[發明專利]無溢流損失裝載機液壓工作系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201610027774.2
• 申請日: 2016-01-16
• 公開（公告）號: CN105484311B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 王繼新;張宇;韓云武;楊永海;范久臣;徐志國;楊松;張立博
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22;E02F3/42
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

1.一種無溢流損失裝載機液壓工作系統，其特征在于：在原始的發動機(21)、傳動軸(20)、過濾器(17)、油箱(18)、定量泵(19)、多路閥、轉斗油缸(4)、動臂油缸(5)、安全閥、雙作用安全閥的構造基礎上，在多路閥與定量泵(19)之間加裝第一兩位三通換向閥(1)、高壓蓄能器(7)，在回油油路上加裝低壓蓄能器(8)及第二兩位三通換向閥(13)，并且使用壓力傳感器分別測量高壓蓄能器(7)的壓力值；所述多路閥包括三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)；控制器(6)信號輸入端接收第一壓力傳感器(9)、第二壓力傳感器(10)、三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)的輸出信號，其中：三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)分別輸出操作手柄角度信號，第一壓力傳感器(9)、第二壓力傳感器(10)信號輸入端通過液壓管路分別與低壓蓄能器(8)、高壓蓄能器(7)連接；控制器(6)對信號處理后輸出控制信號驅動第一兩位三通換向閥(1)，第二兩位三通換向閥(13)工作。

2.根據權利要求1所述的一種無溢流損失裝載機液壓工作系統，其特征在于：裝載機液壓工作系統中的高壓蓄能器(7)可單獨驅動轉斗油缸(4)和動臂油缸(5)，也可通過控制器(6)控制第一兩位三通換向閥(1)工作在左位，實現定量泵(19)與高壓蓄能器(7)合流，保證工作裝置的正常動作；同時在第一兩位三通換向閥(1)中加裝單向閥，避免在定量泵(19)加壓過程中造成工作裝置動作遲滯；在回油油路上加裝的低壓蓄能器(8)及第二兩位三通換向閥(13)用于實現回收勢能，同時在低壓蓄能器(8)和第二兩位三通換向閥(13)之間加裝單向閥，避免工作裝置被反向驅動；高壓蓄能器(7)和定量泵(19)均可作為動力源，并通過第一兩位三通換向閥(1)實現二者協同工作或單獨工作。

3.根據權利要求1或2所述的一種無溢流損失裝載機液壓工作系統，其特征在于：三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)均無中位回油功能，可以實現工作裝置無動作時高壓蓄能器(7)保壓并在工作過程中減少節流損失。

4.一種無溢流損失裝載機液壓工作系統的控制方法，該方法包括以下步驟：

在工作裝置工作過程中：

(一)、起始工作時刻第一兩位三通換向閥(1)工作在右位，定量泵(19)卸荷：控制器(6)檢測三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)操作手柄角度，通過第二壓力傳感器(10)的輸出信號檢測高壓蓄能器(7)的壓力值并計算壓力變化率；控制器(6)通過壓力值及壓力變化率預測高壓蓄能器(7)下一時刻的壓力值；若高壓蓄能器(7)預測壓力值大于預先設定的壓力下限值且高壓蓄能器(7)壓力變化率大于相應操作手柄角度下對應的高壓蓄能器(7)壓力變化率下限值，說明高壓蓄能器(7)內能量足以驅動工作裝置，第一兩位三通換向閥(1)工作在右位，定量泵(19)繼續卸荷，工作裝置完全由高壓蓄能器(7)驅動；若高壓蓄能器(7)預測壓力值小于預先設定的壓力下限值或壓力變化率小于相應操作手柄角度下對應的高壓蓄能器(7)壓力變化率下限值，說明高壓蓄能器(7)內能量不足以驅動工作裝置，控制器(6)驅動第一兩位三通換向閥(1)工作在左位，由于高壓蓄能器(7)仍保有滿足一個循環工況的能量，所以定量泵(19)不會優先向高壓蓄能器(7)供能；此時高壓蓄能器(7)既可以向工作系統供能，也可以吸收來自于定量泵(19)的多余流量，保證系統不產生溢流損失，且一旦第一兩位三通換向閥(1)工作在左位，直至高壓蓄能器(7)的壓力值達到預先設定的壓力上限值，第一兩位三通換向閥(1)一直工作在左位，防止頻繁動作帶來不必要的節流損失；當高壓蓄能器(7)的壓力值達到預先設定的壓力上限值時，第一兩位三通換向閥(1)工作在右位，高壓蓄能器(7)開始單獨向系統供能或保壓，定量泵(19)卸荷；

(二)、起始工作時刻第一兩位三通換向閥(1)在工作左位，定量泵(19)向系統供能：控制器(6)檢測三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)操作手柄角度，通過第二壓力傳感器(10)的輸出信號檢測高壓蓄能器(7)的壓力值并計算壓力變化率；控制器(6)通過壓力值及壓力變化率預測高壓蓄能器(7)下一時刻的壓力值；第一兩位三通換向閥(1)在工作左位，直至高壓蓄能器(7)的預測壓力值達到預先設定的壓力上限值，第一兩位三通換向閥(1)一直工作在左位，防止頻繁動作帶來不必要的節流損失；當高壓蓄能器(7)的預測壓力值達到預先設定的壓力上限值時，第一兩位三通換向閥(1)工作在右位，高壓蓄能器(7)開始單獨向系統供能或保壓，定量泵(19)卸荷，進行步驟(一)模式判別；

在工作裝置無動作過程中：

控制器(6)檢測三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)操作手柄角度，通過第二壓力傳感器(10)的輸出信號檢測高壓蓄能器(7)的壓力值并計算壓力變化率；在三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)操作手柄角度均為0的情況下，第一兩位三通換向閥(1)工作在左位，定量泵(19)向高壓蓄能器(7)充能，直至高壓蓄能器(7)預測壓力值達到其上限值，第一兩位三通換向閥(1)工作在右位，高壓蓄能器(7)開始單獨向系統供能或保壓，定量泵(19)卸荷。

5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于：控制器(6)通過檢測三位六通換向閥(2)、四位四通換向閥(3)操作手柄角度，識別裝載機處于卸料或動臂下降工況，當且僅當第一兩位三通換向閥(1)工作在右位，即定量泵(19)卸荷時，第二兩位三通換向閥(13)工作在右位，低壓蓄能器(8)回收系統勢能。