一种挖掘机同步控制系统及挖掘机的制作方法

本发明涉及挖掘机技术领域，更具体地说，涉及一种挖掘机同步控制系统及挖掘机。

背景技术：

LSC(Linde Synchronous Control，林德同步控制系统)是林德公司开发的一种用于开式回路的控制系统，目前主要用于轮式或履带式挖掘机，如图1所示。该系统的特点是由单泵驱动多个执行元件，且各执行元件运动速度仅依赖于各节流阀开启度，而与各执行元件的负载压力和其他执行元件的工作状态无关。

传统配有林德同步控制系统的挖掘机中，两个负荷传感阀(回转主阀100和动臂主阀200)分别控制上车回转和动臂升降。驾驶员装车作业时，进行动臂提升和上车回转的负荷动作，会把操作手柄开到最大，也就是阀(调速阀)的开口最大，由于负荷传感的负载无关特性，流量平均分配到动臂和回转马达。

负荷传感泵300的主供油油路上的一个支路用于为通过回转主阀100和动臂主阀200为回转马达400和动臂油缸500供油，另一个支路经过梭阀与负载压力信号反馈回路600连通，负载压力信号反馈回路600与负荷传感泵300，连通，以控制负荷传感泵300的输出流量，即负载压力信号反馈回路600作用于负荷传感泵300的排量控制阀302的控制口，以控制液压泵301的排量，即负载压力信号反馈回路600内的压力油压力越大，液压泵301的排量越大，液压泵301为变量泵。在回转马达400和动臂油缸500均不动作时，负载压力信号反馈回路600内的压力为0，液压泵301出口压力同时引入主泵变量缸的大小腔，此时液压泵的排量基本为0。在回转马达400动作，动臂油缸500不动作时，回转马达400对应的调速阀打开，负载压力信号反馈回路600内的压力引入主泵变量缸，主泵变量缸大腔通油箱，使得液压泵301排量最大，当回转马达400对应的调速阀两端压差达到预先设定值时，主泵变量缸大腔到油箱的通路被排量控制阀302切断，液压泵301排量停止变化。

当回转单动作时，由于挖掘机上车身较重，回转马达为了克服较大摩擦力，需要较大的压力来实现。同时为了保证回转速度，需要保证一定的马达流量。在传统的挖掘机液压系统中，在此工况下，系统的回转马达溢流阀700就会处于开启状态，将导致较多的能量损耗。

此外，为了方便装车，挖掘机一项指标是动臂提升速度一定高于回转速度。由于负荷传感系统流量只与阀口的开口面积相关，机手不得不通过频繁控制手柄大小调节动臂和回转速度，这样增大了机手的劳动强度。

因此，如何避免在回转压力较大时，由于回转马达溢流阀溢流导致的能量损耗的问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种挖掘机同步控制系统，以避免在回转压力较大时，由于溢流阀溢流导致的能量损耗的问题；

本发明的另一目的在于提供一种挖掘机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种挖掘机同步控制系统，包括回转主阀、动臂主阀、为所述回转主阀和动臂主阀供油的负荷传感泵以及用于反馈压力信号的负载压力信号反馈回路，所述负载压力信号反馈回路与所述负荷传感泵的排量控制阀的控制口连通，还包括：

串联于所述负载压力信号反馈回路上的先导减压阀；

串联于补油泵与所述先导减压阀的先导控制口上的先导开关阀，在动臂先导信号作用于该先导开关阀时，所述先导开关阀关闭，否则打开，所述先导减压阀的弹簧设定压力与所述补油泵的压力之和低于回转马达溢流阀的设定压力。

优选地，在上述挖掘机同步控制系统中，所述先导开关阀为两位三通换向阀，所述先导开关阀的第一油口与所述补油泵连通，第二油口与所述先导减压阀的先导控制口连通，第三油口与油箱连通，动臂先导油路与所述先导开关阀的先导控制口连通；

在动臂先导油路有压力油时，所述先导开关阀的第一油口堵死，第二油口与第三油口连通；

在动臂先导油路没有压力油时，所述先导开关阀的第一油口与第二油口连通。

优选地，在上述挖掘机同步控制系统中，所述先导减压阀串联于所述回转主阀和所述动臂主阀之间的负载压力信号反馈回路上。

优选地，在上述挖掘机同步控制系统中，还包括与所述先导减压阀并联的单向阀，所述单向阀由所述动臂主阀到所述回转主阀的方向上导通，所述先导减压阀的弹簧设定压力低于回转马达的负载压力，不大于动臂上升的负载压力。

