一种直臂随车起重机合流多路阀装置及其工作方法与流程

[0001]
本发明涉及一种直臂随车起重机液压技术领域，尤其涉及一种直臂随车起重机合流多路阀装置及其工作方法。


背景技术：

[0002]
直臂随车起重机是一种安装在汽车底盘上、能在一定范围内装卸重物的多用途机械，具有快速、灵活、便捷、吊装运输一体化的特点，广泛应用于设备装卸、园林绿化、市政建设等吊装运输领域。近年来，随着市场与技术的发展，高效快速节能等时代理念正成为随车起重机的技术发展趋势。
[0003]
直臂随车起重机作业的主要操作动作，包括伸缩、卷扬、变幅及回转，上车多路阀是这些液压动作控制系统的核心元件。目前，直臂随车起重机主流采用单油泵供油、比例多路阀控制系统，由于直臂起重机各个主要操作动作，对系统流量、压力的需求要求差异很大，现有的单泵供油系统难以满足高效率、低能耗精确控制等要求，同时，受底盘发动机动力特性的限制，大排量单泵系统也难以解决高负载压力下的发动机憋压熄火问题。
[0004]
现有专利文献中，如国家局2020年9月公布的一篇发明专利文件，名称为“一种直臂随车起重机用合流比例多路换向阀及工作方法”，申请号为“2020104249733”的发明专利，公开了一种直臂随车起重机用合流比例多路换向阀及工作方法，从卷扬联换向阀两输出工作油口采集负载压力信号，采用卷扬动作时第一油泵与第二油泵合流、其余状态均不合流的多路阀装置与工作方法，仅能实现卷扬动作时的双泵合流，且第一泵与第二泵所处的两侧设置压力必须相同，否则，当回转联一侧设定的压力低时，合流状态卷扬联一侧ls油路压力受回转联一侧的压力拉低，造成合流状态整个系统压力上不来；而当卷扬联一侧与回转联一侧的压力调定均一样足够高时，底盘的发动机又可能因输出功率或扭矩不足而憋压熄火。
[0005]
现有专利文献，如国家局2017年12月公开的一篇发明专利文件，名称为“一种随车起重机多路换向装置”，申请号为“201710947089.6”；包括进油油路，回油口，用于操作变幅油缸的起升、停止和落回三种动作的变幅换向阀，用于操作伸缩油缸的伸出、停止和缩回三种动作的伸缩换向阀，用于操作卷扬马达的上升、停止和下降三种动作的卷扬换向阀，用于操作回转马达的正向、停止和逆向三种动作的回转换向阀及功能模块，变幅换向阀和伸缩换向阀并联进油油路两端，回转换向阀、功能模块和进油油路串联，伸缩换向阀和功能模块合流后与卷扬换向阀、回油口依次串联。该装置中涉及对象的是开关型多路阀而不是本发明的比例芯多路阀，其工作联间不能任意复合作业，动作超控性、流量匹配性均差、能耗也大，已不能满足现阶段随车起重机产品的技术发展的要求。


技术实现要素：

[0006]
本发明针对以上问题，提供了一种直臂随车起重机动作效率高、避免发动机憋压熄火、回转联操作状态下合流时回转动作不平稳等问题的一种直臂随车起重机合流多路阀
装置及其工作方法。
[0007]
本发明的技术方案是：一种直臂随车起重机合流多路阀装置，包括第一泵进油控制联、伸缩换向联、卷扬换向联、变幅换向联、合流控制联、回转换向联和第二泵进油控制联；所述第一泵进油控制联包括三通流量阀一和负载敏感ls油路限压溢流阀；所述伸缩换向阀包括伸缩换向阀、二通压力匹配阀二；所述卷扬换向联包括卷扬换向阀、二通压力匹配阀三；所述变幅换向联包括变幅换向阀、二通压力匹配阀；所述合流控制联包括主油路液控切换阀、单向阀、负载敏感ls油路液控切换阀和梭阀；所述回转换向联包括回转换向阀和二通压力匹配阀六；所述第二泵进油联包括三通流量阀二和压力控制阀；所述三通流量阀的工作油口一、伸缩换向阀的工作油口一、卷扬换向阀的工作油口一、变幅换向阀的工作油口一、单向阀的两工作油口、合流控制切换阀的两工作油口、回转换向阀的工作油口一、三通流量阀二的工作油口一和压力控制阀的工作油口一均导通于所述第一泵进油联的进油口p1及所述第二泵进油联的进油口p2；所述三通流量阀一的另一工作油口、先导溢流阀的一油口、伸缩换向阀的工作油口二、卷扬换向阀的工作油口二、变幅换向阀的工作油口二、回转换向阀的工作油口二、三通流量阀二的