[发明专利]一种可回收溢流能的装载机工作液压系统

说明书

技术领域

本发明专利属于工程机械技术领域，具体地说，尤其涉及一种装载机工作液压系统。

背景技术

装载机的主要作业方式是铲掘作业和装载作业，为了完成这两类作业，需要由工作液压系统驱动液压缸完成举升、下降、収斗、卸料等动作。

图1为目前一般的定量泵驱动装载机工作液压系统，其能量损耗主要包括溢流损失、节流损失和中位卸荷损失。装载机进行重载作业时，溢流损失为工作液压系统主要能耗来源。目前降低溢流损失的主要方法包括采用变量泵驱动液压系统或者采用双泵合流液压系统，但是上述两类系统只能降低溢流损失，并不能回收利用溢流能量，且变量系统的成本远高于定量系统。

为了降低定量泵驱动装载机工作液压系统的溢流损失，本发明提出一种新的可回收并利用溢流损失的新型工作液压系统。

发明内容

本发明的技术方案如图2所示，包括：油箱（1）、滤油器（2）、定量泵（3）、多路换向阀（4）、举升液压缸（5）、翻斗液压缸（6）、蓄能器（7）和溢流能回收阀（8）；其中溢流能回收阀（8）包含负载压力采集阀（8-1）、开关阀（8-2）、二位四通阀（8-3）、溢流阀（8-4）、二位三通换向阀（8-5）、单向阀（8-6）和液控单向阀（8-7）。

连接方式如图2所示：油箱（1）出口经滤油器（2）与定量泵（3）入口连接，定量泵（3）出口经溢流能回收阀（8）与多路换向阀（4）入口连接，多路换向阀（4）出口分别与举升液压缸（5）、翻斗液压缸（6）、油箱（1）连接，溢流能回收阀（8）分别与蓄能器（7）、油箱（1）连接。其中溢流能回收阀（8）内部的主要连接方式为：负载压力采集阀（8-1）输入口分别为举升液压缸（5）的大腔和翻斗液压缸（6）的小腔连接，输出口与液控单向阀（8-7）的控制油口连接；液控单向阀（8-7）分别与蓄能器（7）和二位四通阀（8-3）的下位控制油口连接；二位三通换向阀（8-5）的入口与溢流阀（8-4）的出口连接，出口分别与蓄能器（7）和油箱（1）连接；二位三通换向阀（8-5）的控制油口与蓄能器（7）连接；二位四通阀（8-3）的四个油口分别与定量泵（3）的出口、多路换向阀（4）的进口、油箱（1）和蓄能器（7）连接。

本发明的工作原理为：对于图1所示的现有装载机工作液压系统，当工作泵出口压力大于溢流阀的开启压力时，定量泵输出的高压油液会经溢流阀流回油箱，这是溢流损失产生的原因。对于图2所示的本发明提出的新工作液压系统，当工作泵（3）出口压力大于溢流阀（8-4）的开启压力时，定量泵输出的高压油液会经过二位三通换向阀（8-5）流入蓄能器（7），对蓄能器（7）进行充能，使蓄能器（7）内的压力上升；当蓄能器（7）的压力达到最高工作压力时，则会通过压力控制油路使二位三通换向阀（8-5）工作在下位，即溢流的高压油液经二位三通换向阀（8-5）流回油箱（1），这样确保了液压系统的安全性；负载压力采集阀（8-1）会一直采集举升液压缸（5）大腔和翻斗液压缸（6）小腔的负载压力，当负载压力大于液控单向阀（8-7）开启压力时，液控单向阀（8-7）开启，蓄能器（7）的压力会和负载压力进行比较，若蓄能器（7）的压力与二位四通阀（8-3）下端弹簧压力之和不小于负载压力与二位四通阀（8-3）上端弹簧压力之和，会通过压力控制油路使二位四通阀（8-3）工作在下位，此时若蓄能器（7）的压力不小于开关阀（8-2）的换位压力(开关阀（8-2）的换位压力等于蓄能器的最低工作压力)，则蓄能器（7）内的高压油液经二位四通阀（8-3）单独向液压系统供油，定量泵（3）输出的油液则全部经二位四通阀（8-3）低压卸荷，流回油箱（1）。如果蓄能器（7）的压力与二位四通阀（8-3）下端弹簧压力之和小于负载压力与二位四通阀（8-3）上端弹簧压力之和，则二位四通阀（8-3）工作在上位，即由定量泵（3）单独向液压系统供油，同样如果蓄能器（7）的压力小于开关阀（8-2）的换位压力，也由定量泵（3）单独向液压系统供油。为了方便理解上述回收利用溢流能的整个过程，可以参看图3的工作原理流程图。

需要注意的是，为了使本发明提出的液压系统安全有效地回收溢流能，有以下5个约束条件必须得到满足。

1.开关阀（8-2）的换位压力为蓄能器（7）的最低工作压力，该条件保证蓄能器（7）内储存有足够多的高压油液。

2.二位四通阀（8-3）上端弹簧压力必须大于下端弹簧压力，该条件保证只有蓄能器（7）压力高于负载压力时，才会由蓄能器（7）单独向液压系统供油。