一種液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，包括第一單向閥（1）、第一平衡閥（2）、第二平衡閥（3）、第二單向閥（4），溢流閥（5），第一單向閥入口和第一平衡閥出口與動(dòng)臂多路控制閥出口連接，第一單向閥出口和第一平衡閥入口與第二平衡閥入口和動(dòng)臂油缸底腔連接，第二平衡閥出口與第二單向閥入口連接，第二單向閥出口與能量存儲(chǔ)或利用裝置連接，第一平衡閥和第二平衡閥的控制口與動(dòng)臂下降先導(dǎo)油路連接，第一平衡閥的控制回油口和第二平衡閥的控制回油口與油箱連通，溢流閥設(shè)置在第二單向閥與能量存儲(chǔ)或利用裝置之間。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)臂下降微動(dòng)作時(shí)操控性高，對(duì)動(dòng)臂勢(shì)能進(jìn)行回收快速動(dòng)作時(shí)操控性不高，且集成度高、移植性好。
【專利說明】一種液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓挖掘機(jī)，具體是一種液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，屬于挖掘機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機(jī)是使用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的土壤、煤、泥沙或者經(jīng)過預(yù)松后的土壤和巖石等物料，并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械，目前已經(jīng)成為工程建設(shè)中最主要的工程機(jī)械之一。
[0003]液壓挖掘機(jī)工作效率高，適用范圍廣泛，但其能耗高、排放差的問題在社會(huì)發(fā)展對(duì)節(jié)能環(huán)保要求越來越高的背景下，越發(fā)顯出改善的必要。
[0004]在液壓挖掘機(jī)工作過程中，工作裝置需要頻繁上升和下降，在上升至高位時(shí)勢(shì)能提高，而在下降時(shí)，為防止下降速度過快，通常設(shè)置節(jié)流調(diào)速回路，節(jié)流調(diào)速過程中大量的勢(shì)能被轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致系統(tǒng)溫度快速升高，降低了液壓系統(tǒng)的性能，同時(shí)還會(huì)增大散熱功率。
[0005]目前針對(duì)挖掘機(jī)勢(shì)能回收控制裝置的研究，多采用電磁換向閥或比例換向閥來控制動(dòng)臂動(dòng)作、同時(shí)完成動(dòng)臂勢(shì)能的回收，如申請(qǐng)?zhí)枮?01120372836.6、2012年05月30日授權(quán)的中國(guó)發(fā)明專利，該專利公開了利用動(dòng)臂保持閥前的單向閥實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂油缸大腔進(jìn)、回油管路的自動(dòng)切換，利用第二雙向液控?fù)Q向閥實(shí)現(xiàn)蓄能器對(duì)能量收集、釋放的自動(dòng)判斷，但是單獨(dú)采用電磁換向閥控制，無法保證動(dòng)臂的微操作性，會(huì)犧牲動(dòng)臂的性能；再如申請(qǐng)?zhí)枮?01110048582.7、2011年05月25日公布的的中國(guó)發(fā)明專利，該專利公開了采用采用比例換向閥控制實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂勢(shì)能回收，但是采用比例換向閥控制，需要比例換向閥開口面積、控制信號(hào)、動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)性能等匹配，而且針對(duì)每一種不同的機(jī)型都要進(jìn)行重新匹配，其通用性和可移植性不好，調(diào)試和制造成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，滿足動(dòng)臂下降微動(dòng)作時(shí)操控性高，快速動(dòng)作時(shí)操控性不高、但需對(duì)挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能進(jìn)行回收的要求，對(duì)挖掘機(jī)原有元器件改動(dòng)少，集成度高，可移植性好。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置包括第一單向閥、第一平衡閥、第二平衡閥、第二單向閥和溢流閥，所述第一單向閥的入口和第一平衡閥的出口與動(dòng)臂多路控制閥的出口連接，第一單向閥的出口和第一平衡閥的入口與第二平衡閥的入口和動(dòng)臂油缸底腔連接，第二平衡閥的出口與第二單向閥的入口連接，第二單向閥的出口與能量存儲(chǔ)或利用裝置連接，第一平衡閥和第二平衡閥的控制口與動(dòng)臂下降先導(dǎo)油路連接，第一平衡閥的控制回油口和第二平衡閥的控制回油口與油箱連通，溢流閥設(shè)置在第二單向閥與能量存儲(chǔ)或利用裝置之間。