無溢流損失裝載機(jī)液壓工作系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種裝載機(jī)無溢流損失的節(jié)能液壓工作系統(tǒng)及其控制方法
【背景技術(shù)】
[0002]液壓工作系統(tǒng)是裝載機(jī)的重要組成部分，裝載機(jī)被廣泛應(yīng)用于礦山、路政、建筑等領(lǐng)域。當(dāng)前中小型裝載機(jī)普遍采用定量栗，工作過程中會出現(xiàn)栗與負(fù)載需求流量不匹配的現(xiàn)象，造成溢流損失，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性下降和液壓油油溫升高。這樣不利于環(huán)保且會降低液壓油的使用壽命進(jìn)而影響整個液壓系統(tǒng)及元件的可靠性和效率。大型裝載機(jī)普遍采用變量栗，造價高昂且對污染敏感。
[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)，但是均沒有徹底解決溢流問題，所以節(jié)能效果非常有限。變量栗技術(shù)雖然可以降低功率損失，但是由于其造價昂貴，目前難以普及。
[0004]本發(fā)明提出了一種節(jié)能液壓工作系統(tǒng)，通過對定量栗系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，就可完全避免溢流損失，與變量栗系統(tǒng)具有相同的節(jié)能效果，同時避免了高昂的造價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種無溢流損失的裝載機(jī)液壓工作系統(tǒng)及其控制方法。
[0006]本發(fā)明之無溢流損失的裝載機(jī)液壓工作系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)21、傳動軸20、過濾器17、油箱18、定量栗19、兩位三通換向閥、多路閥、轉(zhuǎn)斗油缸4、動臂油缸5、控制器6、安全閥、蓄能器、單向閥15、雙作用安全閥、壓力傳感器組成。所述多路閥包括三位六通換向閥2、四位四通換向閥3。所述兩位三通換向閥包括第一兩位三通換向閥1、第二兩位三通換向閥13。所述安全閥包括第一安全閥14、第二安全閥16。所述蓄能器包括高壓蓄能器7和低壓蓄能器8。所述雙作用安全閥包括第一雙作用安全閥11、第二雙作用安全閥12。所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器9、第二壓力傳感器10。所述發(fā)動機(jī)21通過傳動軸20與定量栗19連接;所述定量栗19進(jìn)油口經(jīng)過濾器17與油箱18連接，出油口分兩路，一路與第一兩位三通換向閥1的P口相連，另一路與第二安全閥16相連;第二安全閥16出油口經(jīng)過濾器17與油箱18相連;第一兩位三通換向閥1出油口 A分為兩路，一路與三位六通換向閥2的P、P1 口相連，另一路與高壓蓄能器7相連，出油口B通過過濾器17與油箱18相連;三位六通換向閥2的T口與第二兩位三通換向閥13的P 口相連，三位六通換向閥2的A 口與四位四通換向閥3的P 口相連，A1 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸4有桿腔相連，一路通過第一雙作用安全閥11經(jīng)第二兩位三通換向閥13與油箱18相連;B 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸4無桿腔相連，另一路通過第二雙作用安全閥12經(jīng)由第二兩位三通換向閥13與油箱18相連。四位四通換向閥3的P 口與三位六通換向閥2的A口相連，T 口與第二兩位三通換向閥13的P口相連，A口與動臂油缸5的有桿腔相連，B口與動臂油缸5的無桿腔相連。第二兩位三通換向閥13的P 口分別與換向閥2、3的T 口，雙作用安全閥11、12的出口相連;A 口分為兩路，一路與第一兩位三通換向閥1的B 口相連，一路經(jīng)由過濾器17與油箱18相連;B 口通過單向閥15與低壓蓄能器8相連?？刂破?的信號輸入端分別與換向閥2、3的操縱手柄，壓力傳感器9、10的信號輸出端相連。控制器6的信號輸出端分別與換向閥1、13的信號輸入端相連。壓力傳感器9、10分別通過液壓管路與蓄能器8、7相連。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:
[0008]1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在對原有裝載機(jī)液壓系統(tǒng)改造較小的情況下使栗的輸出流量與工作裝置的負(fù)載(外負(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，減小節(jié)流損失造成的能源消耗，提高了整機(jī)效率。
[0009]2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了使定量栗系統(tǒng)具有與變量栗系統(tǒng)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。同時通過蓄能器吸收壓力沖擊，提高了液壓工作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高了元件疲勞壽命。與采用變量栗的負(fù)載敏感系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)通過控制可以實(shí)現(xiàn)相同的節(jié)能效果。
