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CN101886405B - 挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀 - Google Patents

挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀，平地模式选择阀(4)的进口与所述的推土铲联(3)连接，所述的平地模式选择阀(4)的一个出口与所述的动臂2\破碎锤联(5)连接，另一个出口与所述的回油道T2连接，通路(12)一端与所述的斗杆1联(6)连接，另一端与所述的铲斗联(10)连接。在主阀中增加平地模式选择阀(V4)，当先导压力作用在平地模式选择阀上时，开启平地模式，P3泵的油可以向斗杆和铲斗供油，加快平地速度，实现高效性；挖掘模式时，改变传统的P3泵参与合流的方式，改用P1泵和P2泵合流给斗杆，铲斗，动臂供油，从而避免了P3泵的溢流损失，达到节能的效果。

Description

挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀
技术领域
本发明涉及一种小型液压挖掘机液压系统的节流式主控制阀，特别是涉及一种小型液压挖掘机的挖掘节能及平地高效的高效节能液压回路。
背景技术
小型液压挖掘机，是一种广泛应用的技术集成度高、多功能、高效节能、操控性好、人机环境友好等的小型机械，但作为其控制装置的主控制阀，同比其它工程机械的多路阀，具有功能集成度高、流量分配精细、多动作复合等特点。挖掘和平地这二种功能，是小型液压挖掘机的主要任务，对应到其液压回路，特别是斗杆与铲斗同时挖掘回路的性能好坏，和平地时斗杆内收外摆快速运动模式，将直接影响到小型挖掘机作业的节能与高效，是挖掘机的关键技术之一。
一般地，小型液压挖掘机的节流式主控阀，由二个或三个液压变量泵驱动，总功率控制，达到空动作速度快、平地速度快、挖掘速度快、挖掘时节能效果好的目的。目前节流式主阀的几种主要控制方式是：挖掘时---铲斗内收由P1泵供油，斗杆内收由P2+P3泵供油；平地时---铲斗内收外摆由P1泵供油，斗杆内收外摆由P2+P3供油，动臂上升由P1+P2泵供油，动臂下放由P1泵供油；由于P3泵调定压力小于P1泵和P2泵，在挖掘硬土时P3泵可能已经溢流，从而造成能量的损失，而在平地时，由于P3泵流量较小，没有充分利用到发动机功率，斗杆内收外摆的速度也比较慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单动作时速度快，复合动作时油流分配合理，挖掘时节能和平地时高效的挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀。
为了解决上述技术问题，本发明提供的挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀，包括直线行走阀联，回转联，推土铲联，动臂合流与破碎锤共用阀联，斗杆1联，左行走联，进油联，右行走联，动臂1联，铲斗联，斗杆2联和回油道T2，平地模式选择阀的进口与所述的推土铲联连接，所述的平地模式选择阀的一个出口与所述的动臂合流与破碎锤共用阀联连接，另一个出口与所述的回油道T2连接，通路一端与所述的斗杆1联连接，另一端与所述的铲斗联连接。
所述的通路在进入所述的铲斗联之前开设有节流孔。
所述的平地模式选择阀为液控两位三通阀。
采用上述技术方案的挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀，在主阀中增加一联阀为平地模式选择阀，当先导油压未建立时为普通挖掘模式，当先导油压作用在平地模式选择阀阀芯上时，平地模式开启，主阀供油路线改变。
考虑在一般挖掘操作时斗杆内收单动作时间约占整个挖掘时间的15％，铲斗内收和斗杆内收复合动作的时间约占70％，铲斗内收单动作的时间约占15％，在此期间，动臂做微调动作，以配合斗杆和铲斗的动作，一般的三泵系统中P1和P2泵是完全相同的两个变量柱塞泵，P3是一个定量齿轮泵，且P1和P2的调定压力大于P3的调定压力，额定流量也大于P3的额定流量，在挖掘负载大的情况下，若采用目前的节流式主阀，P3泵可能过早溢流，从而造成能量的浪费，也使得挖掘速度较慢，上述技术方案中，所述挖掘模式供油线路为斗杆单动作时内收外摆由P1泵和P2泵供油，铲斗内收外摆由P1泵和P2泵经节流后供油，动臂由P1泵和P2泵供油，对比原来系统，由于P1泵和P2泵是完全相同的两泵，斗杆内收和铲斗内收复合动作时在不超过调定压力的情况下，避免了能量损失，而在铲斗内收单动作时，P1泵和P2泵同时给铲斗供油，也加快了铲斗挖掘的速度，开启平地模式后，由于平地时负载较小，斗杆内收外摆的速度要求快，动臂和铲斗动作较小，P3通过平地模式选择阀优先给斗杆供油，再经过节流孔节流后给铲斗供油，而P1和P2的供油线路并未改变，即P1优先给动臂供油，再经过节流孔节流后给斗杆和铲斗供油，由于斗杆负载较小，P2通过并联油路优先给斗杆供油，小部分油分流给动臂，铲斗，从而斗杆为P1，P2，P3三泵大流量供油，动臂为P1和P2双泵供油，铲斗为P1，P2，P3供油，加快了平地速度。
根据小型液压挖掘机不同作业工况的实际测试与理论分析，本发明提出了在斗杆和铲斗挖掘状态下的双泵合流回路，和在平地模式下的斗杆三泵大流量供油回路，形成了一种节能高效主控制阀，具有油路设计巧妙，单动作时速度快，复合动作时油流分配合理的特点，能很好的体现了挖掘时节能和平地时的高效性。
