无溢流损失装载机液压工作系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无溢流损失的装载机液压工作系统，在原始的发动机、传动轴、过滤器、油箱、定量泵、多路阀、转斗油缸、动臂油缸、安全阀、双作用安全阀的构造基础上，在多路阀与定量泵之间加装第一两位三通换向阀、高压蓄能器，在回油油路上加装低压蓄能器及第二两位三通换向阀，并且使用压力传感器分别测量蓄能器的压力值。通过控制第一两位三通换向阀和第二两位三通换向阀，就可实现定量泵输出流量与负载(外负载与蓄能器)需求流量相匹配，完全避免溢流损失造成的能源消耗，减小节流损失造成的能源消耗，提高了整机效率。并且采用低压蓄能器回收动臂下降势能，用于驱动转向机构，进一步提高了能量利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械
，特别涉及一种装载机无溢流损失的节能液压工作系统及其控制方法
技术介绍
液压工作系统是装载机的重要组成部分，装载机被广泛应用于矿山、路政、建筑等领域。当前中小型装载机普遍采用定量栗，工作过程中会出现栗与负载需求流量不匹配的现象，造成溢流损失，导致燃油经济性下降和液压油油温升高。这样不利于环保且会降低液压油的使用寿命进而影响整个液压系统及元件的可靠性和效率。大型装载机普遍采用变量栗，造价高昂且对污染敏感。目前产品主要采用的节能技术有双栗合流技术和双栗合流等值卸荷技术，但是均没有彻底解决溢流问题，所以节能效果非常有限。变量栗技术虽然可以降低功率损失，但是由于其造价昂贵，目前难以普及。本专利技术提出了一种节能液压工作系统，通过对定量栗系统进行改进，就可完全避免溢流损失，与变量栗系统具有相同的节能效果，同时避免了高昂的造价。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无溢流损失的装载机液压工作系统及其控制方法。本专利技术之无溢流损失的装载机液压工作系统由发动机21、传动轴20、过滤器17、油箱18、定量栗19、两位三通换向阀、多路阀、转斗油缸4、动臂油缸5、控制器6、安全阀、蓄能器、单向阀15、双作用安全阀、压力传感器组成。所述多路阀包括三位六通换向阀2、四位四通换向阀3。所述两位三通换向阀包括第一两位三通换向阀1、第二两位三通换向阀13。所述安全阀包括第一安全阀14、第二安全阀16。所述蓄能器包括高压蓄能器7和低压蓄能器8。所述双作用安全阀包括第一双作用安全阀11、第二双作用安全阀12。所述压力传感器包括第一压力传感器9、第二压力传感器10。所述发动机21通过传动轴20与定量栗19连接;所述定量栗19进油口经过滤器17与油箱18连接，出油口分两路，一路与第一两位三通换向阀1的P口相连，另一路与第二安全阀16相连;第二安全阀16出油口经过滤器17与油箱18相连;第一两位三通换向阀1出油口 A分为两路，一路与三位六通换向阀2的P、P1 口相连，另一路与高压蓄能器7相连，出油口B通过过滤器17与油箱18相连;三位六通换向阀2的T口与第二两位三通换向阀13的P 口相连，三位六通换向阀2的A 口与四位四通换向阀3的P 口相连，A1 口分两路，一路与转斗油缸4有杆腔相连，一路通过第一双作用安全阀11经第二两位三通换向阀13与油箱18相连;B 口分两路，一路与转斗油缸4无杆腔相连，另一路通过第二双作用安全阀12经由第二两位三通换向阀13与油箱18相连。四位四通换向阀3的P 口与三位六通换向阀2的A口相连，T 口与第二两位三通换向阀13的P口相连，A口与动臂油缸5的有杆腔相连，B口与动臂油缸5的无杆腔相连。第二两位三通换向阀13的P 口分别与换向阀2、3的T 口，双作用安全阀11、12的出口相连;A 口分为两路，一路与第一两位三通换向阀1的B 口相连，一路经由过滤器17与油箱18相连;B 口通过单向阀15与低压蓄能器8相连。控制器6的信号输入端分别与换向阀2、3的操纵手柄，压力传感器9、10的信号输出端相连。控制器6的信号输出端分别与换向阀1、13的信号输入端相连。压力传感器9、10分别通过液压管路与蓄能器8、7相连。与现有技术相比本专利技术的有益效果是:1、本专利技术实现了在对原有装载机液压系统改造较小的情况下使栗的输出流量与工作装置的负载(外负载与蓄能器)需求流量相匹配，避免了溢流损失造成的能源消耗，减小节流损失造成的能源消耗，提高了整机效率。2、本专利技术实现了使定量栗系统具有与变量栗系统相同的节能效果。本系统采用了抗污染能力较强、成本较低的定量栗，降低了制造成本和维修成本。同时通过蓄能器吸收压力冲击，提高了液压工作系统的稳定性和可靠性，提高了元件疲劳寿命。与采用变量栗的负载敏感系统相比，本系统通过控制可以实现相同的节能效果。3、本专利技术采用功率密度较高的低压蓄能器回收动臂下降势能，用于驱动转向机构，进一步提高了能量利用率。 4、本专利技术通过蓄能器存储能量，减小发动机装机功率，提高了整机经济性。5、本专利技术中液压系统由于蓄能器的存在，减小了工作装置建压的时间，提高了整机的工作效率。