一種可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)及挖掘的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)及挖掘機(jī)，屬于機(jī)械控制領(lǐng)域，包括控制器13和可變?cè)偕y14?？勺?cè)偕y14上設(shè)有閥體10、先導(dǎo)閥塊1和可變?cè)偕y芯7。可變?cè)偕y芯7通過移動(dòng)控制第一腔4和第二腔6連通或斷開。先導(dǎo)閥塊1通過控制可變?cè)偕y芯7的移動(dòng)控制第一腔4和第二腔6的通斷。第一腔4與挖掘機(jī)的油箱相連，第二腔6與油缸11的小腔相連，控制器13與先導(dǎo)閥塊1相連，控制器13通過控制先導(dǎo)閥塊1控制可變?cè)偕y14內(nèi)第一腔4和第二腔6的通斷。本發(fā)明的技術(shù)方案通過采用控制器決定先導(dǎo)油口壓力，控制可變?cè)偕y芯的啟閉及開啟量，具有控制穩(wěn)定、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、加工容易、成本低、容易布局的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)及挖掘機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域，涉及一種再生控制機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)及挖掘機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機(jī)通過動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn)的相互配合完成挖掘和卸載動(dòng)作。挖掘速度和挖掘力是挖掘機(jī)整體性能體現(xiàn)的一個(gè)重要指標(biāo)。其中，斗桿的動(dòng)作速度和挖掘力又是影響整機(jī)挖掘速度和挖掘力的關(guān)鍵。進(jìn)行挖掘動(dòng)作時(shí)，斗桿閥芯切換至挖掘位置時(shí)，斗桿油缸大腔進(jìn)油小腔回油，斗桿油缸伸出進(jìn)行挖掘。
[0003]早期不具有再生功能的斗桿閥芯，挖掘時(shí)斗桿速度慢，并且由于斗桿自重迫使斗桿下降速度大于大腔進(jìn)油量，導(dǎo)致大腔產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，對(duì)斗桿油缸造成損傷。在再生型斗桿閥芯出現(xiàn)后，斗桿在挖掘過程中，通過減小斗桿小腔回油量，使一定量的回油通過斗桿閥芯內(nèi)部提升閥芯，使之獲得足夠的壓力差打開，從而將小腔液壓油引入大腔。這一方面提高了斗桿的挖掘速度，另一方面也防止斗桿大腔壓力過低產(chǎn)生氣穴。
[0004]再生型斗桿閥芯雖然提高了斗桿的挖掘速度，防止了大腔氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生。但是，為了實(shí)現(xiàn)再生功能，必須減小斗桿小腔的回油面積，使閥芯內(nèi)部小閥芯獲得足夠的壓力差，從而使斗桿小腔和大腔聯(lián)通。在挖掘過程中負(fù)載逐漸增大，當(dāng)斗桿大腔壓力大于小腔時(shí)，閥芯內(nèi)單向閥無(wú)法打開，大腔和小腔油路斷開不再生。此時(shí)由于小腔側(cè)回油面積較小，回油背壓大，斗桿的挖掘力減小，造成挖掘無(wú)力現(xiàn)象。
[0005]傳統(tǒng)可變?cè)偕Y(jié)構(gòu)使用斗桿油缸無(wú)桿腔壓力進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)可變?cè)偕y芯的開啟與關(guān)閉，但其可變?cè)偕刂撇糠执蠖啻嬖诩庸るy、控制不穩(wěn)定、增加了生產(chǎn)和調(diào)試成本的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明通過采用控制器決定先導(dǎo)油口壓力，控制可變?cè)偕y芯的啟閉及開啟量，具有控制穩(wěn)定、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、加工容易、成本低、容易布局的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，具體技術(shù)方案如下:
[0008]一方面，提供一種可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，適用于挖掘機(jī)的油缸的再生，所述油缸中包括大腔和小腔，所述大腔和小腔之間設(shè)有再生閥，所述可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)包括控制器和可變?cè)偕y，所述可變?cè)偕y上設(shè)有閥體、先導(dǎo)閥塊和可變?cè)偕y芯，所述閥體內(nèi)設(shè)有第一腔和第二腔，所述可變?cè)偕y芯可移動(dòng)的設(shè)于所述閥體內(nèi)，所述可變?cè)偕y芯分別與所述第一腔和第二腔相連，所述可變?cè)偕y芯內(nèi)設(shè)有通道，所述可變?cè)偕y芯通過移動(dòng)控制所述第一腔和第二腔通過通道連通或斷開，所述先導(dǎo)閥塊與所述可變?cè)偕y芯相連，所述先導(dǎo)閥塊通過控制所述可變?cè)偕y芯的移動(dòng)控制所述第一腔和第二腔的通斷，所述第一腔與挖掘機(jī)的油箱相連，所述第二腔與所述油缸的小腔相連，所述控制器與所述先導(dǎo)閥塊相連，所述控制器通過控制所述先導(dǎo)閥塊控制所述可變?cè)偕y內(nèi)第一腔和第二腔的通斷。
[0009]優(yōu)選的，還包括比例減壓閥，所述控制器通過所述比例減壓閥與所述可變?cè)偕y相連，所述控制器通過所述比例減壓閥控制所述先導(dǎo)閥塊。
