一种功率控制的后处理再生液压装置及挖掘机的制作方法

1.本实用新型涉及挖掘机技术领域，更具体地说，涉及一种功率控制的后处理再生液压装置及挖掘机。


背景技术：

2.近年来，环境保护法规对工程机械发动机排放带来的要求日益严苛，发动机尾气后处理系统在挖掘机的重要性日渐突出。挖掘机后处理装置设有过滤装置去除粒子状物质，若粒子状物质持续蓄积、堵塞过滤器则产生排气压上升等问题，因此有必要将蓄积的粒子状物质去除从而使过滤器再生。
3.过滤器的再生可分为主动再生和被动再生，主动再生通过外加能量将气流温度提高到微粒的起燃温度使补集的微粒燃烧，被动再生利用柴油机自身的能量使微粒燃烧。主动再生又分为自动再生和手动再生两种。手动再生过程要求设备处于待机状态，而待机负载下设备排气温度较低，往往达不到手动再生的要求，故需额外增加负载以提高排气温度。目前，经常用到的增加负载提高排气温度的方式有以下三种，第一种是选择增加一个辅助液压泵用于增加负载；第二种是在执行机构的主阀上并联一辅助阀，辅助联的主油路用堵头堵住不接执行机构，手动再生时打开辅助联的辅助阀，憋压达到增加负载的目的；第三种是在主泵与油箱之间设置可调溢流阀，增加负载。
4.然而，上述几种方式均需额外增加辅助装置，且三种方式多设置在主油路，所需胶管全部为高压胶管，因此普遍存在成本高、所需安装空间大的问题。
5.综上所述，如何有效地解决挖掘机手动再生技术成本较高等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种功率控制的后处理再生液压装置及挖掘机，该一种功率控制的后处理再生液压装置及挖掘机的结构设计可以有效地解决挖掘机手动再生技术成本较高的问题。
7.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种功率控制的后处理再生液压装置，包括液压泵组和主控制阀组，所述液压泵组包括用于为挖掘机主油路供油的主泵、用于为控制系统供油的辅泵和控制所述主泵吸收功率的功率比例阀；所述主控制阀组包括执行器控制阀、溢流阀和旁通截止阀，所述执行器控制阀的中位流道的第一端与所述溢流阀连通，第二端通过所述旁通截止阀与油箱连通，还包括：
9.再生开关阀，所述再生开关阀的第一油口与所述辅泵的出油口连通，第二油口与油箱连通，第三油口与所述旁通截止阀的控制口连通，所述再生开关阀切换所述第一油口与所述第三油口连通或所述第二油口与所述第三油口连通以控制所述旁通截止阀关闭或打开。
10.可选地，上述后处理再生液压装置中，所述再生开关阀为电磁开关阀。
11.可选地，上述后处理再生液压装置中，所述电磁开关阀与控制器电连接，以在所述控制器的控制下实现所述第一油口与所述第三油口连通或所述第二油口与所述第三油口连通的切换。
12.可选地，上述后处理再生液压装置中，还包括与所述控制器电连接的再生开关。
13.可选地，上述后处理再生液压装置中，所述电磁开关阀为两位三通的电磁开关阀。
14.可选地，上述后处理再生液压装置中，所述电磁开关阀包括并联的第一两位两通电磁阀和第二两位两通电磁阀，所述第一油口为所述第一两位两通电磁阀的进油口和所述第二两位两通电磁阀的进油口，所述第二油口为所述第一两位两通电磁阀的出油口，所述第三油口为所述第二两位两通电磁阀的出油口。
15.可选地，上述后处理再生液压装置中，所述再生开关阀为电比例减压阀。
16.可选地，上述后处理再生液压装置中，所述主泵为变排量柱塞泵。
17.应用本实用新型提供的后处理再生液压装置，再生模式下，再生开关阀切换至第一油口与第三油口连通，即再生开关阀打开，控制旁通截止阀关闭，从而主泵的流量只能通过溢流阀溢流到油箱，系统工作压力为溢流阀设定压力。再生模式下，按温度设定需求，功率比例阀按需求得某一电流值，控制主泵消耗某一确定的功率，给发动机确定的负载，提高排气温度到预定值，最终实现手动再生。正常工作模式下，再生开关阀切换至第二油口与第三油口连通，即再生开关阀关闭，无油液通过再生开关阀流向主阀，对主阀不产生任何额外影响。功率比例阀电流值为正常工作模式状态，吸收功率不受任何额外影响。外接的再生开关阀对系统无任何影响，不影响正常工作时的动臂、斗杆、铲斗、行走、回转等挖机动作。
