挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于挖掘機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種挖掘機斗桿在復(fù)合動作中的節(jié)能方式，特別是一種挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機在使用現(xiàn)有主閥進(jìn)行控制時，在液壓系統(tǒng)當(dāng)中，為提高作業(yè)效率，加快挖掘動作時的速度，一般都會讓斗桿在挖掘或卸載時，實現(xiàn)雙泵合流。而且斗桿不論是在單動作還是在復(fù)合動作時，都會讓泵一和泵二的輸出流量進(jìn)行合流后供給斗桿油缸。
[0003]由于挖掘機在斗桿動作時有合流功能，即雙泵供油，故在“斗桿全速動作+動臂全速下降”動作時，動臂油缸所需流量由泵二提供，斗桿油缸所需流量由泵一和泵二一起提供。故:泵一所有的流量供給了斗桿，又因動臂下降時有再生功能，可依靠再生供油，泵二供給動臂的流量較少，此時泵二輸出的流量也基本上都給了斗桿。所以，斗桿的流量為泵一和泵二所提供的所有流量。
[0004]以現(xiàn)有挖掘機測試數(shù)據(jù)為例，在“斗桿全速動作+動臂全速下降”時，泵一的輸出流量為168L/min，泵二的輸出流量為158L/min，泵一的輸出流量全部供給斗桿，動臂下降依靠再生供油，所需泵二的流量很少，理論上此時泵二輸出的流量也基本上都給了斗桿，故斗桿的流量為泵一和泵二所提供的所有流量，即326L/min油都供給了斗桿。但事實上，此時僅有203L/min的油液供給斗桿，但泵一的輸出流量(168L/min)全部供給斗桿，泵二只有一少部分(35L/min)的輸出流量供給斗桿，其余123L/min的流量全部經(jīng)過旁通油路返回油箱，而這部分多余的流量增加了油耗，而且損失的功率變成了熱量，增加了散熱系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。也就是說，造成了能量的損失和不必要的發(fā)熱，浪費了一部分燃油消耗。
[0005]根據(jù)測試數(shù)據(jù)表明，同時在“斗桿全速動作+動臂O?100%動作”及“斗桿全速動作+鏟斗O?100%動作”時，也存在泵二能量損失較大的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種在斗桿和其它動作復(fù)合工況下，通過液壓控制優(yōu)化雙泵供給斗桿及其它油缸流量的分配，使單泵增加排量供油，實現(xiàn)降低燃油消耗率的挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)及方法。
[0007]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)，包括斗桿油缸、動臂油缸、鏟斗油缸、主泵、輔泵與先導(dǎo)泵，所述斗桿油缸連接斗桿油路，所述斗桿油路上串接斗桿閥，所述主泵直接連接斗桿閥，所述輔泵與斗桿閥之間串接斗桿合流閥；所述動臂油缸連接動臂油路，所述動臂油路上串接動臂閥，所述主泵與輔泵直接連接動臂閥；所述鏟斗油缸連接鏟斗油路，所述鏟斗油路上串接鏟斗閥，所述主泵與輔泵直接連接鏟斗閥；
[0008]還包括斗桿手柄、動臂手柄和鏟斗手柄，所述先導(dǎo)泵通過先導(dǎo)油路連接斗桿手柄，所述斗桿手柄通過執(zhí)行油路連接斗桿閥，通過檢測油路連接壓力檢索閥組，所述壓力檢索閥組的第一條信號支路連接主泵的反饋口，第二條信號支路作用于斗桿合流閥的切換端，第三條信號支路連接輔泵的反饋口，所述第三條信號支路上串接二位三通換向閥，所述二位三通換向閥的切換端上作用有壓力油路，所述壓力油路連接復(fù)合動作檢索閥組；
[0009]所述先導(dǎo)泵通過先導(dǎo)油路連接動臂手柄，所述動臂手柄通過執(zhí)行油路連接動臂閥，通過檢測油路連接壓力檢索閥組，所述壓力檢索閥組的第一條信號支路連接主泵的反饋口，第三條信號支路連接輔泵的反饋口 ；
[0010]所述先導(dǎo)泵通過先導(dǎo)油路連接鏟斗手柄，所述鏟斗手柄通過執(zhí)行油路連接鏟斗閥，通過檢測油路連接壓力檢索閥組，所述壓力檢索閥組的第一條信號支路連接主泵的反饋口，第三條信號支路連接輔泵的反饋口。
[0011]在上述的挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)中，所述壓力檢索閥組包括總梭閥、主泵梭閥組、輔泵梭閥組，所述總梭閥連接第二條信號支路作用于斗桿合流閥的切換端，所述主泵梭閥組通過第一條信號支路連接主泵的反饋口，所述輔泵梭閥組通過第三條信號支路連接輔泵的反饋口。
[0012]在上述的挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)中，所述復(fù)合動作檢索閥組包括主梭閥、鏟斗梭閥和動臂梭閥，所述鏟斗梭閥具有鏟斗挖掘檢索端和鏟斗卸載檢索端，所述動臂梭閥具有動臂上升檢索端和動臂下降檢索端，所述鏟斗梭閥和動臂梭閥均連接主梭閥，所述主梭閥通過壓力油路作用于二位三通換向閥的切換端上。