[0010]優(yōu)選的，所述控制器根據(jù)所述挖掘機(jī)的狀況控制所述可變?cè)偕y內(nèi)第一腔和第二腔的通斷，當(dāng)所述挖掘機(jī)空載時(shí)，所述控制器控制所述可變?cè)偕y內(nèi)第一腔和第二腔的斷開；當(dāng)所述挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘時(shí)，所述控制器控制所述可變?cè)偕y內(nèi)第一腔和第二腔的連通及連通時(shí)開口的開度。
[0011]優(yōu)選的，所述挖掘機(jī)的狀況包括發(fā)動(dòng)機(jī)的失速值，當(dāng)所述失速值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值較大時(shí)，所述挖掘機(jī)為挖掘狀態(tài)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)失速值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值較低時(shí)，所述挖掘機(jī)為空載狀態(tài)，所述標(biāo)準(zhǔn)值通過調(diào)試時(shí)測(cè)定。
[0012]優(yōu)選的，所述挖掘機(jī)的狀況包括主泵壓力，當(dāng)主泵壓力低于闕值時(shí)，所述控制器控制所述可變?cè)偕y內(nèi)第一腔和第二腔的連通時(shí)開口的開度。
[0013]優(yōu)選的，所述闕值為6?8MPa。
[0014]優(yōu)選的，可變?cè)偕y內(nèi)還設(shè)有彈性元件，所述先導(dǎo)閥塊與所述可變?cè)偕y芯的一端相連，所述彈性元件與所述可變?cè)偕y芯的另一端相連。
[0015]優(yōu)選的，所述可變?cè)偕y芯上的通道包括相通的節(jié)流孔和回油孔，所述節(jié)流孔包括設(shè)于所述可變?cè)偕y芯表面圓周分布的圓孔。
[0016]優(yōu)選的，所述挖掘機(jī)的油缸為斗桿油缸。
[0017]另一方面，提供一種挖掘機(jī)，包括如上述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)。
[0018]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)有:
[0019]1，即使在各種工作狀態(tài)下切換，斗桿油缸腔壓力不斷變化，也能夠保證斗桿工作穩(wěn)定，不發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象；
[0020]2，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易、成本低，既可集成在多路控制閥內(nèi)部，也可單獨(dú)設(shè)置閥塊，容易布局；
[0021]3，無(wú)需引出斗桿油腔壓力作為先導(dǎo)控制，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)；
[0022]4，控制策略簡(jiǎn)單直接，調(diào)試容易；
[0023]5，沒有液動(dòng)力，工作穩(wěn)定；
[0024]6，效果良好，動(dòng)作穩(wěn)定，斗桿動(dòng)作無(wú)抖動(dòng)，同時(shí)有效降低斗桿挖掘時(shí)的小腔背壓，降低了油耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的可變?cè)偕y的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例控制器根據(jù)失速值輸出CS的示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明實(shí)施例控制器根據(jù)泵主壓輸出的示意圖。
[0030]其中，I為先導(dǎo)閥塊、2為堵頭、3為回油孔、4為第一腔、5為節(jié)流孔、6為第二腔、7為可變?cè)偕y芯、9為彈簧、10為閥體、11為挖掘機(jī)的油缸、12為再生閥、13為控制器、14為可變?cè)偕y、15為比例減壓閥。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0033]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做具體闡釋。
[0034]如圖1中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的一種可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，適用于挖掘機(jī)的油缸11的再生。油缸11中包括大腔和小腔，大腔和小腔之間設(shè)有再生閥12。
[0035]可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)包括控制器13和可變?cè)偕y14。并結(jié)合如圖1中所示，可變?cè)偕y14上設(shè)有閥體10、先導(dǎo)閥塊I和可變?cè)偕y芯7。
[0036]閥體10內(nèi)設(shè)有第一腔4和第二腔6?？勺?cè)偕y芯7可移動(dòng)的設(shè)于閥體10內(nèi)，可變?cè)偕y芯7分別與第一腔4和第二腔6相連，可變?cè)偕y芯7內(nèi)設(shè)有通道，可變?cè)偕y芯7通過移動(dòng)控制第一腔4和第二腔6通過通道連通或斷開。
[0037]先導(dǎo)閥塊I與可變?cè)偕y芯7相連，先導(dǎo)閥塊I通過控制可變?cè)偕y芯7的移動(dòng)控制第一腔4和第二腔6的通斷。