另一工作油口、压力控制阀的另一工作油口，均导通于所述第一泵进油联的回油口t1及所述第二泵进油联的回油口t2；所述三通流量阀一的控制口、二通压力匹配阀一的控制油口与工作油口一、二通压力匹配阀二的控制油口与工作油口一和二通压力匹配阀三的控制油口与工作油口一分别通过液控切换阀的两工作油口、与二通压力匹配阀的控制油口与工作油口一连通，且均连通于油口mls1和油口mls2，形成负载敏感ls油路；所述伸缩换向阀的另外两工作油口与压力匹配阀的两工作油口及另一控制口相通；所述卷扬换向阀的另外两工作油口与压力匹配阀的两工作油口及另一控制口相通；所述变幅换向阀的另外两工作油口与压力匹配阀的两工作油口及另一控制口相通；所述回转换向阀的另外两工作油口与压力匹配阀的两工作油口及另一控制口相通；所述回转控制联的出油口a4与b4分别连接梭阀的两侧进油口，梭阀的中间出油口与液控切换阀控制油口和负载敏感ls油路液控切换阀控制油口之间油路连通。
[0008]
所述压力控制阀为第二泵主油路限压阀。
[0009]
所述压力控制阀为卸荷阀或远程控制限压阀；所述卸荷阀的先导控制油口或远程控制限压阀的先导控制油口与三通流量阀二的ls控制油口连通。
[0010]
mls1控制油路与回油口t1之间通过阻尼孔连通。
[0011]
所述mls1控制油路与阻尼孔之间还设有过滤器。
[0012]
mls2控制油路与回油口t2通过阻尼孔连通。
[0013]
所述伸缩换向阀还包括限压溢流阀一和限压溢流阀二；所述限压溢流阀一的进油口和限压溢流阀二的进油口分别与伸缩换向阀导通；所述限压溢流阀一的出油口和限压溢流阀二的出油口分别与阀体回油口t1及t2相通。
[0014]
一种直臂随车起重机合流多路阀装置的工作方法，当起重机处于空载状态时：伸缩换向联、卷扬换向联、变幅换向联、合流控制联和回转换向联均不工作；合流控制联中主油路液控切换阀与负载敏感ls油路液控切换阀分别因各自的常开机能导通；第一泵进油控制联中第一油泵的液压油通过油口p1、第二泵进油控制联中第二油泵的液压油通过油口p2分别在多路阀内合流；由于负载敏感ls油路没有反馈压力，三通流量阀一与三通流量阀二均打开卸荷，使两油泵液压油通过回油口t1及回油口t2流回油箱；当回转换向联独立工作，伸缩换向联、卷扬换向联和变幅换向联均不工作时：合流控制联中梭阀分别获取到回转换向阀工作油口a4和工作油口b4的负载压力，并选择两者的高压信号输入到主油路液控切换阀与切换阀两者控制油口，操控主油路切换阀与负载敏感ls油路液控切换阀同时断开油路，使第二油泵的p2油口供油，独立用于回转换向联进行起重机回转操作；当回转换向联不工作，而伸缩换向联、卷扬换向联与变幅换向联中任何一联工作时：合流控制联中梭阀检测不到高压信号，主油路液控切换阀与负载敏感ls油路液控切换阀均不动作，且分别因各自的常开机能呈导通状，因此，第一油泵的液压油通过油口p1与第二油泵通过油口p2的液压油在多路阀内合流，负载敏感ls油路限压溢流阀获取到伸缩换向联、卷扬换向联和变幅换向联中最高负载压力，且该最高负载压力同时传递到三通流量阀一与三通流量阀二的控制油口，使第一油泵与第二油泵同时合流供油，合流供油的压力随系统压力的升高而升高；由于第一泵进油联中限压溢流阀的设定压力，一般高于第二泵进油联中压力控制阀的设定压力，因此随着系统压力增高、达到第二泵进油联中压力控制阀的设定压力时，第二泵进油联中压力控制阀首先动作，限制第二泵输出压力的继续增高，同时，合流联中单向阀关闭，第一泵与第二泵的工作合流状态转变为分流状态，第一泵进油联、伸缩换向阀联、变幅换向联及卷扬换向联，均不受第二泵进油联中压力控制阀的设定压力的限制，第一泵系统的压力仍可以继续随负载的升高而增高，直到达到第一泵进油联中负载敏感ls油路限压溢流阀的设定压力为止；当回转换向联工作，且伸缩换向联、卷扬换向联与变幅换向联中至少有一联工作时：合流控制联中的梭阀获取到回转换向阀的工作油口a4与工作油口b4的负载压力，并选择两者的高压信号输入到主油路液控切换阀与负载敏感ls油路液控切换阀两者控制油口，操控主油路液控切换阀与负载敏感ls油路液控切换阀同时断开油路，使第二油泵的p2油口供油，独立用于回转换向联进行起重机回转操作，而第一油泵的p1油口供油独立用于伸缩换向联、卷扬换向联与变幅换向联中的工作联操作。