优选地，在上述挖掘机同步控制系统中，还包括设置于所述负载压力信号反馈回路上的负载压力溢流阀。

优选地，在上述挖掘机同步控制系统中，所述回转主阀包括：

回转调速阀，回转调速阀的入口与负荷传感泵的液压泵连通；

回转补偿阀，所述回转补偿阀的一个油口与所述回转调速阀的出口连通，所述回转补偿阀的另一个油口与回转马达连通；

回转梭阀，所述回转梭阀的第一油口与所述回转调速阀的出口连通，所述回转梭阀的第二油口与负载压力信号反馈回路连通，在所述回转梭阀的第一油口与所述回转梭阀的第二油口连通时，所述负载压力信号反馈回路内增加回转负载压力。

优选地，在上述挖掘机同步控制系统中，所述动臂主阀包括：

动臂调速阀，动臂调速阀的入口与负荷传感泵的液压泵连通；

动臂补偿阀，所述动臂补偿阀的一个油口与所述动臂调速阀的出口连通，所述动臂补偿阀的另一个油口与动臂油缸连通；

动臂梭阀，所述动臂梭阀的第一油口与所述动臂调速阀的出口连通，所述动臂梭阀的第二油口与负载压力信号反馈回路连通，在所述动臂梭阀的第一油口与所述动臂梭阀的第二油口连通时，所述负载压力信号反馈回路内增加动臂负载压力。

一种挖掘机，包括挖掘机同步控制系统，所述挖掘机同步控制系统为如上任一项所述的挖掘机同步控制系统。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的挖掘机同步控制系统，回转主阀单独动作时，回转控制手柄在最大位置，回转主阀的调速阀阀口开到最大，先导开关阀无动臂先导信号作用，先导开关阀打开，此时有补油泵压力信号作用的先导减压阀的输出压力为弹簧设定压力与所述补油泵的压力之和，由于弹簧设定压力和补油泵压力之和低于回转马达溢流阀设定压力。回转马达的负载压力的信号通过先导减压阀降到弹簧设定压力和补油泵压力之和，此压力信号通过负载压力信号反馈回路，传递到负荷传感泵的排量控制阀的控制口，从而使负荷传感泵起作用，负荷传感泵的排量达到回转马达需求流量，避免多余流量通过回转马达溢流阀，做无用功。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的挖掘机同步控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的挖掘机同步控制系统的结构示意图。

其中，100为回转主阀，101为回转梭阀，102为回转补偿阀，103为回转调速阀，200为动臂主阀，201为动臂梭阀，202为动臂补偿阀，203为动臂调速阀，300为负荷传感泵，301为，302为排量控制阀，400为回转马达，500为动臂油缸，600为负载压力信号反馈回路，700为回转马达溢流阀，800为负载压力溢流阀，901为先导开关阀，902为先导减压阀，903为单向阀。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种挖掘机同步控制系统，以避免在回转压力较大时，由于溢流阀溢流导致的能量损耗的问题；

本发明的另一核心在于提供一种挖掘机。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图2，图2为本发明实施例所提供的挖掘机同步控制系统的结构示意图。

本发明实施例公开的挖掘机同步控制系统包括回转主阀100、动臂主阀200、为回转主阀100和动臂主阀200供油的负荷传感泵300以及用于反馈压力信号的负载压力信号反馈回路600，负载压力信号反馈回路600与负荷传感泵300的排量控制阀302的控制口连通。回转主阀100、动臂主阀200、负荷传感泵300和负载压力信号反馈回路600与传统的挖掘机同步控制系统的结构和连接关系相同，本文不对其具体结构以及连接关系进行详细说明，具体可参考LSC同步控制系统。

本发明实施例的重点在于在传统挖掘机同步控制系统的基础上增加了先导减压阀902和先导开关阀901。

其中，先导减压阀902串联于负载压力信号反馈回路600上，用于降低负载压力信号反馈回路600上的压力，以将降压后的压力信号传送给负荷传感泵300，以保证负荷传感泵300的排量达到回转马达400的需求流量，以避免压力过大导致的回转马达溢流阀700卸载。

先导开关阀901串联于补油泵与先导减压阀902的先导控制口上，在动臂先导信号作用于该先导开关阀901时，先导开关阀901关闭，否则打开。动臂先导信号由动臂控制手柄控制，在动臂控制手柄打开时，动臂先导信号的压力油会作用于该先导开关阀901，保证先导开关阀901处于关闭状态，在动臂控制手柄关闭时，不会产生动臂先导信号，先导开关阀901的阀芯在弹簧的作用下处于打开状态。在先导开关阀901打开时，补油泵的压力油会通过先导开关阀901进入先导减压阀902的先导控制口，使得先导减压阀902的输出压力为弹簧设定压力与补油泵的压力之和。

