多路換向閥3的動臂聯(lián)、轉(zhuǎn)斗聯(lián)共用同一個閥桿，由機械手柄直接控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于該裝載機工作裝置的操縱方式為液壓先導(dǎo)控制，該液壓先導(dǎo)控制的先導(dǎo)液壓系統(tǒng)中設(shè)有單向閥15和19、 溢流閥14、減壓式比例先導(dǎo)閥16、梭閥17、選擇閥18 ；多路換向閥3的先導(dǎo)油口與減壓式比例先導(dǎo)閥16的出油口相連，減壓式比例先導(dǎo)閥16中含有一個液控換向閥16b，液控換向閥 16b與多路換向閥3中順序閥的先導(dǎo)油口相接，多路換向閥3的先導(dǎo)油口還分別連接梭閥 17的兩個進油口，梭閥17出油口與合流控制閥11的先導(dǎo)油口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于該裝載機工作裝置的操縱方式為電液比例先導(dǎo)控制，該電液比例先導(dǎo)控制的先導(dǎo)液壓系統(tǒng)中設(shè)有單向閥15和19、溢流閥14、電液比例先導(dǎo)閥20、選擇閥18 ；多路換向閥3的先導(dǎo)油口與電磁比例先導(dǎo)閥20的出油口相連，該電液比例先導(dǎo)閥20中含有一個電磁換向閥20b，電磁換向閥 20b與多路換向閥3中順序閥的先導(dǎo)油口相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，他屬于工程機械技術(shù)領(lǐng)域。其在不同的工況下，通過手柄來控制輔助泵是否與工作泵合流為工作裝置供油，解決了現(xiàn)有工作裝置液壓系統(tǒng)中功率損失高，泵與負載之間的匹配差的問題，同時避免了使用變量泵開倆的高成本。本裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)包括動臂液壓缸、轉(zhuǎn)斗液壓缸、多路換向閥、濾油器、油箱、工作泵、輔助泵、等值卸荷閥和合流控制閥。本發(fā)明主要用于裝載機，也可以用于其他工程機械。
文檔編號E02F9/22GK102518170SQ20111044400
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者袁成, 譚兆鈞, 韓嘉驊 申請人:四川大學(xué)