[0015]
本发明所达到的有益效果：相比于单泵控制系统，为满足所有动作需求选用的单一大排量油泵，一方面，回转联操作时液压油流量需求小，操控微动性及流量匹配性均差、系统能耗大；另一方面，回转联以外的其它联动作时，为了提升作业效率，对液压系统的流量需求很大，而在底盘发动机输出功率及输出扭矩一定的情况下，为保证系统不憋压熄火，大泵选用的排量不能进一步增大。本发明提供一种同时解决上述存在的两方面问题的方法。
[0016]
由于回转联驱动的起重机转台、臂架及吊载载荷结构系统，是一个典型的大惯量
系统，操控性与平稳性差的回转联动作的惯性大冲击也大，对结构方面产生的附加动载应力巨大，乃至影响到转台臂架等结构疲劳寿命，本发明优先保证了回转联操控的平稳性，消除了系统双泵分合流动作对回转联运转的冲击。
[0017]
对于伸缩联、变幅联及卷扬联，本发明多路阀装置在双泵合流状态下，第二油泵的中压溢流限压（或低压卸荷），本质上是一种初级的系统功率控制，能充分发挥出了底盘设备能力，实现了轻载大流量与重载小流量需求，兼顾了微动性与高效率。
附图说明
[0018]
图1是本发明的原理结构示意图一，图2是本发明的原理结构示意图二，图中1是第一泵进油控制联、11是三通流量阀一、12是过滤器、13是阻尼孔、14是负载敏感ls油路限压溢流阀、2是伸缩换向联、21是伸缩换向阀、22是二通压力匹配阀一、23是限压溢流阀、24是限压溢流阀、3是卷扬换向联、31是卷扬换向阀、32是二通压力匹配阀二、33是限压溢流阀、34是限压溢流阀、4是变幅换向联、41是变幅换向阀、42是二通压力匹配阀三、43是限压溢流阀、44是限压溢流阀、5是合流控制联、51是主油路液控切换阀、52是单向阀、53是负载敏感ls油路液控切换阀、54是梭阀、6是回转换向联、61是回转换向阀、62是二通压力匹配阀四、63是限压溢流阀、64是限压溢流阀、7是第二泵进油联、71是三通流量阀二、72是阻尼孔、73-1是第二泵主油路限压溢流阀，73-2是卸荷阀。
具体实施方式
[0019]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020]
下面参考图 1 和图 2 描述根据本发明实施例的，图中mls1、mls2分别为负载敏感油路测压油口；p1是第一油泵供油口、p2是第二油泵供油口；mp1是第一油泵测压口、mp2是第二油泵测压口；a1~a4、b1~b4分别为各换向联的工作油口；t1、t2分别为回油口。
[0021]
一种直臂随车起重机合流多路阀装置，包括第一泵进油控制联1、伸缩换向联2、卷扬换向联3、变幅换向联4、合流控制联5、回转换向联6和第二泵进油控制联7；所述第一泵进油控制联1包括三通流量阀一11和负载敏感ls油路限压溢流阀14；所述伸缩换向阀2包括伸缩换向阀21、二通压力匹配阀二22；所述卷扬换向联3包括卷扬换向阀31、二通压力匹配阀三32；所述变幅换向联4包括变幅换向阀41、二通压力匹配阀42；所述合流控制联5包括主油路液控切换阀51、单向阀52、负载敏感ls油路液控切换阀53和梭阀54；所述回转换向联6包括回转换向阀61和二通压力匹配阀六62；所述第二泵进油联7包括三通流量阀二71和压力控制阀；所述三通流量阀11的工作油口一、伸缩换向阀21的工作油口一、卷扬换向阀31的工作油口一、变幅换向阀41的工作油口一、单向阀52的两工作油口、合流控制切换阀51的两工作油口、回转换向阀61的工作油口一、三通流量阀二71的工作油口一和压力控制阀的工作油