【附图说明】图1为本专利技术的结构组成和工作原理示意图。图2为本专利技术收斗工况下高压蓄能器单独供能模式下能量传递路线图。图3为本专利技术收斗工况下高压蓄能器和定量栗共同供能模式下能量传递路线图。图4为本专利技术动臂举升工况下高压蓄能器单独供能模式下能量传递路线图。图5为本专利技术动臂举升工况下高压蓄能器和定量栗共同供能模式下能量传递路线图。图6为本专利技术卸料工况下高压蓄能器单独供能模式下能量传递路线图。图7为本专利技术卸料工况下高压蓄能器和定量栗共同供能模式下能量传递路线图。图8为本专利技术动臂下降工况下高压蓄能器单独供能模式下低压蓄能器回收势能能量传递路线图。图9为本专利技术动臂下降工况下高压蓄能器单独供能模式下低压蓄能器不回收势能能量传递路线图。图10为本专利技术动臂下降工况下高压蓄能器和定量栗共同供能模式下低压蓄能器不回收势能能量传递路线图。【具体实施方式】请参阅图1，为本专利技术的实施例，该实施例由发动机21、传动轴20、过滤器17、油箱18、定量栗19、两位三通换向阀、多路阀、转斗油缸4、动臂油缸5、控制器6、安全阀、蓄能器、单向阀15、双作用安全阀、压力传感器组成。所述多路阀包括三位六通换向阀2、四位四通换向阀3。所述两位三通换向阀包括第一两位三通换向阀1、第二两位三通换向阀13。所述安全阀包括第一安全阀14、第二安全阀16。所述蓄能器包括高压蓄能器7和低压蓄能器8。所述双作用安全阀包括第一双作用安全阀11、第二双作用安全阀12。所述压力传感器包括第一压力传感器9、第二压力传感器10。所述发动机21通过传动轴20与定量栗19连接;所述定量栗19进油口经过滤器17与油箱18连接，出油口分两路，一路与第一两位三通换向阀1的P 口相连，另一路与第二安全阀16相连;第二安全阀16出油口经过滤器17与油箱18相连;第一两位三通换向阀1出油口 A分为两路，一路与三位六通换向阀2的P、P1 口相连，另一路与高压蓄能器7相连，出油口B通过过滤器17与油箱18相连;三位六通换向阀2的T 口与第二两位三通换向阀13的P 口相连，三位六通换向阀2的A 口与四位四通换向阀3的P 口相连，A1 口分两路，一路与转斗油缸4有杆腔相连，一路通过第一双作用安全阀11经第二两位三通换向阀13与油箱18相连;B 口分两路，一路与转斗油缸4无杆腔相连，另一路通过第二双作用安全阀12经由第二两位三通换向阀13与油箱18相连。四位四通换向阀3的P 口与三位六通换向阀2的A 口相连，T 口与第二两位三通换向阀13的P 口相连，A 口与动臂油缸5的有杆腔相连，B 口与动臂油缸5的无杆腔相连。第二两位三通换向阀13的P 口分别与换向阀2、3的T 口，双作用安全阀11、12的出口相连;A 口分为两路，一路与第一两位三通换向阀1的B 口相连，一路经由过滤器17与油箱18相连;B 口通过单向阀15与低压蓄能器8相连。控制器6的信号输入端分别与换向阀2、3的操纵手柄，压力传感器9、10的信号输出端相连。控制器6的信号输出端分别与换向阀1、13的信号输入端相连。压力传感器9、10分别通过液压管路与蓄能器8、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无溢流损失装载机液压工作系统，其特征在于：在原始的发动机(21)、传动轴(20)、过滤器(17)、油箱(18)、定量泵(19)、多路阀、转斗油缸(4)、动臂油缸(5)、安全阀、双作用安全阀的构造基础上，在多路阀与定量泵(19)之间加装第一两位三通换向阀(1)、高压蓄能器(7)，在回油油路上加装低压蓄能器(8)及第二两位三通换向阀(13)，并且使用压力传感器分别测量蓄能器的压力值；所述多路阀包括三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)；控制器(6)信号输入端接收第一压力传感器(9)、第二压力传感器(10)、三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)的输出信号，其中：三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)分别输出操作手柄角度信号，第一压力传感器(9)、第二压力传感器(10)信号输入端通过液压管路分别与低压蓄能器(8)、高压蓄能器(7)连接；控制器(6)对信号处理后输出控制信号驱动第一两位三通换向阀(1)，第二两位三通换向阀(13)工作；本专利将蓄能器加装在液压工作系统的进油及回油油路中，但本专利不仅限于将蓄能器加装在液压工作系统的进油及回油油路中，凡将蓄能器加装在液压系统中并由换向阀和相关控制逻辑控制蓄能器工作，均在本专利保护之列。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王继新，张宇，韩云武，杨永海，范久臣，徐志国，杨松，张立博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22