[0010]3、本發(fā)明采用功率密度較高的低壓蓄能器回收動臂下降勢能，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高了能量利用率。
[0011 ] 4、本發(fā)明通過蓄能器存儲能量，減小發(fā)動機(jī)裝機(jī)功率，提高了整機(jī)經(jīng)濟(jì)性。
[0012]5、本發(fā)明中液壓系統(tǒng)由于蓄能器的存在，減小了工作裝置建壓的時間，提高了整機(jī)的工作效率。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成和工作原理示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明收斗工況下高壓蓄能器單獨(dú)供能模式下能量傳遞路線圖。
[0015]圖3為本發(fā)明收斗工況下高壓蓄能器和定量栗共同供能模式下能量傳遞路線圖。
[0016]圖4為本發(fā)明動臂舉升工況下高壓蓄能器單獨(dú)供能模式下能量傳遞路線圖。
[0017]圖5為本發(fā)明動臂舉升工況下高壓蓄能器和定量栗共同供能模式下能量傳遞路線圖。
[0018]圖6為本發(fā)明卸料工況下高壓蓄能器單獨(dú)供能模式下能量傳遞路線圖。
[0019]圖7為本發(fā)明卸料工況下高壓蓄能器和定量栗共同供能模式下能量傳遞路線圖。
[0020]圖8為本發(fā)明動臂下降工況下高壓蓄能器單獨(dú)供能模式下低壓蓄能器回收勢能能量傳遞路線圖。
[0021]圖9為本發(fā)明動臂下降工況下高壓蓄能器單獨(dú)供能模式下低壓蓄能器不回收勢能能量傳遞路線圖。
[0022]圖10為本發(fā)明動臂下降工況下高壓蓄能器和定量栗共同供能模式下低壓蓄能器不回收勢能能量傳遞路線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]請參閱圖1，為本發(fā)明的實(shí)施例，該實(shí)施例由發(fā)動機(jī)21、傳動軸20、過濾器17、油箱18、定量栗19、兩位三通換向閥、多路閥、轉(zhuǎn)斗油缸4、動臂油缸5、控制器6、安全閥、蓄能器、單向閥15、雙作用安全閥、壓力傳感器組成。所述多路閥包括三位六通換向閥2、四位四通換向閥3。所述兩位三通換向閥包括第一兩位三通換向閥1、第二兩位三通換向閥13。所述安全閥包括第一安全閥14、第二安全閥16。所述蓄能器包括高壓蓄能器7和低壓蓄能器8。所述雙作用安全閥包括第一雙作用安全閥11、第二雙作用安全閥12。所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器9、第二壓力傳感器10。所述發(fā)動機(jī)21通過傳動軸20與定量栗19連接;所述定量栗19進(jìn)油口經(jīng)過濾器17與油箱18連接，出油口分兩路，一路與第一兩位三通換向閥1的P 口相連，另一路與第二安全閥16相連;第二安全閥16出油口經(jīng)過濾器17與油箱18相連;第一兩位三通換向閥1出油口 A分為兩路，一路與三位六通換向閥2的P、P1 口相連，另一路與高壓蓄能器7相連，出油口B通過過濾器17與油箱18相連;三位六通換向閥2的T 口與第二兩位三通換向閥13的P 口相連，三位六通換向閥2的A 口與四位四通換向閥3的P 口相連，A1 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸4有桿腔相連，一路通過第一雙作用安全閥11經(jīng)第二兩位三通換向閥13與油箱18相連;B 口分兩路，一路與轉(zhuǎn)斗油缸4無桿腔相連，另一路通過第二雙作用安全閥12經(jīng)由第二兩位三通換向閥13與油箱18相連。四位四通換向閥3的P 口與三位六通換向閥2的A 口相連，T 口與第二兩位三通換向閥13的P 口相連，A 口與動臂油缸5的有桿腔相連，B 口與動臂油缸5的無桿腔相連。第二兩位三通換向閥13的P 口分別與換向閥2、3的T 口，雙作用安全閥11、12的出口相連;A 口分為兩路，一路與第一兩位三通換向閥1的B 口相連，一路經(jīng)由過濾器17與油箱18相連;B 口通過單向閥15與低壓蓄能器8相連。控制器6的信號輸入端分別與換向閥
2、3的操縱手柄，壓力傳感器9、10的信號輸出端相連。控制器6的信號輸出端分別與換向閥
1、13的信號輸入端相連。壓力傳感器9、10分別通過液壓管路與蓄能器8、7相連。
[0024]本發(fā)明的工作過程和原理如下:
[0025]1、插入工況:
[0026]裝載機(jī)在行走系統(tǒng)的驅(qū)動下直線行駛，將鏟斗水平插入物料，當(dāng)鏟斗進(jìn)入料堆直至裝有足夠物料，停止前進(jìn)，在此過程中，三位六通換向閥2、四位四通換向閥3分別均工作在中位，第一兩位三通換向閥1工作在右位，第二兩位三通換向閥13工作在左位，轉(zhuǎn)斗油缸4和動臂油缸5閉鎖，高壓蓄能器7和低壓蓄能器8處于保持壓力狀態(tài)，不向外界供能。定量栗19在發(fā)動機(jī)21的驅(qū)動下將油液通過第一兩位三通換向閥1排入油箱，此時定量栗19處于卸荷狀態(tài)。
[0027]根據(jù)實(shí)際工況，裝載機(jī)在插入工況中遇有非松散物料，需求鏟掘力較大情況時，駕駛員會通過操作轉(zhuǎn)斗油缸4