18.综上，本实用新型提供的后处理再生液压装置，只需在挖掘机液压系统外搭再生开关阀，即可实现挖掘机手动再生系统短时间内预热，其充分利用了液压挖掘机液压泵组和主控制阀组，无需额外增加其他辅助泵、高压阀，只需额外搭载再生开关阀即可，极大降低了成本。且再生开关阀所需阀件为低压阀，所需管路为小通径低压管路，所需安装空间极小。
19.为了达到上述目的，本实用新型还提供了一种挖掘机，该挖掘机包括上述任一种后处理再生液压装置。由于上述的后处理再生液压装置具有上述技术效果，具有该后处理再生液压装置的挖掘机也应具有相应的技术效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
21.图1为本实用新型一个具体实施例的后处理再生液压装置的结构示意图；
22.图2为主泵吸收功率与功率比例阀电流值的近似关系图；
23.图3为排气温度与主泵吸收功率的近似关系图。
24.附图中标记如下：
25.1-液压泵组，2-主控制阀组，3-再生开关阀，11-主泵，12-辅泵，13-功率比例阀，
21-溢流阀，22-执行器控制阀，23-旁通截止阀。
具体实施方式
26.本实用新型实施例公开了一种功率控制的后处理再生液压装置及挖掘机，以降低手动再生技术成本。
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.请参阅图1，图1为本实用新型一个具体实施例的后处理再生液压装置的结构示意图。
29.在一个具体实施例中，本实用新型提供的功率控制的后处理再生液压装置，包括液压挖掘机广泛应用的液压泵组1、主控制阀组2和外设的再生开关阀3。即液压泵组1和主控制阀组2为基于功率控制的挖掘机的常规结构设置。液压泵组1包括主泵11、辅泵12和功率比例阀13。主泵11用于为挖掘机主油路供油，辅泵12用于为控制系统供油，功率比例阀13控制主泵11吸收功率，通过电流值越大，主泵11吸收功率越大。主泵11具体可以为变排量柱塞泵，辅泵12具体可以为齿轮泵。主控制阀组2包括执行器控制阀22、溢流阀21和旁通截止阀23，执行器控制阀22的中位流道的第一端与溢流阀21连通，第二端通过旁通截止阀23与油箱连通。当系统压力超过溢流阀21设定压力时，溢流阀21打开，液压油溢流，使系统压力始终不超过溢流阀21设定压力。执行器控制阀22控制动臂、斗杆、铲斗、回转、行走等动作，执行器控制阀22为开中心结构，中位设置有流道。中位流道设有旁通截止阀23，旁通截止阀23打开时，液压油回油箱，系统卸荷。
30.本技术中基于现工程机械行业最常用的挖掘机液压系统(正流量控制、负流量控制)，只需在阀外搭载再生开关阀3即可完成发动机的手动再生。再生开关阀3的第一油口与辅泵12的出油口连通，第二油口与油箱连通，第三油口与旁通截止阀23的控制口连通，再生开关阀3切换第一油口与第三油口连通或第二油口与第三油口连通以控制旁通截止阀23关闭或打开。
31.应用本实用新型提供的后处理再生液压装置，再生模式下，再生开关阀3切换至第一油口与第三油口连通，即再生开关阀3打开，控制旁通截止阀23关闭，从而主泵11的流量只能通过溢流阀21溢流到油箱，系统工作压力为溢流阀21设定压力。再生模式下，按温度设定需求，功率比例阀13按需求得某一电流值，控制主泵11消耗某一确定的功率，给发动机确定的负载，提高排气温度到预定值，最终实现手动再生。正常工作模式下，再生开关阀3切换至第二油口与第三油口连通，即再生开关阀3关闭，无油液通过再生开关阀3流向主阀，对主阀不产生任何额外影响。功率比例阀13电流值为正常工作模式状态，吸收功率不受任何额外影响。外接的再生开关阀3对系统无任何影响，不影响正常工作时的动臂、斗杆、铲斗、行走、回转等挖机动作。
32.综上，本实用新型提供的后处理再生液压装置，只需在挖掘机液压系统外搭再生开关阀3，即可实现挖掘机手动再生系统短时间内预热。挖掘机发动机温升与液压泵消耗功率呈近似线性关系，有：
33.δt
∝
p
34.式中，p为液压系统消耗功率；
35.δt
为发动机温升。
36.本实用新型以主泵11吸收功率为控制目标，通过控制功率比例阀13的电流值控制其最大吸收功率。通过截断主阀的中位流道，使主泵11排量保持在吸收功率下的最大状态，使液压油溢流、液压油路压力保持为溢流压力。最终使挖掘机在待机状态下额外增加负载，提高排气温度。本实用新型仅通过控制主泵11功率实现挖掘机手动再生系统短时间内预热，控制对象为功率比例阀13电流值，是单一控制对象，简单可控。