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述的第一單向閥、第二單向閥是具有反向截止功能的邏輯閥。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第一平衡閥為常開式電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第二平衡閥為常閉式電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于設(shè)置了第一平衡閥用作微動(dòng)作回路，第二平衡閥用作快速動(dòng)作回路，因此能夠區(qū)別對(duì)待動(dòng)臂下降的微操作和快速下降操作，在微操作時(shí)保證動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)性能，在快速下降操作時(shí)保證動(dòng)臂勢(shì)能的回收；由于本發(fā)明的平衡閥控制壓力根據(jù)動(dòng)臂下降先導(dǎo)壓力調(diào)整控制，因此自動(dòng)化程度高；由于第一平衡閥和第二平衡閥設(shè)置了相同的控制壓力源，而動(dòng)作方向相反，因此下降微動(dòng)作與快速動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)判斷，對(duì)動(dòng)臂性能影響小；由于該裝置可連接在原系統(tǒng)動(dòng)臂多路控制閥出口與動(dòng)臂油缸底腔入口之間，無需改動(dòng)原系統(tǒng)，因此通用性和可移植性好，可降低調(diào)試和制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的液壓原理圖，
圖2是本發(fā)明的先導(dǎo)手柄推桿位移與輸出壓力關(guān)系曲線圖。
[0013]圖中:1、第一單向閥，2、第一平衡閥，3、第二平衡閥，4、第二單向閥，5、溢流閥，6、動(dòng)臂多路控制閥，7、動(dòng)臂油缸，8、油箱，9、能量存儲(chǔ)或利用裝置，10、動(dòng)臂下降先導(dǎo)油路，11、供油系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0015]如圖1所示，本液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置包括第一單向閥1、第一平衡閥
2、第二平衡閥3、第二單向閥4，溢流閥5。
[0016]第一單向閥I的入口和第一平衡閥2的出口與動(dòng)臂多路控制閥6出口連接，第一單向閥I的出口和第一平衡閥2的入口與第二平衡閥3入口和動(dòng)臂油缸7底腔連接，第二平衡閥3的出口與第二單向閥4的入口連接，第二單向閥4的出口與能量存儲(chǔ)或利用裝置9連接，第一平衡閥2和第二平衡閥3的控制口與動(dòng)臂下降先導(dǎo)油路10連接，第一平衡閥2的控制回油口和第二平衡閥3的控制回油口與油箱8連通，溢流閥5設(shè)置在第二單向閥4與能量存儲(chǔ)或利用裝置9之間。
[0017]為了能夠保證動(dòng)作邏輯和系統(tǒng)的可靠性，作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述的第一單向閥1、第二單向閥4替換為具有反向截止功能的邏輯閥。
[0018]為了能夠提高控制的精度和靈活性，作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第一平衡閥2為常開式，替換為電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
[0019]為了能夠提高控制的精度和靈活性，作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第二平衡閥3為常閉式，替換為電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
[0020]工作狀態(tài)下，當(dāng)動(dòng)臂上升時(shí)，供油系統(tǒng)11供油，第一平衡閥2為開啟狀態(tài)，第二平衡閥3為關(guān)閉狀態(tài)，動(dòng)臂多路控制閥6的出口通過第一單向閥1、第一平衡閥2與動(dòng)臂油缸7底腔連通，高壓油推動(dòng)挖掘機(jī)動(dòng)臂上升； 