速度信号)乘以一定的比例系数获得二通比例调速阀5的控制信号，动臂22的下放速度主要通过二通比例调速阀5来控制。
[0056]2)动臂挖掘模式:
[0057]铲斗接触挖掘对象，动臂22并没有实际下放过程，驱动油缸11、第一平衡油缸12和第二平衡油缸13的功能是保证铲斗在挖掘时提供一个挖掘力，保证铲斗挖掘时，整个动臂22不会被弹回。此时驱动油缸11的无杆腔压力小于有杆腔压力，第一两位两通电磁换向阀16和第四两位两通电磁换向阀19失电，第二两位两通电磁换向阀17和第三两位两通电磁换向阀18得电，第二平衡油缸13的有杆腔和液压蓄能器20相连，第二平衡油缸13的无杆腔和油箱相连，第二平衡油缸13的有杆腔压力大于无杆腔压力；第一两位三通电磁换向阀14和第二两位三通电磁换向阀15均得电，第一平衡油缸12和第二平衡油缸13的油腔相同，液压蓄能器20的压力油同时作用在第一平衡油缸12和第二平衡油缸13的有杆腔，产生一个较大的挖掘力，在相同的挖掘力时，由于第一平衡油缸12和第二平衡油缸13的辅助作用，因此降低了驱动油缸11的有杆腔压力，进而降低了液压泵2的输出压力，降低了能量损耗；同时由于挖掘时，动臂22的位移较小，因此，液压蓄能器18的压力下降较小。此时二通比例调速阀5阀口全开，根据先导手柄信号(未图示，表征动臂22的目标速度信号)乘以一定的比例系数获得三通比例调速阀4的控制信号，动臂22的挖掘速度主要通过三通比例调速阀5来控制。
[0058](2)驱动油缸11、第一平衡油缸12和第二平衡油缸13伸出状态下:
[0059]当先导手柄(未图示)表征驱动油缸11、第一平衡油缸12和第二平衡油缸13伸出时，此时三位四通换向阀6工作在上边位，三通比例调速阀4和二通比例调速阀5联合控制驱动油缸11，进而控制动臂22的伸出速度。此时驱动油缸11的无杆腔压力大于有杆腔压力，第二平衡油缸13的无杆腔和液压蓄能器20相连，驱动油缸11的有杆腔通过液控三位四通换向阀6和油箱相连，此时液压蓄能器20的压力即是第二平衡油缸13的无杆腔压力，动臂22在上升过程中，液压蓄能器20辅助驱动油缸11驱动动臂22上升，因此降低了驱动油缸11的无杆腔压力，进而降低了液压泵2的输出压力，降低了能量损耗，此时液压蓄能器20的压力逐渐下降。
[0060](3)驱动油缸和平衡油缸停止状态下:
[0061]当先导手柄(未图示)回到中位时，此时三位四通换向阀6处于中位，第一两位两通电磁换向阀16、第二两位两通电磁换向阀17、第三两位两通电磁换向阀18、第四两位两通电磁换向阀19、第一两位三通换向阀14、第二两位三通换向阀15均失电，因此驱动油缸11的无杆腔和有杆腔均断开。
[0062]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种工程机械动臂节能驱动系统，其特征在于:包括有动力单元(I)、液压泵(2)、第一溢流阀(3)、三通比例调速阀(4)、二通比例调速阀(5)、三位四通换向阀(6)、第二溢流阀(7)、第三溢流阀(8)、第一单向阀(9)、第二单向阀(10)、驱动油缸(11)、第一平衡油缸(12)、第二平衡油缸(13)、第一两位三通换向阀(14)、第二两位三通换向阀(15)、第一两位两通换向阀(16)、第二两位两通换向阀(17)、第三两位两通换向阀(18)、第四两位两通换向阀(19)、液压蓄能器(20)、第四溢流阀(21)、动臂(22)、第一压力传感器(23)、第二压力传感器(24)以及控制器(25); 该动力单元⑴和液压泵⑵同轴相连；该驱动油缸(11)、第一平衡油缸(12)和第二平衡油缸(13)均与动臂(22)机械刚性连接； 