37.再者，本实用新型提供的后处理再生液压装置，能够实现挖掘机手动再生系统预热温度无级调控。主泵11吸收功率与功率比例阀13电流值的近似关系如图2所示。排气温度与主泵11吸收功率的近似关系如图3所示。如图2-图3所示，排气温度和功率比例阀13电流值呈近似线性关系。因此，每种预热温度都有特定的功率比例阀13电流值，通过调整功率比例阀13电流值可实现挖掘机手动再生系统预热温度的无极调控。
38.另外，本实用新型提供的后处理再生液压装置充分利用了液压挖掘机液压泵组1和主控制阀组2，无需额外增加其他辅助泵、高压阀，只需额外搭载再生开关阀3即可，极大降低了成本。且再生开关阀3所需阀件为低压阀，所需管路为小通径低压管路，所需安装空间极小。再者，本实用新型实现了液压挖掘机待机状态下的负载模拟，即通过再生开关阀3控制旁通截止阀23的通断，在挖掘机待机无其他动作即无负载时，关闭旁通截止阀23，主泵11流量通过溢流阀21溢流，系统压力近似等于溢流阀21设定压力，溢流阀21成为系统的负载，实现了待机状态下的负载模拟。
39.在一个实施例中，再生开关阀3为电磁开关阀。电磁开关阀在接受电流值前后完全的通断，不存在阀芯半开启状态。
40.进一步地，电磁开关阀与控制器电连接，以在控制器的控制下实现第一油口与第三油口连通或第二油口与第三油口连通的切换。通过控制器能够实现电磁开关阀的动作的自动控制。
41.更进一步地，还包括与控制器电连接的再生开关。通过设置再生开关，当再生开关打开时进入再生模式，控制器接收信号，控制器判定系统进入再生模式。再生模式下，控制器使再生电磁阀得电，阀芯移动，第一油口与第三油口连通，再生电磁阀打开，旁通截止阀23关闭。主泵11的流量只能通过溢流阀21溢流到油箱，系统工作压力为溢流阀21设定压力。再生模式下，控制器给功率比例阀13特定的电流值，控制主泵11吸收功率。当再生开关关闭时控制器判定系统进入正常工作模式。正常工作模式下，再生开关阀3无电流值，处于关闭状态，不接受再生模式设置的参数，不影响液压系统正常工作。通过再生开关的设置，便于相关人员操作。
42.在一个实施例中，电磁开关阀为两位三通的电磁开关阀，其有输入口p、输出口x、泄油口t三个油口。输入口p即第一油口与辅泵12相连，接收来自辅泵12的流量与先导压力，输出口x即第三油口为再生开关阀3的输出口，与主控制阀组2的旁通截止阀23的控制油路相连，控制其通断。泄油口t即第二油口，与油箱相连。采用两位三通的电磁开关阀，结构简单，切换方便。
43.在一个实施例中，电磁开关阀包括第一两位两通电磁阀和第二两位两通电磁阀，
第一油口为第一两位两通电磁阀的进油口，第二油口为第一两位两通电磁阀的出油口，第三油口为第二两位两通电磁阀的出油口和第二两位两通电磁阀的进油口。也就是通过两个两位两通电磁阀的组合实现上述两位三通电磁开关阀的功能。第一两位两通电磁阀打开，第二两位两通电磁阀关闭时，第一油口与第三油口连通，旁通截止阀23关闭；第一两位两通电磁阀关闭，第二两位两通电磁阀打开时，第二油口与第三油口连通，旁通截止阀23打开。
44.在一个实施例中，再生开关阀3为电比例减压阀。电比例减压阀可接收控制器的电流值实现通断，从而控制旁通截止阀23的通断。
45.本实用新型提供的后处理再生液压装置适用于大部分液压挖掘机，该挖掘机液压系统应包含带有功率比例阀13的主泵11，带有中位设置有流道的执行器换向阀、连接中位流道的旁通截止阀23、溢流阀21的控制阀。本实用新型只需在挖掘机液压系统外搭再生开关阀3即可。
46.基于上述实施例中提供的功率控制的后处理再生液压装置，本实用新型还提供了一种挖掘机，该挖掘机包括上述实施例中任意一种后处理再生液压装置。由于该挖掘机采用了上述实施例中的后处理再生液压装置，所以该挖掘机的有益效果请参考上述实施例。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
48.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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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。