口一均导通于所述第一泵进油联1的进油口p1及所述第二泵进油联7的进油口p2；所述三通流量阀一11的另一工作油口、先导溢流阀14的一油口、伸缩换向阀21的工作油口二、卷扬换向阀31的工作油口二、变幅换向阀41的工作油口二、回转换向阀61的工作油口二、三通流量阀二71的另一工作油口、压力控制阀的另一工作油口，均导通于所述第一泵进油联1的回油口t1及所述第二泵进油联7的回油口t2；所述三通流量阀一11的控制口、二通压力匹配阀一22的控制油口与工作油口一、二通压力匹配阀二32的控制油口与工作油口一和二通压力匹配阀三42的控制油口与工作油口一分别通过液控切换阀53的两工作油口与二通压力匹配阀62的控制油口与工作油口一连通，且均连通于油口mls1和油口mls2，形成负载敏感ls油路；进一步优化，在伸缩、卷扬、变幅及回转各换向阀的工作油口，如a1、b1、a2、b2、、a3、b3、a4、b4，可以组合选装一些限压溢流阀如限压溢流阀一23、限压溢流阀二24、限压溢流阀三33、限压溢流阀四34、限压溢流阀五43、限压溢流阀六44、限压溢流阀七63、限压溢流阀八64；换向联各油口的限压溢流阀，其进油口与相应的换向联换向阀工作油口导通，其回油口与阀体回油口t1及t2相通。
[0022]
所述伸缩换向阀21的另外两工作油口与压力匹配阀22的两工作油口及另一控制口相通；所述卷扬换向阀31的另外两工作油口与压力匹配阀32的两工作油口及另一控制口相通；所述变幅换向阀41的另外两工作油口与压力匹配阀42的两工作油口及另一控制口相通；所述回转换向阀61的另外两工作油口与压力匹配阀62的两工作油口及另一控制口相通；所述回转控制联6的出油口a4与b4分别连接梭阀54的两侧进油口，梭阀54的中间出油口与液控切换阀51控制油口和负载敏感ls油路液控切换阀53控制油口之间油路连通。
[0023]
如图1所示，所述压力控制阀为第二泵主油路限压阀73-1。
[0024]
所述压力控制阀为卸荷阀（如图2所示）或远程控制限压阀；所述卸荷阀的先导控制油口或远程控制限压阀的先导控制油口与三通流量阀二71的ls控制油口连通。
[0025]
mls1控制油路与回油口t1之间通过阻尼孔13连通。
[0026]
所述mls1控制油路与阻尼孔13之间还设有过滤器12。
[0027]
mls2控制油路与回油口t2通过阻尼孔72连通。
[0028]
所述伸缩换向阀2还包括限压溢流阀一23和限压溢流阀二24；所述限压溢流阀一23的进油口和限压溢流阀二24的进油口分别与伸缩换向阀21导通；所述限压溢流阀一23的出油口和限压溢流阀二24的出油口分别与阀体回油口t1及t2相通。
[0029]
所述卷扬换向联3还包括限压溢流阀三33和限压溢流阀四34；所述限压溢流阀三33的进油口和限压溢流阀四34的进油口分别与卷扬换向阀31导通；所述限压溢流阀三33的出油口和限压溢流阀四34的出油口分别与阀体回油口t1及t2相通。
[0030]
所述变幅换向联4还包括限压溢流阀五43和限压溢流阀六44；所述限压溢流阀五43的进油口和限压溢流阀六44的进油口分别与变幅换向阀41导通；所述限压溢流阀五43的出油口和限压溢流阀六44的出油口分别与阀体回油口t1及t2相通；所述回转换向联6包括限压溢流阀七63和限压溢流阀八64；所述限压溢流阀七63的进油口和限压溢流阀八64的进油口分别与回转换向阀61导通；所述限压溢流阀七63的出油口和限压溢流阀八64的出油口分别与阀体回油口t1及t2相通。
[0031]
一种直臂随车起重机合流多路阀装置的工作方法，当起重机处于空载状态时：伸缩换向联2、卷扬换向联3、变幅换向联4、合流控制联5和回转换向联6均不工作；合流控制联5中主油路液控切换阀51与负载敏感ls油路液控切换阀53分别因各自的常开机能导通；第一泵进油控制联1中第一油泵的液压油通过油口p1、第二泵进油控制联7中第二油泵的液压油通过油口p2分别在多路阀内合流；由于负载敏感ls油路没有反馈压力，三通流量阀一11与三通流量阀二71均打开卸荷，使两油泵液压油通过回油口t1及回油口t2流回油箱；系统仅保持很低的待命压力。
[0032]
