一種液壓挖掘機動臂勢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動臂勢能回收控制裝置，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或利用裝置連接，第一平衡閥和第二平衡閥的控制口與動臂下降先導油路連接，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，溢流閥設置在第二單向閥與能量存儲或利用裝置之間。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)動臂下降微動作時操控性高，對動臂勢能進行回收快速動作時操控性不高，且集成度高、移植性好。
【專利說明】一種液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓挖掘機，具體是一種液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，屬于挖掘機【技術領域】。
【背景技術】
[0002]挖掘機是使用鏟斗挖掘高于或低于承機面的土壤、煤、泥沙或者經(jīng)過預松后的土壤和巖石等物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械，目前已經(jīng)成為工程建設中最主要的工程機械之一。
[0003]液壓挖掘機工作效率高，適用范圍廣泛，但其能耗高、排放差的問題在社會發(fā)展對節(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，在上升至高位時勢能提高，而在下降時，為防止下降速度過快，通常設置節(jié)流調(diào)速回路，節(jié)流調(diào)速過程中大量的勢能被轉(zhuǎn)化為熱能，導致系統(tǒng)溫度快速升高，降低了液壓系統(tǒng)的性能，同時還會增大散熱功率。
[0005]目前針對挖掘機勢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臂動作、同時完成動臂勢能的回收，如申請?zhí)枮?01120372836.6、2012年05月30日授權的中國發(fā)明專利，該專利公開了利用動臂保持閥前的單向閥實現(xiàn)動臂油缸大腔進、回油管路的自動切換，利用第二雙向液控換向閥實現(xiàn)蓄能器對能量收集、釋放的自動判斷，但是單獨采用電磁換向閥控制，無法保證動臂的微操作性，會犧牲動臂的性能；再如申請?zhí)枮?01110048582.7、2011年05月25日公布的的中國發(fā)明專利，該專利公開了采用采用比例換向閥控制實現(xiàn)動臂勢能回收，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、動臂運動性能等匹配，而且針對每一種不同的機型都要進行重新匹配，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]針對上述問題，本發(fā)明提供一種液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，滿足動臂下降微動作時操控性高，快速動作時操控性不高、但需對挖掘機動臂勢能進行回收的要求，對挖掘機原有元器件改動少，集成度高，可移植性好。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本液壓挖掘機動臂勢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或利用裝置連接，第一平衡閥和第二平衡閥的控制口與動臂下降先導油路連接，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，溢流閥設置在第二單向閥與能量存儲或利用裝置之間。
[0008]作為本發(fā)明的進一步優(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)有技術相比，本發(fā)明由于設置了第一平衡閥用作微動作回路，第二平衡閥用作快速動作回路，因此能夠區(qū)別對待動臂下降的微操作和快速下降操作，在微操作時保證動臂運動性能，在快速下降操作時保證動臂勢能的回收；由于本發(fā)明的平衡閥控制壓力根據(jù)動臂下降先導壓力調(diào)整控制，因此自動化程度高；由于第一平衡閥和第二平衡閥設置了相同的控制壓力源，而動作方向相反，因此下降微動作與快速動作實現(xiàn)了自動判斷，對動臂性能影響??；由于該裝置可連接在原系統(tǒng)動臂多路控制閥出口與動臂油缸底腔入口之間，無需改動原系統(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)明的先導手柄推桿位移與輸出壓力關系曲線圖。
[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、動臂多路控制閥，7、動臂油缸，8、油箱，9、能量存儲或利用裝置，10、動臂下降先導油路，11、供油系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0015]如圖1所示，本液壓挖掘機動臂勢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的控制口與動臂下降先導油路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設置在第二單向閥4與能量存儲或利用裝置9之間。
[0017]為了能夠保證動作邏輯和系統(tǒng)的可靠性，作為本發(fā)明的進一步優(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，當動臂上升時，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為關閉狀態(tài)，動臂多路控制閥6的出口通過第一單向閥1、第一平衡閥2與動臂油缸7底腔連通，高壓油推動挖掘機動臂上升； 當動臂下降時，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)動臂下降先導壓力調(diào)整，先導控制手柄動作沒有達到全行程、動臂下降先導壓力在Pl之下的狀態(tài)時，動臂下降為微動作，第一平衡閥2為開啟狀態(tài)，第二平衡閥3為關閉狀態(tài)，第一平衡閥用作微動作回路，動臂油缸7底腔通過第一平衡閥2與動臂多路控制閥6的出口連通，動臂油缸7底腔壓力油通過動臂多路控制閥6的原回路回油箱8，動臂的運動性能受原動臂多路控制閥6閥芯的性能控制，與原系統(tǒng)相同；當動臂下降先導控制手柄輸出壓力大于Pl的狀態(tài)時，動臂下降為快速動作，第一平衡閥2為關閉過程或完全關閉狀態(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同時動作，第二平衡閥用作快速動作回路，動臂油缸7底腔通過第二平衡閥3、第二單向閥4與儲能裝置或能量利用裝置9連接，達到回收勢能的作用；回收油液壓力受溢流閥5壓力限制。
[0021]本發(fā)明實現(xiàn)了動臂下降微動作性能與原系統(tǒng)相同，動臂下降快速動作進行勢能回收的功能，由于第一平衡閥和第二平衡閥設置了相同的控制壓力源，而動作方向相反，因此下降微動作與快速動作實現(xiàn)了自動判斷，對動臂性能影響小。
[0022]如圖2所示，在動臂下降微操作時，先導手柄輸出壓力在Pl壓力之下，在動臂下降快速操作時，先導手柄輸出壓力在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)，當控制口壓力大于Pl時處于關閉過程或完全關閉狀態(tài)；控制口壓力在Pl之下第二平衡閥3保持關閉狀態(tài)，當控制口壓力大于Pl時處于開啟過程或完全開啟狀態(tài)。
[0023]本發(fā)明能夠區(qū)別對待了動臂下降的微操作和快速下降操作，在微操作時保證動臂運動性能，在快速下降操作時保證動臂勢能的回收；下降微動作與快速動作實現(xiàn)了自動判斷，對動臂性能影響小，且自動化程度高、通用性和可移植性好，可以降低調(diào)試和制造成本。
【權利要求】
1.一種液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，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)與動臂多路控制閥(6)的入口連接，動臂油缸(7)的上腔與動臂多路控制閥(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)的控制口與動臂下降先導油路(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)設置在第二單向閥(4)與能量存儲或利用裝置(9)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，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)權利要求1所述的液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，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)權利要求1所述的液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，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)權利要求4所述的液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，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)權利要求4所述的液壓挖掘機動臂勢能回收控制裝置，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】F15B21/14GK103790196SQ201410021665
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權日:2014年1月17日
【發(fā)明者】王振興, 李宗 , 秦家升, 費樹輝, 史繼江, 高見廠, 孫本強, 鄭揚, 李志鵬 申請人:徐州徐工挖掘機械有限公司