为了避免回转马达溢流阀700卸载，需要保证先导减压阀902的弹簧设定压力与补油泵的压力之和低于回转马达溢流阀700的设定压力。

本发明提供的挖掘机同步控制系统，回转主阀100单独动作时，回转控制手柄在最大位置，回转主阀100的调速阀阀口开到最大，先导开关阀901无动臂先导信号作用，先导开关阀901打开，此时有补油泵压力信号作用的先导减压阀902的输出压力为弹簧设定压力与所述补油泵的压力之和，由于弹簧设定压力和补油泵压力之和低于回转马达溢流阀700设定压力。回转马达400的负载压力的信号通过先导减压阀902降到弹簧设定压力和补油泵压力之和，此压力信号通过负载压力信号反馈回路600，传递到负荷传感泵300的排量控制阀302的控制口，从而使负荷传感泵300起作用，负荷传感泵300的排量达到回转马达需求流量，避免多余流量通过回转马达溢流阀700，做无用功。

在本发明一具体实施例中，先导开关阀901为两位三通换向阀，先导开关阀901的第一油口与补油泵连通，第二油口与先导减压阀902的先导控制口连通，第三油口与油箱连通，动臂先导油路与先导开关阀901的先导控制口连通。

在动臂先导油路有压力油时，先导开关阀901的第一油口堵死，第二油口与第三油口连通，即实现先导减压阀902的先导控制口与油箱连通，卸载先导减压阀902的先导压力，使得先导减压阀902的输出压力为弹簧设定压力。

在动臂先导油路没有压力油时，先导开关阀901的第一油口与第二油口连通，即补油泵与先导减压阀902的先导控制口连通，使得先导减压阀902的输出压力为弹簧设定压力和补油泵压力之和。

在本发明一具体实施例中，先导减压阀902串联于回转主阀100和动臂主阀200之间的负载压力信号反馈回路600上。本发明的重点在于还包括与先导减压阀902并联的单向阀903，单向阀903由动臂主阀200到回转主阀100的方向上导通，先导减压阀902的弹簧设定压力低于回转马达的负载压力，不大于动臂上升的负载压力。

在动臂上升和回转复合动作时(动臂控制手柄和回转控制手柄都在最大位置)，在起步阶段，动臂上升信号作用到先导开关阀901的控制口，先导开关阀901关闭，先导减压阀902的先导控制口通油箱。此时的先导减压阀902的弹簧设定压力低于回转马达的负载压力，先导减压阀902起作用。回转马达400的负载压力信号通过先导减压阀902后，降到先导减压阀902的弹簧设定压力，此弹簧设定压力小于等于动臂上升的负载压力。这样，回转马达400的负载压力信号就不会对动臂主阀200的动臂补偿阀202产生作用，负荷传感泵300的流量就会偏向轻载方向，也就是动臂主阀200方向流动，实现动臂优先的功能。

这个时间较为短暂，在回转马达400启动后，动臂负载压力将会高于回转负载压力，动臂的负载压力信号通过单向阀903，作用于回转主阀100的动臂梭阀201上，使得动臂梭阀201换向，使得压力油作用于回转补偿阀102左位，保持回转补偿阀102处于断开状态，保证负载敏感系统的特性，确保回转不会优先。

在本发明一具体实施例中，本发明还可包括设置于负载压力信号反馈回路600上的负载压力溢流阀800。

在本实施例中，回转主阀100包括回转调速阀103、回转补偿阀102和回转梭阀101。其中，回转调速阀103的入口与负荷传感泵300的液压泵301连通，回转补偿阀102的一个油口与回转调速阀103的出口连通，回转补偿阀102的另一个油口与回转马达400连通；回转梭阀101的第一油口与回转调速阀103的出口连通，回转梭阀101的第二油口与负载压力信号反馈回路600连通，在回转梭阀101的第一油口与回转梭阀101的第二油口连通时，负载压力信号反馈回路600内增加回转负载压力。需要说明的是，本实施例仅对回转主阀100的部分结构和连接关系进行了说明，未进行说明的部分，可参考LSC同步控制系统。

在本实施例中，动臂主阀200包括动臂调速阀203、动臂补偿阀202和动臂梭阀201。其中，动臂调速阀203的入口与负荷传感泵300的液压泵301连通，动臂补偿阀202的一个油口与动臂调速阀203的出口连通，动臂补偿阀202的另一个油口与动臂油缸500连通；动臂梭阀201的第一油口与动臂调速阀203的出口连通，动臂梭阀201的第二油口与负载压力信号反馈回路600连通，在动臂梭阀201的第一油口与动臂梭阀201的第二油口连通时，负载压力信号反馈回路600内增加动臂负载压力。需要说明的是，本实施例仅对动臂主阀200的部分结构和连接关系进行了说明，未进行说明的部分，可参考LSC同步控制系统。

本发明实施例还公开了一种挖掘机，包括如上述实施例公开的挖掘机同步控制系统，因此兼具上述实施例公开的挖掘机同步控制系统的所有技术效果，本文在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。