[发明专利]无溢流损失装载机液压工作系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，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

背景技术

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泵，工作过程中会出现泵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泵,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泵合流技术和双泵合流等值卸荷技术，但是均没有彻底解决溢流问题，所以节能效果非常有限。变量泵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。

本发明提出了一种节能液压工作系统，通过对定量泵系统进行改进，就可完全避免溢流损失，与变量泵系统具有相同的节能效果，同时避免了高昂的造价。

发明内容

本发明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。

本发明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、定量泵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与定量泵19连接；所述定量泵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。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1、本发明实现了在对原有装载机液压系统改造较小的情况下使泵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、本发明实现了使定量泵系统具有与变量泵系统相同的节能效果。本系统采用了抗污染能力较强、成本较低的定量泵，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。与采用变量泵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、本发明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、本发明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、本发明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为本发明的结构组成和工作原理示意图。

图2为本发明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为本发明收斗工况下高压蓄能器和定量泵共同供能模式下能量传递路线图。