[0038]第一腔4與挖掘機(jī)的油箱相連，第二腔6與油缸11的小腔相連，控制器13與先導(dǎo)閥塊I相連，控制器13通過控制先導(dǎo)閥塊I控制可變?cè)偕y14內(nèi)第一腔4和第二腔6的通斷。
[0039]本發(fā)明的實(shí)施例通過采用控制器決定先導(dǎo)油口壓力，控制可變?cè)偕y芯的啟閉及開啟量，保證空載時(shí)斗桿的再生閥可靠再生，提高斗桿挖掘速度，實(shí)土挖掘時(shí)可變?cè)偕y按需打開，降低挖掘時(shí)小腔壓力，具有控制穩(wěn)定、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、加工容易、成本低、容易布局的優(yōu)點(diǎn)。
[0040]如圖1和2所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，挖掘機(jī)的油缸11優(yōu)選為斗桿油缸。還包括比例減壓閥15，控制器13通過比例減壓閥15與可變?cè)偕y14相連，控制器13通過比例減壓閥15控制先導(dǎo)閥塊I。
[0041]可變?cè)偕y14由先導(dǎo)閥塊1，堵頭2，可變?cè)偕y芯7，彈簧9，閥體10等組成。第二腔6與斗桿油缸的小腔相連，第一腔4連接挖掘機(jī)油箱。
[0042]可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)中控制器13優(yōu)選ECU控制程序。當(dāng)斗桿處于挖掘狀態(tài)時(shí)，由E⑶的輸出信號(hào)CS控制比例減壓閥15的輸出二次壓力Ps，Ps引至先導(dǎo)閥塊1，控制可變?cè)偕y14的啟閉及開啟量。
[0043]在不同的工作負(fù)載下，泵的輸出壓力也不斷變化，泵的壓力越高時(shí)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的失速也越大。斗桿挖掘空載情況下負(fù)載較低，而實(shí)土挖掘時(shí)負(fù)載較高，失速最大可達(dá)250r/min.由此可以做如下判定:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)失速值較大時(shí)，此時(shí)可判定為實(shí)土挖掘狀態(tài)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)失速值較低時(shí)為空載狀態(tài)，各工作狀態(tài)的失速范圍由實(shí)際調(diào)試時(shí)測(cè)定。
[0044]在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖3和2中所示，當(dāng)ECU檢測(cè)到斗桿挖掘單動(dòng)作信號(hào)時(shí)，其根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)失速值，輸出信號(hào)CS，CS控制比例減壓閥15輸出相應(yīng)的二次壓力Ps，不同Ps值產(chǎn)生的作用力在可變?cè)偕y14內(nèi)與彈簧9的彈簧力相平衡，可變?cè)偕y芯7產(chǎn)生不同的位移，從而控制節(jié)流孔5打開不同的開口面積，第二腔6通過節(jié)流孔5及回油孔3與第一腔4相連，從而將斗桿小腔壓力通過節(jié)流孔5卸回油箱，降低斗桿小腔壓力。
[0045]如圖4和I中所示，為保證不因可變?cè)偕蜷_過大，造成斗桿挖掘吸空現(xiàn)象，E⑶中設(shè)置了補(bǔ)償程序，即上述程序工作的同時(shí)，檢測(cè)主泵壓力，當(dāng)主泵壓力低于7MPa時(shí)，ECU根據(jù)程序輸出一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)CS2，比例減壓閥15實(shí)際的輸入信號(hào)為CS-CS2，降低可變?cè)偕y14開度，避免吸空現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0046]斗桿挖掘復(fù)合動(dòng)作時(shí)，可變?cè)偕刂圃砣缟?，設(shè)置了不同的控制程序及補(bǔ)償程序進(jìn)行控制。
[0047]不包括斗桿挖掘的其他各動(dòng)作，可變?cè)偕y14均不工作，即比例減壓閥15輸入信號(hào) CS = O。
[0048]在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過先導(dǎo)操作信號(hào)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速失速值控制可變?cè)偕y14的開度；同時(shí)，可變?cè)偕y14的開度與主泵的壓力有關(guān)，保證不因可變?cè)偕y14開啟過大造成吸空。
[0049]可變?cè)偕y14的開度調(diào)整信號(hào)是比例減壓閥15的2次壓力；比例減壓閥15的控制信號(hào)由E⑶通過程序進(jìn)行控制。
[0050]斗桿挖掘復(fù)合動(dòng)作和斗桿挖掘單動(dòng)作設(shè)置不同的控制程序及補(bǔ)償程序。斗桿挖掘與其他動(dòng)作復(fù)合動(dòng)作時(shí)，可變?cè)偕y14不開啟；
[0051]節(jié)流孔5采用圓周分布的圓孔，消除了液動(dòng)力；同時(shí)，節(jié)流孔5可以采用不同的開口曲線。
[0052]可變?cè)偕y14既可結(jié)合在多路控制閥閥片內(nèi)，也可設(shè)置閥塊單獨(dú)安裝或安裝在斗桿小腔油路上，方便布局；
[0053]此結(jié)構(gòu)不僅限于斗桿的可變?cè)偕?，其他再生有需要均可使用?br> [0054]本發(fā)明的實(shí)施例中還包括一種挖掘機(jī)，設(shè)有如上述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)。由于上述可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)的挖掘機(jī)也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其具體實(shí)施過程與上述實(shí)施例類似，茲不贅述。