当回转换向联6独立工作，伸缩换向联2、卷扬换向联3和变幅换向联4均不工作时：合流控制联5中梭阀54分别获取到回转换向阀61工作油口a4和工作油口b4的负载压力，并选择两者的高压信号输入到主油路液控切换阀51与负载敏感ls油路液控切换阀53两者控制油口，操控主油路切换阀51与负载敏感ls油路液控切换阀53同时断开油路，使第二油泵的p2油口供油，独立用于回转换向联6进行起重机回转操作；当回转换向联6不工作，而伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中任何一联工作时：合流控制联5中梭阀54检测不到高压信号，主油路液控切换阀51与负载敏感ls油路液控切换阀53均不动作，且分别因各自的常开机能呈导通状，因此，第一油泵的液压油通过油口p1与第二油泵通过油口p2的液压油在多路阀内合流，负载敏感ls油路限压溢流阀14获取到伸缩换向联2、卷扬换向联3和变幅换向联4中最高负载压力，且该最高负载压力同时传递到三通流量阀一11与三通流量阀二71的控制油口，使第一油泵与第二油泵同时合流供油，合流供油的压力随系统压力的升高而升高；由于第一泵进油联1中限压溢流阀14的设定压力，一般高于第二泵进油联7中压力控制阀的设定压力，因此随着系统压力增高、达到第二泵进油联7中压力控制阀的设定压力时，第二泵进油联7中压力控制阀首先动作，限制第二泵输出压力的继续增高，同时，合流联5中单向阀关闭，第一泵与第二泵的工作合流状态转变为分流状态，第一泵进油联1、伸缩换向阀联2、变幅换向联3及卷扬换向联4，均不受第二泵进油联7中压力控制阀的设定压力的限制，第一泵系统的压力仍可以继续随负载的升高而增高，直到达到第一泵进油联1中负载敏感ls油路限压溢流阀14的设定压力为止；当回转换向联6工作，且伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中至少有一联工作时：合流控制联5中的梭阀54获取到回转换向阀61的工作油口a4与工作油口b4的负载压
力，并选择两者的高压信号输入到主油路液控切换阀51与负载敏感ls油路液控切换阀53两者控制油口，操控主油路液控切换阀51与负载敏感ls油路液控切换阀53同时断开油路，使第二油泵的p2油口供油，独立用于回转换向联6进行起重机回转操作，而第一油泵的p1油口供油独立用于伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中的工作联操作。
[0033]
第一油泵进油联1，采用负载敏感ls油路限压溢流阀14先导控制三通流量阀一11，实现主油路限压，一般设定的压力较高，以满足伸缩换向联2、卷扬换向联3及变幅换向联4的高负载压力的要求；第二油泵进油联7，采用主油路溢流阀直接限压，且一般设定的压力较低，就能满足回转换向联6实际工作压力要求，第二泵进油联7上的三通流量阀二71的控制口直接连通负载敏感ls油路，当回转换向联6工作时，其反馈的是回转换向联6负载的压力，当回转换向联6不工作时，其反馈过来的是回转换向联6以外其余联工作的负载压力，三通流量阀71在多路阀合流状态也受第一油泵进油联1上负载敏感ls油路限压溢流阀14的先导限压控制，就是说三通流量阀71的限压设定压力与三通流量阀11的限压设定压力相同。如此设置的多路阀装置，在回转换向联6不工作、多路阀多路阀是指图中哪个阀处于合流状态时，第一油泵的油口p1与第二油泵的油口p2，两油口压力提升，当负载压力提升到第二泵进油联7上主油路的中压第二泵主油路限压溢流阀73-1的限压值时，溢流阀中压限压（如采用卸荷阀，则是低压卸荷），合流控制联5中的主油路单向阀52截止，对于发动机功率或扭矩等第二油泵的取用负载不再增加，但第一油泵压力可继续随负载的增大进一步提升，直到第一泵进油联1的高压负载敏感ls油路限压溢流阀14溢流、触发三通流量阀一11限压动作。这样，双定量泵的排量可以适当加大，以获取起重机空载或低负载压力下的高速度操作要求；如发动机出现了带不动现象，可以适当调低进油联7上的溢流阀或卸荷阀的设定压力，降低第二油泵对发动机的最大取用功率或最大取用扭矩，保证液压系统取用负载与发动机的输出的平衡。
[0034]
对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。