[发明专利]装载机变频泵控转向液压系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种节能型装载机转向液压系统，属于工程机械节能领域。

背景技术

目前，装载机转向液压系的统供油方式主要有两种：1.采用定量泵向转向液压缸供油，2.采用变量泵向转向液压缸供油。定量泵供油方式的优点是成本低，可靠性较高；缺点是效率很低，大概处于10%~30%之间。效率低的原因主要是：1.以国产50装载机为例，出于安全考虑，在装载机发动机怠速运行（750r/min左右）时，定量泵应该能向转向液压缸提供足够的油液，而装载机正常作业时发动机的转速一般在1700r/min左右，此时定量泵输出的油液超过了转向液压缸对液压油的需求，多余油液经阀流回油箱，产生较多的节流损失；2.当装载机不转向时，定量泵仍然以较低的压力输出液压油，产生较大的能量损耗。变量泵供油的优点是效率高；不足之处主要是：成本高，维护较复杂，国产变量泵可靠性不高，因此国产的中低档装载机仍大量采用定量泵。 

发明内容

本发明提出一种新型装载机变频泵控转向液压系统，以克服现有装载机转向系统效率较低的不足。

本发明的技术方案一：包含转向液压缸（11）、蓄能器（12）、控制器（9）、方向盘（8）、交流电机（4）、DC/AC变换器（3）、蓄电池（2）、定量泵（6）、油箱（1）、比例阀（13）、通断阀（16）、单向阀（7）、转速传感器（5）、压力传感器（14）、压力传感器（15）、溢流阀（17）、三位四通换向阀（10）。连接方式为：蓄电池（2）驱动交流电机（4），交流电机（4）驱动定量泵（6），定量泵（6）出口经单向阀（7）与三位四通换向阀（10）连接，三位四通换向阀（10）出口与转向液压缸（11）连接；蓄能器（12）出口与比例阀（13）连接，比例阀（13）出口与三位四通换向阀（10）进口连接；溢流阀（17）一端与定量泵（6）出口连接，一端通入油箱（1）；通断阀（16）一端与定量泵（6）出口连接，一端通入油箱（1）。转速传感器（5）测量交流电机（4）转速；压力传感器（14）测量蓄能器（12）出口压力、压力传感器（15）测量三位四通阀进口压力。压力传感器（14）、压力传感器（15）与转速传感器（5）的输出信号到控制器（9）中，控制器（9）控制蓄电池（2）、比例阀（13）、通断阀（16）、三位四通换向阀（10）。其中交流电机（4）可以是同步交流电机或异步交流电机；三位四通换向阀（10）、比例阀（13）、通断阀（16）对于小流量系统可采用电磁阀，对大流量系统可采用电液阀。

本发明的技术方案二与技术方案一的不同之处在于：加入燃料电池（19）与DC/DC变换器（18）；燃料电池（19）输出电能经DC/DC变换器（18）储存在蓄电池（2）中，蓄电池（2）在经DC/AC变换器（3）驱动交流电机（4）；燃料电池（19）只驱动该转向系统的交流电机（4），装载机其他部分能量需求由装载机的内燃机提供，该驱动方式可降低对燃料电池（19）功率的要求。

装载机转向时先由蓄能器（12）单独向转向液压缸（11）供油，同时开启通断阀（16）以便空载启动交流电机，当交流电机（4）转速达到要求值时，在切换为由交流电机（4）驱动定量泵（6）单独向转向液压缸（11）供油。转向结束后，三位四通换向阀（10）关闭，当蓄能器（12）内压力较低时，关闭通断阀（16），开启比例阀（13），交流电机（4）继续带动定量泵（6）旋转，向蓄能器（12）充入高压油液，在向蓄能器（12）充油期间，如果装载机需要转向，则关闭比例阀（13），打开三位四通换向阀（10），交流电机（4）带动定量泵（6）向转向液压缸（11）供油；当蓄能器（12）内压力较高时，开启通断阀（16），关闭比例阀（13），并停止向交流电机（4）供电，交流电机（4）制动。如果方向盘（8）动作幅度不大，即在交流电机（4）转速达到要求值前方向盘（8）就停止动作，则在方向盘（8）停止动作后立刻检测蓄能器（12）的压力；若蓄能器（12）压力较高则使交流电机（4）制动，若蓄能器内压力较低，则继续向交流电机（4）供电，交流电机（4）驱动定量泵（6）蓄能器（12）充油。

 本发明专利的有益效果是：1效率高，当装载机不转向并且蓄能器内压力较高时，交流电机不工作，空转产生能耗降低；当装载机转向时，按照转向的快慢调整交流电机转速，实现对转向液压缸的按需供油，降低节流损失。2对交流电机的启动性能要求低，由于在转向初始阶段由蓄能器单独向液压缸供油，交流电机在空载状况下启动，因此不要求交流电机具备很高启动性能。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明做进一步说明。