[0055]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，適用于挖掘機(jī)的油缸(11)的再生，所述挖掘機(jī)的油缸(11)中包括大腔和小腔，所述大腔和小腔之間設(shè)有再生閥(12)，其特征在于，所述可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)包括控制器(13)和可變?cè)偕y(14)，所述可變?cè)偕y(14)上設(shè)有閥體(10)、先導(dǎo)閥塊(I)和可變?cè)偕y芯(7)，所述閥體(10)內(nèi)設(shè)有第一腔(4)和第二腔￠)，所述可變?cè)偕y芯(7)可移動(dòng)的設(shè)于所述閥體(10)內(nèi)，所述可變?cè)偕y芯(7)分別與所述第一腔(4)和第二腔(6)相連，所述可變?cè)偕y芯(7)內(nèi)設(shè)有通道，所述可變?cè)偕y芯(7)通過移動(dòng)控制所述第一腔(4)和第二腔(6)通過通道連通或斷開，所述先導(dǎo)閥塊(I)與所述可變?cè)偕y芯(7)相連，所述先導(dǎo)閥塊(I)通過控制所述可變?cè)偕y芯(7)的移動(dòng)控制所述第一腔(4)和第二腔￠)的通斷，所述第一腔(4)與挖掘機(jī)的油箱相連，所述第二腔(6)與所述挖掘機(jī)的油缸(11)的小腔相連，所述控制器(13)與所述先導(dǎo)閥塊(I)相連，所述控制器(13)通過控制所述先導(dǎo)閥塊(I)控制所述可變?cè)偕y(14)內(nèi)第一腔(4)和第二腔￠)的通斷。
2.如權(quán)利要求1所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括比例減壓閥(15)，所述控制器(13)通過所述比例減壓閥(15)與所述可變?cè)偕y(14)相連，所述控制器(13)通過所述比例減壓閥(15)控制所述先導(dǎo)閥塊(I)。
3.如權(quán)利要求2所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述控制器(13)根據(jù)所述挖掘機(jī)的狀況控制所述可變?cè)偕y(14)內(nèi)第一腔(4)和第二腔￠)的通斷，當(dāng)所述挖掘機(jī)空載時(shí)，所述控制器(13)控制所述可變?cè)偕y(14)內(nèi)第一腔(4)和第二腔￠)的斷開；當(dāng)所述挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘時(shí)，所述控制器(13)控制所述可變?cè)偕y(14)內(nèi)第一腔(4)和第二腔(6)的連通及連通時(shí)開口的開度。
4.如權(quán)利要求3所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述挖掘機(jī)的狀況包括發(fā)動(dòng)機(jī)的失速值，當(dāng)所述失速值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值較大時(shí)，所述挖掘機(jī)為挖掘狀態(tài)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)失速值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值較低時(shí)，所述挖掘機(jī)為空載狀態(tài)，所述標(biāo)準(zhǔn)值通過調(diào)試時(shí)測(cè)定。
5.如權(quán)利要求3所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述挖掘機(jī)的狀況包括主泵壓力，當(dāng)主泵壓力低于闕值時(shí)，所述控制器(13)控制所述可變?cè)偕y(14)內(nèi)第一腔(4)和第二腔(6)的連通時(shí)開口的開度。
6.如權(quán)利要求5所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述闕值為6?8MPa。
7.如權(quán)利要求4所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，可變?cè)偕y(14)內(nèi)還設(shè)有彈性元件，所述先導(dǎo)閥塊(I)與所述可變?cè)偕y芯(7)的一端相連，所述彈性元件與所述可變?cè)偕y芯(7)的另一端相連。
8.如權(quán)利要求7所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可變?cè)偕y芯(7)上的通道包括相通的節(jié)流孔(5)和回油孔(3)，所述節(jié)流孔(5)包括設(shè)于所述可變?cè)偕y芯(7)表面圓周分布的圓孔。
9.如權(quán)利要求1所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述挖掘機(jī)的油缸(11)為斗桿油缸。
10.一種挖掘機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的可變?cè)偕刂平Y(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】E02F3/42GK104154065SQ201410363503
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉毅, 高飛, 刁韓飛 申請(qǐng)人:三一重機(jī)有限公司