當(dāng)動(dòng)臂下降時(shí)，供油系統(tǒng)11供油，第一平衡閥2、第二平衡閥3控制壓力根據(jù)動(dòng)臂下降先導(dǎo)壓力調(diào)整，先導(dǎo)控制手柄動(dòng)作沒有達(dá)到全行程、動(dòng)臂下降先導(dǎo)壓力在Pl之下的狀態(tài)時(shí)，動(dòng)臂下降為微動(dòng)作，第一平衡閥2為開啟狀態(tài)，第二平衡閥3為關(guān)閉狀態(tài)，第一平衡閥用作微動(dòng)作回路，動(dòng)臂油缸7底腔通過第一平衡閥2與動(dòng)臂多路控制閥6的出口連通，動(dòng)臂油缸7底腔壓力油通過動(dòng)臂多路控制閥6的原回路回油箱8，動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)性能受原動(dòng)臂多路控制閥6閥芯的性能控制，與原系統(tǒng)相同；當(dāng)動(dòng)臂下降先導(dǎo)控制手柄輸出壓力大于Pl的狀態(tài)時(shí)，動(dòng)臂下降為快速動(dòng)作，第一平衡閥2為關(guān)閉過程或完全關(guān)閉狀態(tài)，第二平衡閥3為開啟過程或完全開啟狀態(tài)，第一平衡閥2與第二平衡閥3同時(shí)動(dòng)作，第二平衡閥用作快速動(dòng)作回路，動(dòng)臂油缸7底腔通過第二平衡閥3、第二單向閥4與儲(chǔ)能裝置或能量利用裝置9連接，達(dá)到回收勢(shì)能的作用；回收油液壓力受溢流閥5壓力限制。
[0021]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了動(dòng)臂下降微動(dòng)作性能與原系統(tǒng)相同，動(dòng)臂下降快速動(dòng)作進(jìn)行勢(shì)能回收的功能，由于第一平衡閥和第二平衡閥設(shè)置了相同的控制壓力源，而動(dòng)作方向相反，因此下降微動(dòng)作與快速動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)判斷，對(duì)動(dòng)臂性能影響小。
[0022]如圖2所示，在動(dòng)臂下降微操作時(shí)，先導(dǎo)手柄輸出壓力在Pl壓力之下，在動(dòng)臂下降快速操作時(shí)，先導(dǎo)手柄輸出壓力在Pl與P2之間，P2大于Pl ;控制口壓力在Pl之下第一平衡閥2保持開啟狀態(tài)，當(dāng)控制口壓力大于Pl時(shí)處于關(guān)閉過程或完全關(guān)閉狀態(tài)；控制口壓力在Pl之下第二平衡閥3保持關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)控制口壓力大于Pl時(shí)處于開啟過程或完全開啟狀態(tài)。
[0023]本發(fā)明能夠區(qū)別對(duì)待了動(dòng)臂下降的微操作和快速下降操作，在微操作時(shí)保證動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)性能，在快速下降操作時(shí)保證動(dòng)臂勢(shì)能的回收；下降微動(dòng)作與快速動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)判斷，對(duì)動(dòng)臂性能影響小，且自動(dòng)化程度高、通用性和可移植性好，可以降低調(diào)試和制造成本。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，包括第一單向閥(I)、第一平衡閥(2)、第二平衡閥(3)、第二單向閥(4)，溢流閥(5)，供油系統(tǒng)(11)與動(dòng)臂多路控制閥(6)的入口連接，動(dòng)臂油缸(7)的上腔與動(dòng)臂多路控制閥(6)連接，其特征在于，第一單向閥(I)的入口和第一平衡閥(2)的出口與動(dòng)臂多路控制閥(6)出口連接，第一單向閥(I)的出口和第一平衡閥(2)的入口與第二平衡閥(3)入口和動(dòng)臂油缸(7)的底腔連接，第二平衡閥(3)的出口與第二單向閥(4)的入口連接，第二單向閥(4)的出口與能量存儲(chǔ)或利用裝置(9)連接，第一平衡閥(2)和第二平衡閥(3)的控制口與動(dòng)臂下降先導(dǎo)油路(10)連接，第一平衡閥(2)的控制回油口和第二平衡閥(3)的控制回油口與油箱(8)連通，溢流閥(5)設(shè)置在第二單向閥(4)與能量存儲(chǔ)或利用裝置(9)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，其特征在于，所述第一平衡閥(2 )為常開式電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，其特征在于，所述第二平衡閥(3 )為常閉式電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，其特征在于，所述的第一單向閥(I)、第二單向閥(4)是具有反向截止功能的邏輯閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，其特征在于，所述第一平衡閥(2 )為常開式電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂勢(shì)能回收控制裝置，其特征在于，所述第二平衡閥(3 )為常閉式電磁比例換向閥或液控比例換向閥。
【文檔編號(hào)】F15B21/14GK103790196SQ201410021665
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】王振興, 李宗 , 秦家升, 費(fèi)樹輝, 史繼江, 高見廠, 孫本強(qiáng), 鄭揚(yáng), 李志鵬 申請(qǐng)人:徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司