附图说明
图1是山河智能SWE70主阀原理图，
图2是大宇DH60主阀原理图；
图3是本发明实施例中主阀液压原理图；
图4是本发明实施例中的平地模式选择阀原理图；
图5是本发明实施例中挖掘工况主阀供油线路图；
图6是本发明实施例中平地工况主阀供油线路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1和图2为两种常见的小型液压挖掘机三泵系统主阀液压原理图，在三泵系统中，P1泵和P2泵是两个完全相同的柱塞泵，P3泵是一个流量和调定压力都比P1泵小的齿轮泵，图1的主阀系统由直线行走阀联(M1)，回转联(M2)，推土铲联(M3)，破碎联(M4)，斗杆联(M5)，动臂2联(M6)，右行走联(M7)，左行走联(M8)，动臂1联(M9)，铲斗联(M10)组成，在该系统中，斗杆内收外摆由P2泵和P3泵通过阀内合流供油，铲斗内收外摆由P1泵供油，动臂上升由P1和P2泵用两联合流供油，在挖掘重负载时，P3泵可能过早溢流，造成能量的浪费和速度的减慢，而在平地时，由于P3泵流量较小，也使得斗杆内收外摆速度较慢，平地效率低，而图2所示的主阀系统由直线行走阀联(S1)，回转联(S2)，推土铲联(S3)，动臂偏转联(S4)，动臂2\破碎联(S5)，斗杆1联(S6)，左行走联(S7)，右行走联(S8)，动臂1联(S9)，铲斗联(S10)，斗杆2联(S11)组成，在该三泵系统中，斗杆内收外摆采用的是P1泵和P2泵由两联阀外合流供油，动臂上升也是P1泵和P2泵由两联阀外合流，挖掘工况时，由于P1泵和P2泵是完全相同的两泵，所以合流供油时不会出现其中一个泵过早溢流的情况，避免了能量损失，但是在平地工况时，由于负载小，P3泵没有给工作装置供油，使得发动机的功率没有得到最大利用，平地速度较低。
图3所示是本发明所述的一种小型液压挖掘机的挖掘节能及平地高效主阀液压原理图，主阀为片式多路阀结构，由直线行走阀联1，回转联2，推土铲联3，平地模式选择阀联4，动臂2\破碎锤联5，斗杆1联6，左行走联7，进油联，右行走联8，动臂1联9，铲斗联10，斗杆2联11组成，其中平地模式选择阀联4为液控两位三通阀，如图4所示，平地模式选择阀4的进口M与推土铲联3连接，平地模式选择阀4的一个出口N与动臂2\破碎锤联5连接，另一个出口W与回油道T2连接，当先导油压Pi4建立时，平地模式开启，当先导油压Pi4未建立时，关闭平地模式，为普通挖掘模式，其油路连接方式如图3中所示。动臂2\破碎锤联5为动臂合流与破碎锤共用阀联，先导油压通左边时为动臂合流联，先导油压通右边时为破碎锤联，动臂合流采用外接管路阀外合流的方式合流，如图3中所示，斗杆1联6和斗杆2联11也是通过阀外合流方式给斗杆动作合流，主阀阀体中开设通路12，通路12一端与斗杆1联6连接，另一端与铲斗联10连接，通路12在进入铲斗联10之前开设有节流孔，为P2和P3的油进入铲斗联10增加一条通路。
图5为主阀的挖掘工况回路图，斗杆和动臂分别由两联供油，采用阀外合流方式，如图5中所示，动臂上升由P1泵和P2泵供油，斗杆内收外摆由P1泵和P2泵供油，铲斗内收外摆由P1泵和P2泵供油。三个泵的油路走向为：P1泵输出的液压油，经过右行走联8的中位通路后，通过并联油路向动臂1联9，铲斗联10，斗杆2联11供油，P2泵输出的液压油经过左行走联7的中位通路后，通过并联油路向斗杆1联6，动臂2\破碎锤联5，铲斗联10供油。P3泵则经过直线行走阀联1，回转联2，推土铲联3的中位通路和平地模式选择阀联4的出口W卸荷回油箱。
图6为所述新主阀的平地工况回路图，斗杆和动臂分别由两联供油，采用阀外合流方式，如图6中所示，动臂上升由P1泵和P2泵供油，斗杆内收外摆由P1泵，P2泵和P3泵供油，铲斗内收外摆由P1泵，P2泵和P3泵供油。三个泵的油路走向为：P1泵输出的液压油，经过右行走联8的中位通路后，通过并联油路向动臂1联9，铲斗联10，斗杆2联11供油，P2泵输出的液压油经过左行走联7的中位通路后，通过并联油路向斗杆1联6，动臂2\破碎锤联5，铲斗联10供油。P3泵则经过直线行走阀联1，回转联2，推土铲联3的中位通路和平地模式选择阀联4的出口N，通过并联油路向动臂2\破碎锤联5，斗杆1联6，铲斗联10供油。

Claims (3)

1.一种挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀，包括直线行走阀联(1)，回转联(2)，推土铲联(3)，动臂合流与破碎锤共用阀联，斗杆1联(6)，左行走联(7)，进油联，右行走联(8)，动臂1联(9)，铲斗联(10)，斗杆2联(11)和回油道T 2，其特征在于：平地模式选择阀(4)的进口与所述的推土铲联(3)连接，所述的平地模式选择阀(4)的一个出口与所述的动臂合流与破碎锤共用阀联连接，另一个出口与所述的回油道T 2连接，通路(12)一端与所述的斗杆1联(6)连接，另一端与所述的铲斗联(10)连接。
2.根据权利要求1所述的挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀，其特征在于：所述的通路(12)在进入所述的铲斗联(10)之前开设有节流孔。
3.根据权利要求1或2所述的挖掘节能及平地高效的小型液压挖掘机主阀，其特征在于：所述的平地模式选择阀(4)为液控两位三通阀。
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