[发明专利]无溢流损失装载机液压工作系统及其控制方法

权利要求书

1.一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高压蓄能器(7)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。

2.根据权利要求1所述的一种无溢流损失装载机液压工作系统，其特征在于：装载机液压工作系统中的高压蓄能器(7)可单独驱动转斗油缸(4)和动臂油缸(5)，也可通过控制器(6)控制第一两位三通换向阀(1)工作在左位，实现定量泵(19)与高压蓄能器(7)合流，保证工作装置的正常动作；同时在第一两位三通换向阀(1)中加装单向阀，避免在定量泵(19)加压过程中造成工作装置动作迟滞；在回油油路上加装的低压蓄能器(8)及第二两位三通换向阀(13)用于实现回收势能，同时在低压蓄能器(8)和第二两位三通换向阀(13)之间加装单向阀，避免工作装置被反向驱动；高压蓄能器(7)和定量泵(19)均可作为动力源，并通过第一两位三通换向阀(1)实现二者协同工作或单独工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种无溢流损失装载机液压工作系统，其特征在于：三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)均无中位回油功能，可以实现工作装置无动作时高压蓄能器(7)保压并在工作过程中减少节流损失。

4.一种无溢流损失装载机液压工作系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

在工作装置工作过程中：

(一)、起始工作时刻第一两位三通换向阀(1)工作在右位，定量泵(19)卸荷：控制器(6)检测三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)操作手柄角度，通过第二压力传感器(10)的输出信号检测高压蓄能器(7)的压力值并计算压力变化率；控制器(6)通过压力值及压力变化率预测高压蓄能器(7)下一时刻的压力值；若高压蓄能器(7)预测压力值大于预先设定的压力下限值且高压蓄能器(7)压力变化率大于相应操作手柄角度下对应的高压蓄能器(7)压力变化率下限值，说明高压蓄能器(7)内能量足以驱动工作装置，第一两位三通换向阀(1)工作在右位，定量泵(19)继续卸荷，工作装置完全由高压蓄能器(7)驱动；若高压蓄能器(7)预测压力值小于预先设定的压力下限值或压力变化率小于相应操作手柄角度下对应的高压蓄能器(7)压力变化率下限值，说明高压蓄能器(7)内能量不足以驱动工作装置，控制器(6)驱动第一两位三通换向阀(1)工作在左位，由于高压蓄能器(7)仍保有满足一个循环工况的能量，所以定量泵(19)不会优先向高压蓄能器(7)供能；此时高压蓄能器(7)既可以向工作系统供能，也可以吸收来自于定量泵(19)的多余流量，保证系统不产生溢流损失，且一旦第一两位三通换向阀(1)工作在左位，直至高压蓄能器(7)的压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀(1)一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器(7)的压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀(1)工作在右位，高压蓄能器(7)开始单独向系统供能或保压，定量泵(19)卸荷；

(二)、起始工作时刻第一两位三通换向阀(1)在工作左位，定量泵(19)向系统供能：控制器(6)检测三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)操作手柄角度，通过第二压力传感器(10)的输出信号检测高压蓄能器(7)的压力值并计算压力变化率；控制器(6)通过压力值及压力变化率预测高压蓄能器(7)下一时刻的压力值；第一两位三通换向阀(1)在工作左位，直至高压蓄能器(7)的预测压力值达到预先设定的压力上限值，第一两位三通换向阀(1)一直工作在左位，防止频繁动作带来不必要的节流损失；当高压蓄能器(7)的预测压力值达到预先设定的压力上限值时，第一两位三通换向阀(1)工作在右位，高压蓄能器(7)开始单独向系统供能或保压，定量泵(19)卸荷，进行步骤(一)模式判别；

在工作装置无动作过程中：

控制器(6)检测三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)操作手柄角度，通过第二压力传感器(10)的输出信号检测高压蓄能器(7)的压力值并计算压力变化率；在三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)操作手柄角度均为0的情况下，第一两位三通换向阀(1)工作在左位，定量泵(19)向高压蓄能器(7)充能，直至高压蓄能器(7)预测压力值达到其上限值，第一两位三通换向阀(1)工作在右位，高压蓄能器(7)开始单独向系统供能或保压，定量泵(19)卸荷。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：控制器(6)通过检测三位六通换向阀(2)、四位四通换向阀(3)操作手柄角度，识别装载机处于卸料或动臂下降工况，当且仅当第一两位三通换向阀(1)工作在右位，即定量泵(19)卸荷时，第二两位三通换向阀(13)工作在右位，低压蓄能器(8)回收系统势能。