该液压泵⑵的进油口和油箱相连，液压泵⑵出口分别和第一溢流阀⑶的进油口、三通比例调速阀⑷的进油口相连，第一溢流阀(3)的出油口接油箱，三通比例调速阀(4)的回油口和油箱相连，三通比例调速阀⑷的出油口和三位四通换向阀(6)的油口 P相连，三位四通换向阀(6)的油口 T和二通比例调速阀(5)的进油口相连，二通比例调速阀(5)的出油口和油箱相连； 该三位四通换向阀(6)的油口 A连接第二溢流阀(7)的进油口、第一单向阀(9)的出油口以及第三路接驱动油缸(11)的有杆腔，第二溢流阀(7)的出口接油箱，第一单向阀(9)的进油口接油箱； 该三位四通换向阀(6)的油口 B连接第三溢流阀(8)的进油口、第二单向阀(10)的出油口以及驱动油缸(11)的无杆腔，第三溢流阀⑶的出口接油箱，第二单向阀(10)的进油口接油箱； 该第一平衡油缸(12)的无杆腔和有杆腔分别连接第一两位三通换向阀(14)的油口 A和第二两位三通换向阀(15)的油口 A，第一两位三通换向阀(14)和第二两位三通换向阀(15)的油口 T均接油箱，第一两位三通换向阀(14)的油口 P和第二两位三通换向阀(15)的油口 P分别连接第二平衡油缸(13)的有杆腔和无杆腔； 该第二平衡油缸(13)的有杆腔连接第一两位两通换向阀(16)的油口 A和第二两位两通换向阀(17)的油口 B，第一两位两通换向阀(16)的油口 B接油箱，第二两位两通换向阀(17)的油口 A连接液压蓄能器(20)、第四溢流阀(21)的进油口、第四两位两通换向阀(19)的油口 A和第二压力传感器(24)，第四溢流阀(21)的出油口接油箱；该第二平衡油缸(13)的无杆腔连接第二两位两通换向阀(18)的油口 A和第二两位两通换向阀(19)的油口 B，第二两位两通换向阀(18)的油口 B接油箱； 该第一压力传感器(23)和第二压力传感器(24)的输出信号作为控制器(25)的输入信号，控制器(25)输出信号作为第一两位三通换向阀(14)、第二两位三通换向阀(15)、第一两位两通换向阀(16)、第二两位两通换向阀(17)、第三两位两通换向阀(18)和第四两位两通换向阀(19)的电气控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械动臂节能驱动系统，其特征在于:所述三位四通电磁换向阀(6)为液控、电磁控制或电液控制换向阀。
3.根据权利要求1所述的一种工程机械动臂节能驱动系统，其特征在于:所述三通比例调速阀(4)和二通比例调速阀(5)均为液控式或电控式比例调速阀。
【专利摘要】本发明公开一种工程机械动臂节能驱动系统，包括有动力单元、液压泵、第一溢流阀、三通比例调速阀、二通比例调速阀、三位四通换向阀、第二溢流阀、第三溢流阀、第一单向阀、第二单向阀、驱动油缸、第一平衡油缸、第二平衡油缸、第一两位三通换向阀、第二两位三通换向阀、第一两位两通换向阀、第二两位两通换向阀、第三两位两通换向阀、第四两位两通换向阀、液压蓄能器、第四溢流阀、动臂、第一压力传感器、第二压力传感器以及控制器；本发明解决了液压蓄能器直接和驱动油缸直接相连系统中液压蓄能器压力变化对动臂速度的影响的不足之处，同时通过多个平衡油缸的切换实现了平衡油缸无杆腔面积的两级控制。
【IPC分类】E02F9-22
【公开号】CN104727372
【申请号】CN201510087985
【发明人】林添良, 叶月影, 黄伟平, 任好玲, 付胜杰, 刘强, 杨帆, 缪骋
【申请人】华侨大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月26日