[0013]在上述的挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)中，所述主泵和輔泵通過油路相連通。通過主泵和輔泵的油路連通，以形成兩泵之間的交叉功率控制原理。
[0014]在上述的挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)中，所述主泵、輔泵及先導(dǎo)泵均通過油路連通油箱。
[0015]挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)斗桿單獨動作時，包括以下步驟:
[0016]I)、機手操作斗桿手柄動作后，先導(dǎo)泵供出的先導(dǎo)油通過斗桿手柄的切換，一支路進(jìn)入總梭閥進(jìn)行壓力檢索，另一支路直接進(jìn)入斗桿閥的先導(dǎo)接口，對斗桿閥進(jìn)行切換；
[0017]2)、通過總梭閥的壓力檢索后，一則，先導(dǎo)壓力通過主泵梭閥組的壓力檢索，反饋給主泵反饋口 Pxl，使主泵輸出壓力供油；二則，先導(dǎo)壓力接入斗桿合流閥的先導(dǎo)接口(AB)，切換斗桿合流閥連通斗桿油路；三則，先導(dǎo)壓力由斗桿合流閥的先導(dǎo)接口(AB)接入二位三通換向閥，進(jìn)一步接到輔泵梭閥組進(jìn)行壓力檢索，反饋給輔泵反饋口 Px2，使輔泵輸出壓力供油；
[0018]3)、主泵輸出的液壓油通過斗桿閥供入斗桿油缸，輔泵輸出的液壓油通過斗桿合流閥后與主泵的液壓油匯流，一同經(jīng)過斗桿閥供入斗桿油缸，實現(xiàn)斗桿單獨動作工況下的雙泵合流功能。
[0019]挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)“斗桿動作+動臂下降O?100% ”動作時，包括以下步驟:
[0020]I)、機手操作動臂手柄下降動作后，先導(dǎo)壓力通過動臂梭閥的動臂下降檢索端檢索到壓力信號，經(jīng)過主梭閥作用于二位三通換向閥的切換端上，切換二位三通換向閥以切斷輔泵梭閥組的壓力檢索，使輔泵反饋口 Ρχ2無壓力而不向斗桿油缸供油；
[0021 ] 2)、先導(dǎo)泵供出的先導(dǎo)油通過動臂手柄的切換，直接進(jìn)入動臂閥的先導(dǎo)接口，對動臂閥進(jìn)行切換；不通過主泵梭閥組的壓力檢索，使主泵反饋口 Pxl無壓力而不向動臂油缸供油；不通過輔泵梭閥組的壓力檢索，使輔泵反饋口 Ρχ2無壓力而不向動臂油缸增加供油；動臂油缸依靠再生功能，及輔泵的最小排量供油，實現(xiàn)動臂下降；
[0022]3)、機手操作斗桿手柄動作后，先導(dǎo)泵供出的先導(dǎo)油通過斗桿手柄的切換，一支路進(jìn)入總梭閥進(jìn)行壓力檢索，另一支路直接進(jìn)入斗桿閥的先導(dǎo)接口，對斗桿閥進(jìn)行切換；
[0023]4)、因步驟I)中，輔泵梭閥組的壓力檢索被切斷，故輔泵不向斗桿油缸供油，先導(dǎo)壓力僅通過主泵梭閥組的壓力檢索，反饋給主泵反饋口 Pxl，使主泵輸出壓力向斗桿油缸供油，
[0024]5)、利用主泵與輔泵的交叉功率控制原理，使主泵的流量增大，直至滿足斗桿油缸的需求，實現(xiàn)復(fù)合動作工況下單泵向斗桿供油。
[0025]二位三通換向閥的換向壓力只需要超過5bar，就能切斷先導(dǎo)油到輔泵梭閥組A5口的壓力。主泵與輔泵的流量取決于斗桿閥芯的開度，即取決于斗桿手柄施加的先導(dǎo)壓力。
[0026]挖掘機斗桿動作液壓控制系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)“斗桿動作+動臂上升O?100% ”動作時，包括以下步驟:
[0027]I)、機手操作動臂手柄上升動作后，先導(dǎo)壓力通過動臂梭閥的動臂上升檢索端檢索到壓力信號，經(jīng)過主梭閥作用于二位三通換向閥的切換端上，切換二位三通換向閥切斷輔泵梭閥組的壓力檢索，使輔泵反饋口 Px2無壓力而不向斗桿油缸供油；
[0028]2)、先導(dǎo)泵供出的先導(dǎo)油通過動臂手柄的切換，一支路進(jìn)入動臂閥的先導(dǎo)接口，對動臂閥進(jìn)行切換；另一支路進(jìn)入主泵梭閥組進(jìn)行壓力檢索，先導(dǎo)壓力反饋給主泵反饋口Pxl，使主泵輸出壓力向動臂油缸供油；再一支路進(jìn)入輔泵梭閥組進(jìn)行壓力檢索，先導(dǎo)壓力反饋給輔泵反饋口 Ρχ2，使輔泵輸出壓力向動臂油缸供油；
[0029]3)、機手操作斗桿手柄動作后，先導(dǎo)泵供出的先導(dǎo)油通過斗桿手柄的切換，一支路進(jìn)入總梭閥進(jìn)行壓力檢索，另一支路直接進(jìn)入斗桿閥的先導(dǎo)接口，對斗桿閥進(jìn)行切換；
[0030]4)、因步驟I)中，輔泵梭閥組的壓力檢索被切斷，故輔泵不向斗桿油缸供油，先導(dǎo)壓力僅通過主泵梭閥組的壓力檢索，反饋給主泵反饋口 Pxl，使主泵輸出壓力向斗桿油缸供油，
[0031]5)、利用主泵與輔泵的交叉功率控制原理，使主泵的流量增大，直至滿足斗桿油缸的需求，實現(xiàn)復(fù)合動作工況下單泵向斗桿供油。
[0032]二位三